009倉儲(chǔ)物流中心里的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

出差一周后，感覺就一個(gè)字：累！怎么能以后不用出差就能把所有工作都做完呢，這樣不就輕松了？不過工程項(xiàng)目的建設(shè)，如果不去現(xiàn)場(chǎng)怎么安裝設(shè)備內(nèi)，看來是不現(xiàn)實(shí)了。想想在倉儲(chǔ)物流中心里，操作員每天要裝貨、卸貨、配貨、搬運(yùn)、記錄、入庫、出庫、開叉車等等一系列的工作，這樣長年累月的工作可比我出差累多了。那在倉儲(chǔ)物流中心里，如何讓操作員不累呢？可能首先想到的是采用自動(dòng)化物流設(shè)備。沒錯(cuò)，采用自動(dòng)化設(shè)備可以將操作員從繁重的體力勞動(dòng)中解救出來，不過在現(xiàn)實(shí)生活中，自動(dòng)化設(shè)備不能替代所有操作員的工作，主要是以下兩方面：

1，國內(nèi)很多工廠或者地區(qū)操作員的人工勞務(wù)成本要低于采購物流自動(dòng)化設(shè)備的成本，倉儲(chǔ)物流企業(yè)不愿意采購設(shè)備而繼續(xù)用人工完成所有工作。通常這種企業(yè)規(guī)模不大，用自動(dòng)化設(shè)備的投資回報(bào)率可能較低。

2，目前自動(dòng)化技術(shù)并不能解決所有的倉儲(chǔ)物流中心內(nèi)的工作，比如對(duì)于不規(guī)則貨物存放到貨格里，用自動(dòng)機(jī)械手完成各種貨物的揀選，目前還沒有非常成熟的解決方案。

既然現(xiàn)實(shí)中還有大量的操作員工作在倉儲(chǔ)物流中心的各個(gè)崗位上，那如何讓這些操作員能在平時(shí)的工作中輕松一點(diǎn)，避免“累”呢？這其實(shí)是一門學(xué)問，而且已經(jīng)被人類研究了很多年，也就是人們常說的“人機(jī)工程學(xué)”。

百度百科檢索得到：

所謂人機(jī)工程學(xué)亦即是應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在 活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。社會(huì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的更新、生活節(jié)奏的加快等等一系列的社會(huì)與物質(zhì)的因素，使人們?cè)谙硎芪镔|(zhì)生活的同時(shí)，更加注重產(chǎn)品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價(jià)值”、“安全”和“效率”等方面的評(píng)價(jià)，也就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常提到的人性化設(shè)計(jì)問題。

百度百科的介紹的“人體工程學(xué)“非常專業(yè)，因?yàn)椤叭梭w工程學(xué)”本身就是一門學(xué)科，所以不是三言兩語就能完全講完的。我們不從這個(gè)學(xué)科的專業(yè)角度來說說這個(gè)話題，只從其中非常樸實(shí)的一方面：怎么能讓人類在工作中輕松，做到“舒服”。在倉儲(chǔ)物流中心里，其實(shí)處處充滿著人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用，應(yīng)用得當(dāng)可以讓操作員工作輕松并“舒服”，從而間接提供勞動(dòng)效率。

順著以上的思路，可以逐個(gè)發(fā)現(xiàn)并盤點(diǎn)一下，在倉儲(chǔ)物流中心里，究竟有哪些人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1、操作員的操作高度

在倉儲(chǔ)物流中心里有大量的具體工作需要操作員去處理，比如給貨物貼標(biāo)簽，裝箱，封箱，整理物品等等工作，類似的工作可以找到對(duì)應(yīng)到我們?nèi)粘Ｉ钪械膭趧?dòng)場(chǎng)景：如每天在廚房中烹飪，經(jīng)常做飯的人都知道，如果做飯的臺(tái)面做的太低或者太高的話，每次做飯其實(shí)是一項(xiàng)非常痛苦的過程，在烹飪的過程中會(huì)覺得非常不順手，全程感覺都很累。這個(gè)其實(shí)就是人體工程學(xué)里研究的一項(xiàng)內(nèi)容，人類應(yīng)該在哪個(gè)高度上頻繁操作物品最舒服。

先仔細(xì)看看下邊一個(gè)圖：

上邊分別展示了人類在不同的高度上操作物品時(shí)的狀態(tài)，最左邊一副圖中，如果人經(jīng)常在低處工作時(shí)，粗略分析到大腿和小腿和膝蓋會(huì)一直處于工作狀態(tài)中，時(shí)間長了肌肉會(huì)酸痛發(fā)麻，工作體驗(yàn)自然很差；中間一副圖中，人的大腿和腰部會(huì)一直處于緊張狀態(tài)，時(shí)間一久，這樣的工作也不會(huì)輕松；最后一幅圖，人體整個(gè)軀干自然伸展，除了要工作的手臂動(dòng)作，沒有多余的需要付出能量的其他動(dòng)作，這樣的工作狀態(tài)最舒服。

所以，一般在倉儲(chǔ)物流中心里，給操作員配置的工作臺(tái)面一般都要做成使操作員能夠自然站立的高度上。而這一高度放到不同的國家也不一樣的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槊總€(gè)國家的人員平均身高不一樣，所以一般做的操作臺(tái)在不同的國家也都不一樣。對(duì)于我國的具體情況，在倉儲(chǔ)物流中心里，一般的操作臺(tái)的高度會(huì)做到700~800mm高。

上邊的同樣的整理菜的作業(yè)，一個(gè)是700mm的作業(yè)高度，一個(gè)是0mm的作業(yè)高度，一天下來，兩組工作人員下來的感受不言而喻。

在實(shí)際應(yīng)用中，如果每個(gè)工作臺(tái)的工作人員是非固定的，那就意味著每天不同的操作員并非是在最舒適的高度上工作。那該如何解決這樣的問題呢？

最簡(jiǎn)單的有兩個(gè)辦法，一種辦法是將工作臺(tái)設(shè)計(jì)到較高的高度位置處，身高高的人的可以直接在工作臺(tái)面上作業(yè)，身高低的員工可以在腳下踏上踏板變相提高操作員身高，這樣間接的也能使操作員處于舒適工作高度上。這樣的辦法在身邊也隨處可見，比如機(jī)場(chǎng)的辦理柜臺(tái)，一般的柜臺(tái)都設(shè)計(jì)的較高，低于身材矮小的人，可以踩到柜臺(tái)的踩踏杠上來使乘客和柜臺(tái)人員可以在舒適的高度上交流。

另外一種辦法，是將工作臺(tái)設(shè)計(jì)成可升降的，不同身高的員工，可以自行調(diào)節(jié)工作臺(tái)的高度以使工作臺(tái)面處于合理的工作高度。

2、笨重物品的操作

在倉儲(chǔ)物流中心或者工廠里，有很多載重量大的物品是人無法直接搬運(yùn)的，一般都會(huì)借助叉車或者其他搬運(yùn)機(jī)械完成從A點(diǎn)到B點(diǎn)的搬運(yùn)。但在實(shí)際中有很多場(chǎng)景下是需要人去裝配或者需要將單個(gè)的物品進(jìn)行裝箱等操作，而這些操作又無法直接使用搬運(yùn)機(jī)械來完成，因?yàn)檫@些操作比較復(fù)雜且需要的精度較高，而人類是最適合做這種復(fù)雜的又精準(zhǔn)的動(dòng)作，如果能讓人類舒服的操作這些重物，那勢(shì)必會(huì)讓整個(gè)工作效率提高不少。

比如下圖所示：

助力機(jī)械用來提升重物，而人工只用來調(diào)整細(xì)微的方向和角度，來完成工廠里某些高精度的工藝操作或者是倉儲(chǔ)物流中心里的重物裝箱。通過各種助力機(jī)械，使操作員在應(yīng)對(duì)笨重或者特殊的物料時(shí)也可以輕松作業(yè)，達(dá)到“舒適”作業(yè)的效果。

還有另外一種裝置直接將機(jī)械機(jī)構(gòu)直接裝在人身體上，幫助操作員輕松搬運(yùn)起一些20~30Kg的物品，如同鋼鐵俠一般瞬間使操作員力大無窮，該類設(shè)備叫外骨骼機(jī)器人。比如在京東的配送中心里，就有類似的外骨骼設(shè)備穿在操作員身上，可以幫助操作員在頻繁的彎腰搬運(yùn)作業(yè)時(shí)極大的減少對(duì)腰椎的傷害，同時(shí)較之前每天同樣的勞動(dòng)強(qiáng)度，運(yùn)用外骨骼機(jī)器人設(shè)備后使操作員一天下來也不會(huì)非常疲憊。

3、揀選作業(yè)中的抗疲勞設(shè)計(jì)

在倉儲(chǔ)物流中心尤其是物流配送中心里，有一項(xiàng)工作發(fā)生的非常頻繁，那就是物品揀選作業(yè)。物流中心的物品千差萬別，當(dāng)有訂單到達(dá)物流中心時(shí)，操作員需要根據(jù)訂單去尋找對(duì)應(yīng)的各種物品所在的貨架位置，并將正確的數(shù)量物品放到訂單揀選容器中。對(duì)與一個(gè)訂單來說，操作員很容易完成，而如果是大批量的訂單揀選作業(yè)來臨時(shí)，操作員會(huì)疲憊不堪，主要是以下幾個(gè)方面：

第一個(gè)是操作員需要將每個(gè)訂單里的內(nèi)容查詢并獲取物品位置信息，記住這些信息后去尋找物品位置；

第二個(gè)是操作員需要仔細(xì)核對(duì)并揀選到正確的物品數(shù)量，確保與訂單里的各項(xiàng)物品量一致；

第三個(gè)是操作員要記住當(dāng)前手里的訂單都有哪些，保證所有的訂單按時(shí)完成揀選作業(yè)。

長時(shí)間的揀選工作除了會(huì)使操作員由于穿梭在不同的貨架之間尋找貨物而造成的行走疲勞，同時(shí)也會(huì)由于要時(shí)刻記住訂單內(nèi)信息和訂單間信息而倍感疲勞。

解決第一類行走疲勞的方式通常是通過揀選機(jī)器人比如Kiva類似的機(jī)器人或者多穿車，訂單由系統(tǒng)直接判斷被將物品從貨架里拖出到固定揀選工位上來完成。

解決第二類疲勞的關(guān)鍵點(diǎn)是消除操作員思考和記憶造成的疲勞，即有系統(tǒng)能直接提示操作員下一步該做什么，到哪里去做，做多少，那勢(shì)必會(huì)極大的降低操作員的腦力疲勞。幫助操作員舒適工作。

通常的解決方案有兩類，一類是電子標(biāo)簽揀選方案，一類是語音揀選方案。

A）.電子標(biāo)簽揀選方案：Pick By Light

每個(gè)訂單形成后，電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)自動(dòng) 將訂單中的內(nèi)容檢索出來并搜索到每種物品所在的貨格位置處，在當(dāng)前訂單揀選開始時(shí)，每次系統(tǒng)只處罰一個(gè)貨位前的指示燈標(biāo)簽，操作員無需思考，看見燈亮就去對(duì)應(yīng)的貨格里去拿取貨物即可，同時(shí)拿取的數(shù)量也完全依據(jù)標(biāo)簽里的數(shù)字提示來揀選，不必與實(shí)際訂單核對(duì)；拿走貨格物品正確數(shù)量后按按鈕確認(rèn)后，下一個(gè)需拿去的貨格會(huì)以此點(diǎn)亮，以此類推直至操作員將當(dāng)前的訂單揀選完成。整個(gè)過程操作員只需要依據(jù)指示去做簡(jiǎn)單操作即可，極大的降低的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也增加了揀選效率，揀選的正確率也大大的增加了。

B）語音揀選系統(tǒng)

同電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)類似，語音揀選系統(tǒng)通過操作員與頭戴Mic系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)話，語音系統(tǒng)就會(huì)指示操作員去正確位置去做正確的揀選工作，也完全的解放了操作員揀選時(shí)的思考和記憶動(dòng)作。

以上兩種揀選方式非常高效，極大的解放了操作員的大腦，不過如果倉儲(chǔ)物流中心比較大，貨物種類太多，貨架分布較散，實(shí)際上還需要操作員記住一些貨物的大概區(qū)域和位置。近幾年隨著VR和AR的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)現(xiàn)在也已經(jīng)嘗試的應(yīng)用到倉庫揀選作業(yè)中。

操作員根據(jù)帶上的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡或頭盔里系統(tǒng)提示信息去一項(xiàng)項(xiàng)執(zhí)行系統(tǒng)里的直觀指示，包括訂單信息，貨架位置，到貨架位置的路徑指示，貨格指示，數(shù)量指示，對(duì)物品直接掃描識(shí)別記錄等等，完全做到人機(jī)合一，操作員完全的解放了大腦，將疲勞程度降到最低。

目前國內(nèi)有公司開發(fā)該類系統(tǒng)，比如：

4、舒適的操作角度

在操作物料和各種產(chǎn)品的時(shí)候，如果能保證拿取的物料時(shí)刻都在操作員的視線范圍內(nèi)和手臂伸展范圍內(nèi)，操作物料的過程也會(huì)隨之輕松很多。

對(duì)于輕載料箱，一般將料箱擺放位置有一定的傾角，這樣操作員即便于核對(duì)料箱里的具體物品，又方便從中拿取物料。

而對(duì)于載重量較大的物料，也可以采用類似的液壓裝置將托盤或大料箱傾斜，便于揀選：

另外，在叉車作業(yè)高處貨位時(shí)，人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)也非常重要，合理的設(shè)計(jì)會(huì)使駕駛叉車非常輕松。叉車司機(jī)在叉取高位貨架時(shí)，如果只依靠眼睛來確定當(dāng)前是否提升到正確的高度，頭部、脖子、眼睛、腰部非常疲勞。

一般叉車通過如下幾種方式來解決操作員疲勞駕駛問題：

一種是在叉車上可以預(yù)先設(shè)定每層的層高標(biāo)定，每次叉車要叉取時(shí)設(shè)定具體哪層，叉車直接提升到固定高度即可，無需在人眼定位。另外一種是駕駛室直接隨著門架一起提升，這樣可以保證叉取的托盤一直在駕駛員視野范圍內(nèi)，以降低疲勞。

時(shí)至今日，倉儲(chǔ)物流中心里仍然有大量的人工操作，而一些很小的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)常常在不經(jīng)意間發(fā)揮著巨大的作業(yè)，不但大大的降低了操作員的勞動(dòng)力，間接的提高了勞動(dòng)效率，某些程度上也極大的提升了操作員在工作中的安全性。而倉儲(chǔ)物流中心里的自動(dòng)化設(shè)備使人類逐漸遠(yuǎn)離繁重的搬運(yùn)勞動(dòng)，隨著技術(shù)的普及和成本的降低，自動(dòng)化技術(shù)必將是終極”人機(jī)工程學(xué)“利器。