Công thái học (Human Engineering), còn được gọi là kỹ thuật nhân thể, kỹ thuật người – máy, nhân học công nghiệp hay ergonomics. Từ "Ergonomics" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp: "Ergo" nghĩa là “lao động, công việc” và "nomos" nghĩa là “quy luật, hiệu quả”, tức là nghiên cứu quy luật của hiệu quả và hiệu suất lao động.
Công thái học bao gồm 6 ngành học chuyên sâu: nhân trắc học, cơ sinh học, sinh lý lao động, sinh lý môi trường, tâm lý kỹ thuật, và nghiên cứu thời gian – công việc.
Ban đầu, công thái học chủ yếu nghiên cứu mối quan hệ giữa con người và máy móc kỹ thuật, tức là quan hệ người – máy. Nội dung gồm: kích thước hình thể và chức năng của con người, thiết bị vận hành, bảng điều khiển và hiển thị thị giác. Những vấn đề này liên quan đến tâm lý học, giải phẫu học và nhân trắc học. Sau này, công thái học mở rộng sang nghiên cứu mối quan hệ con người – môi trường, liên quan đến tâm lý học môi trường.
Cho đến nay, nội dung nghiên cứu công thái học vẫn đang phát triển và chưa hoàn toàn thống nhất. Dữ liệu cơ bản của công thái học chủ yếu bao gồm 3 khía cạnh: cấu tạo cơ thể, kích thước cơ thể, và phạm vi chuyển động.
1. Cấu tạo cơ thể người:
Liên quan chặt chẽ nhất là hệ vận động – gồm xương, khớp và cơ bắp – dưới sự điều khiển của hệ thần kinh. Bộ xương gồm sọ, thân và tứ chi, trong đó cột sống là trụ cột chính, có khả năng vận động. Khớp nối và cho phép chuyển động giữa các xương. Cơ xương co giãn theo tín hiệu thần kinh để tạo chuyển động phối hợp.
2. Kích thước và kích cỡ cơ thể:
Là dữ liệu cơ bản của nghiên cứu công thái học. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm:
Phương pháp quan sát:
Sử dụng để nghiên cứu tình trạng làm việc giữa người và máy như phân tích thao tác, chức năng, quy trình công nghệ.
Ví dụ 1: Quan sát công nhân lắp ráp điện thoại để phân tích các bước thao tác, đánh giá sự thuận tiện và hiệu quả trong chuyển động tay.
Ví dụ 2:Quan sát công nhân lắp ráp linh kiện điện tử để phân tích động tác thừa, đánh giá sự bất tiện do bố trí dụng cụ không hợp lý, từ đó cải tiến quy trình thao tác.
Phương pháp đo thực nghiệm:
Dùng thiết bị để đo các thông số tĩnh và động của cơ thể, tham số sinh lý, tham số môi trường làm việc.
Ví dụ: Đo chiều cao thao tác tối ưu của công nhân đứng máy để thiết kế chiều cao bàn thao tác phù hợp, tránh phải cúi hoặc với tay gây mỏi vai gáy.
Phương pháp thực nghiệm:
Dùng khi không thể đo trực tiếp, có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm hoặc tại hiện trường sản xuất. Ví dụ, đo tốc độ nhận diện và tỷ lệ sai số khi đọc các loại màn hình hiển thị khác nhau, hoặc đánh giá ảnh hưởng của màu sắc đến tâm lý, sinh lý và hiệu suất làm việc.
Ví dụ: Thử nghiệm màu sắc đèn cảnh báo trên dây chuyền để xác định loại màu dễ nhận biết nhất trong môi trường ánh sáng nhà xưởng.
Phương pháp mô phỏng và thực nghiệm mô hình:
Do hệ thống người – máy phức tạp, thường phải sử dụng mô phỏng để nghiên cứu, như mô phỏng huấn luyện thao tác, mô hình cơ khí, mô hình người. Giúp tiến hành thí nghiệm với chi phí thấp hơn nhưng vẫn sát thực tế.
Ví dụ: Dùng mô hình người (hoặc phần mềm mô phỏng) để kiểm tra việc tiếp cận nút điều khiển máy CNC, đảm bảo người vận hành có thể thao tác mà không phải vươn người quá mức.
Phương pháp mô phỏng số bằng máy tính:
Do con người có ý chí chủ quan, mô hình vật lý khó mô phỏng chính xác. Đồng thời, hệ thống người – máy ngày càng phức tạp, khiến mô hình vật lý tốn kém và khó điều chỉnh. Phương pháp mô phỏng số bằng máy tính sử dụng mô hình toán học để mô phỏng chức năng con người, máy móc và môi trường trong giai đoạn thiết kế sản phẩm. Nhờ đó có thể rút ngắn chu kỳ thiết kế, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả.
Ví dụ: Sử dụng phần mềm excel để tính thao của công nhân và máy móc để tính thời gian tiêu chuẩn
Phương pháp phân tích:
Sử dụng sau khi đã thu thập dữ liệu từ các phương pháp khác. Gồm các kỹ thuật phân tích.
(1) Phân tích thao tác tại thời điểm nhất định:
Dùng phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên để phân tích các thao tác người – máy, giúp rút ra thông tin hệ thống.
Lấy mẫu ngẫu nhiên các thời điểm trong ca làm việc để phân tích tỉ lệ thời gian công nhân đang thao tác thực tế so với thời gian tiêu chuẩn
(2) Phân tích thông tin cảm nhận – vận động:
Phân tích hệ thống phản hồi: thông tin từ môi trường được cảm nhận, xử lý tại não và phản hồi qua hành động, rồi máy móc phản hồi lại. Dùng lý thuyết truyền tin để định lượng các quan hệ.
Phân tích thời gian phản ứng của công nhân khi còi cảnh báo máy kêu để đánh giá độ nhạy và vị trí đặt cảnh báo trong nhà máy. (thời gian phản ứng của công nhân đối với tình huống)
(3) Phân tích tải trọng thao tác:
Dùng máy tính để phân tích mức độ tải trọng trong các thao tác liên tục, từ đó tính ra tỷ lệ tải trong mỗi đơn vị thời gian.
Đánh giá mức độ mỏi cơ ở vai và lưng của công nhân làm việc với máy ép đứng liên tục, để xác định thời gian nghỉ phù hợp giữa các ca.
(4) Phân tích tần suất:
Đo tần suất sử dụng của máy và thao tác người vận hành, để điều chỉnh tải công việc phù hợp.
Ghi nhận tần suất sử dụng của từng dụng cụ (vặn vít, súng bắn đinh, v.v.) để tái bố trí dụng cụ gần tay thuận của công nhân và giảm thao tác thừa.
(5) Phân tích sự cố :
Phân tích tai nạn hoặc tình huống suýt gây tai nạn để phát hiện điểm dễ gây lỗi trong hệ thống, hỗ trợ nhận diện các vấn đề tiềm ẩn.
Ví dụ 1: Phân tích các sự cố trượt té hoặc kẹt tay khi làm việc với máy dập để xác định nguy cơ tiềm ẩn và cải thiện biện pháp an toàn.
Ví dụ 2: Phân tích tiếng ồn, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, vị trí làm việc, thời gian làm việc, tần suất làm việc có ảnh hưởng đến công nhân
(6) Phân tích tương quan:
Xác định mối quan hệ giữa hai hay nhiều biến số (độc lập và phụ thuộc), từ đó có thể mô tả, dự đoán hoặc phát hiện quy luật. Ví dụ, phân tích tương quan giữa chiều cao và cân nặng.
Ví dụ: Phân tích mối tương quan giữa độ cao công nhân và số lần đau lưng báo cáo trong ca để tối ưu hóa chiều cao bàn thao tác hoặc cung cấp ghế hỗ trợ phù hợp.
(7) Phương pháp khảo sát:
Sử dụng các hình thức khảo sát như phỏng vấn, bảng câu hỏi, đánh giá chi tiết, phân tích tâm lý và sinh lý, hoặc ý kiến gián tiếp của người dùng để thu thập dữ liệu.
Ví dụ: Phát bảng khảo sát cho công nhân dây chuyền hàn để thu thập phản hồi về mức độ thoải mái của ghế ngồi, ánh sáng, tiếng ồn và nhiệt độ trong khu vực làm việc.
0 Nhận xét