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摘要：随着新工业智能制造时代的来临，为适应家具市场需求个性化与多元化，家具制造企业面临着新的机遇与挑战。以广州SH家具公司的板式家具生产线为案例，应用人因工程学中的人体测量基础、作业空间设计5大原则和工业工程的动作经济原则等科学理论依据，充分利用现场拍摄图片视频、问卷调查等方式收集车间各类尺寸与数据，以提高车间的生产效率、减少工人疲劳为目标，运用文献检索、实验法、图示模型法等方法对生产现场展开全面改善研究，着重于作业空间的改造、辅助器具的优化、货品存储的改善等。通过剖析人体尺寸以调整封边区的物料摆放，结合MOD法等优化组装区工作台布置，采用SLP法使B产品物流线距离同比减少20.1%，C、D线分别同比减少22.9%和7.3%，同时开发仓库信息系统以解决长期困扰工人的出入库纸质单据保存困难、废料处理不当、成品布置混乱等问题，最终构建出了一个满足实际生产需求且安全、舒适、高效的生产车间。
关键词：人因工程;作业空间;系统化设施布置规划;现场改善;工业工程
中图分类号：F273 文献标志码：A 文章编号：1009—9492（2021）03—0022—07
0引言
随着21世纪中国经济的快速发展，人们的生活质量不断提升，人们对家具的要求越来越高，近年来，板式家具凭借着其造型富于变化、外观时尚、质量稳定等特点在国内外的家具市场上站稳了脚跟，如何在当今科技发达的工业新时代脱颖而出，提高企业的生产效率成为家具生产商一直苦苦研究的课题。许多先进的设备被投入到板式家具生产制造之中，这无疑大大提升了生产的效率，但机械化水平的提升并不意味着工人的作用被削弱，工人仍然是家具生产作业流程中的执行者，极大影响生产车间作业的效率。而大多中小家具企业都存在作业空间布置不合理，工人生产环境不友善等影响工作效率的问题。
我国科学发展观战略思想正全速推进，以人为本的设计理念和管理思想逐渐成为主流，如何将家具的生产工艺进行智能化、自动化升级改造，以实现在降低成本的同时提高产品质量，除了机器的升级改造可以提升生產率之外，对工人的动作、工位布局等进行人因工程分析也成为板式家具生产领域中一个高度关注的话题。尚永贵等提出了优化工厂人-机-环境体系的方法及措施以改善车间员工的工作效率;张冰通过对家具产业生产线的升级及改造方案进行企业体制改革的深入分析。然而，国内关于人因工程在家具生产现场中的应用研究仍很缺乏，因此，本文针对广州SH家具公司中的板式家具生产线，利用工业工程和人因工程的专业方法破解工人舒适度低、车间现场无序等痛点，以优化SH家具公司板式家具制造车间的现场管理。
1公司概况
本文以广州SH家具有限公司中的板式家具生产车间作为研究对象。该公司致力于专业办公家具的生产研发。为使公司品牌被更多客户所认可，公司正大力投入生产线的优化改善，力求成为办公家具行业最有发展潜力的企业之一。该公司板式家具的生产采用流水线人机结合的加工形式，具体流程如图1所示。
其生产车间设有开料区、封边区、清洁区、试装区等11个工作区域，具体区域分布如图2所示，其中组装区等深色部分为本报告分析的重点区域。
2生产作业现场问题分析
人、机器设备、工装以及加工物所占的空间组成作业空间，其设计必须充分考虑人体测量学中所涉及的人体尺寸，通过对SH公司现场的作业空间进行实地考察，采集空间尺寸数据，发现作业现场存在以下需要改善的问题。
（1）车间区域划分不合理。车间中组装区和封边区的工具均放在较远的区域，延长了操作距离。与生产流程关联不大的文件处理区域占用了较多的生产面积，清洁区、试装区面积受限，作业时出现占用其他区域的现象。
（2）工作台、工具柜布置待改善。组装区作业用的工作台尺寸及布局设计不合理，空间利用率较低（图3），导致工人长期站立向前弯腰作业，加剧脊椎疲劳程度。异形封边区工具柜为不透明柜（图4），工人无法提前获知所需工具位置，需要多次翻找，耗费时间。
（3）物料和工具摆放无序。组装区的物件和工具摆放杂乱且分散（图5），工人需要花费大量的时间去找轮子配件、相应型号的螺丝和辅助工具打钉气枪等，作业空间中存在较多无用或闲置设备的摆放，导致配件遗失、不易找寻。
（4）部分器具有待改良。封边区平板运输推车给工人取板造成不便，工人需重复前往身后的传送带弯腰搬运板材到操作台进行封边，作业移动涉及范围较广，不仅使工作周程增长，降低工效水平，还加大对员工腰部的损伤。异形封边区使用的刮刀形状为扁平状，易导致工人手部变形。
（5）工位空间布局有隐患。半成品区易发生成品和半成品交叉堆积的事故（图6），货物堆积给工人心理带来压力，使其疲倦感和烦躁感增加，从而影响到工作效率和产品质量。现存插座的布局导致工人要拉较长的电线才能通电，电线散乱置于地面上，阻碍了半成品的排放，并对工人操作造成了一定的安全隐患。
（6）仓库管理缺乏信息化、科学化。缺乏材料入库和成品出库信息管理系统，原材料的入库和成品的出库仅能通过人工手写单据的形式完成（图7），面临着容易丢失、数据易损等问题。成品暂存位置布局无序（图8），致使工人花费大量时间寻找货品，一件产品制作完成后，工人随意找一个位置将产品放好，当出库时工人需重新耗时找回产品，且经常会遇到产品丢失、移动物品困难等问题。
3现存问题的改善研究
3.1生产车间的作业空间布局调整
车间作业空间合理布局能有效提高工序间物流的速率，根据实地考察可得半成品区尺寸分布现状图（图9）及生产区域流程图（图10），采用工业设施系统规划之父——缪瑟提出的基于流程导向的调整型系统布局设计法（SLP法），根据SH家具公司生产车间的大量图表建立模型，展开以下分析。
该车间的产品主要分为大件家具部件A、普通安装小型家具B、打钉安装小型家具C及试装家具D四种类型，结合工厂提供的日常订单数据、工艺路线和各工位距离间隔表，由各产品合并后的运量从至表分析后得出作业相关图（图11），推算过程如图12所示。 由于工厂内固定的运输带以及原材料堆放难以调整，故根据以下调整方案，主要提高了B、C、D三条产品运输线路的效率，优化后如图13所示。
（1）将清洁区调整至组装区和包装区的中间，发挥其调节中枢的作用，并合理扩大清洁区的范围。
（2）增设工具柜，解决了原先试装区面积冗余、清洁工具随处摆放的问题。
（3）将组装区调整到资料区旁，减少了组装区工具柜和组装区的距离，使加工线路达到最经济的要求。
（4）缩减了办公区域面积，只保留必要的区域。
改善后构建了科学有效的人-机-环境相关联的有机整体，大大提高了闲置空间的利用率，避免了多余的原材料和半成品的搬运，经实地测量数据（表1），B线同比减少20.1%，C、D线同比减少了22.9%和7.3%。
3.2车间现场的改善研究
人是人-机-环境系统中处于主体地位的操纵者，经过对SH公司操作人员的实地调研，采用调查法、实验法、MOD法、感觉评价法等方法，对人手操作频率较高的封边区、组装区、成品区展开重点改善研究。
3.2.1封边区的改善
3.2.1.1工作面的改善
收集工人对操作台的意见问卷，结合实地测量的尺寸数据整理后分析得出，目前现场问题集中在操作平面面积与常处理的货物尺寸不匹配、找寻工具存在难度等方面。改善前板材由开料机处理后，开料工人需要将板材平放在推车上推往封边区，再将其搬运至传输带，随后封边工人需转身前往传输带弯腰辨认板材信息后拾起板材（图14），将其搬至封边机左侧进行封边，来回折返如图15所示。
工人取板过程中腰部前弯以辨识信息后搬运板材，根据OWAS法可知该动作分析等级为AC2，由表2可知此动作有轻微危害，长期工作会使工人容易疲劳，且易对其腰部造成损伤。为此，将原本用作运输的平板推车改为带卡槽高度为50cm的立式推车（图16）。
利用模特法以优化各动作的时间值，优化后立式推车将板材隔开，开料工人无需费时将板料于传送带上分开摆放，工人可直接从推车上取板，使一个搬运周期内MOD总值减少86，缓解了封边工人的腰部劳损程度，节省了11.094 s，如表3所示。
3.2.1.2工具柜的改善
目前异形封边区工具柜与工作台中间隔有一条固定的滚筒运输带，工人需挪动运输带上待处理的板料、跨过运输带才能靠近工具柜（图17），且由于工具柜内部不可视，工人寻找工具时常常需要开关多个柜门才能找到所需要的工具，造成大量时间浪费。
依据工具放置的场所、方向和位置一般应相对固定，方便拿取，避免因寻找而产生走路、弯腰等多余动作的工件器具摆放原理，工具柜的设计应以方便寻找、获取工具快速为目的，现将工具柜柜门由原来的不透明木柜门改装成透明柜门，如图18所示。透明柜门可以让工人对柜子内部工具一览无余，帮助工人获知工具位置，节省大量的寻找时间。
3.2.1.3器具的改善
通过现场观察及询问工人手部现状发现，由于工人现仅能使用扁平状的刻刀作为辅助工具，如图19所示，在刮封边条时需手指顶在刀片背面，掌心和手指局部受力如图20所示，长期工作导致了损掌心和指部组织受损。
依据动作经济性原则，拟使用双面刮刀来替代单面刻刀，刀把直径改为30～40mm，改善后的刮刀如图21所示，减少了工人掌心局部的负荷能力，且可同时刮板材上下两个板面，避免了改善前刮完上边后需翻转板材再刮下边的时间损耗，节省了刮边工序约50%的用时。
3.2.2组装区的改善研究
3.2.2.1组装区工作面的改善研究
经实地考察，组装区由组装工作台1和工作台2组成。组装工作台2由4个长2000mm、宽1000 mm、高800mm的工作台拼接而成，下方配有存放工具零件的夹层，如图22所示，由于组装工作时工人需长时间保持立姿状态，且还需连续不断地进行打钉、安装滚轮等操作，对工人的耐力消耗较大，致使其出现注意力不集中、工作节奏变缓、工作失误率高等现象，因此对该工作台进行了科学地优化。
该组装工序属于轻作业，工人大致是30～40岁的男性，根据Grandjean给出的推荐工作台高度（图23），可得组装工作台2的最适宜尺寸应调整至接近肘高处，限于现有工作台固定，因此利用垫板加在工作台面上以达到理想高度，改善后的工作台如图24所示。
3.2.2.2组装区工作台的改善研究
由组装工作台2的现状图和组装工作台l的模拟图（图25）可知，目前组装工作台的布置较为随意，配件无序摆放于桌面或夹层中，工人需花费不必要的时间翻找配件;工人每次打钉都需弯腰拉开抽屉取出气枪等辅助工件，气枪连接线也散乱排在地面上，造成了绊脚的安全隐患。
针对以上问题，组装区工作台2的布置改善主要依据重要性原则、使用频率原则、使用顺序原则，利用记号笔划分试装组、组装组、清洁组等区域，将夹层中的物件按序排放，以保障操作工人与他们接触的设备、物体和环境保持和谐状态，改善后如图26所示。
根据立姿时手的垂直作业范围（图27），范围3为手操作最大范围，即工作台面板可增加至1400～1500mm，为进一步减少工人弯腰寻找零件，节约组装时间，拟增高组装工作台1的桌面面板，在面板的左方设置2层摆放常用零件的置物架，右方设置挂钩和可移动挂式插座，把常用的打钉气枪、剪刀、螺丝刀等工具按功能重要程度和使用频率依次悬挂在立式面板上，增大立体作业范围加强空间性，保证了工件布置于可达区，改善后示意图如图28所示。
依据18～60岁男性的人体主要尺寸和立姿尺寸数据可得，第5个百分位的成年男性的上臂长和前臂长分别为289 mm和216mm，则臂长为505 mm，根据现场采集组装工作台1的尺寸数，该工作台的实际宽度为1000 mm，超过了最大水平作业范围，工人每组装一次就需要前倾身子并踮腳才能拿到靠近桌面边缘的螺丝、零件，一件产品需重复至少4次，降低了组装效率。 对组装台1区域现状进行俯视图实体模拟，如图29所示，装轨道和原材料的纸皮箱成为了障碍物限制了平衡，使可达范围缩小，且存在桌子1闲置于工作台后方，导致工人每次拿取轨道等原材料都需从右方绕开箱子和闲置的桌子1才能抵达，需要经常改变体位，而且组装成品与半成品混乱放置，致使工人难以区分成品是否已完成螺钉的安装，于是根据Squires推荐的较佳范围（图30）对该工作区域进行调整。
将频繁使用的螺丝、配件等竖直排放在操作工人触手可及的地方，如图31所示，移开闲置的桌子1和桌底柜子后，把装放轨道的箱子按顺序排放于桌底空余位置，在工人左后方划分组装成品暂放区，右方划分组装半成品暂放区。
改善后组装工作台1的區域总体布局如图32所示，工人可直接从桌底拿取轨道移到工作台，遵循可达性原则，保证工人能够快速拿取螺钉、螺丝等配件，进行了首次打钉的组装半成品可放置右后方的暂放区，当二次打钉完成后的组装成品将放置左后方的组装成品暂放区，以等待下一工序工人的处理，由此可有效地减少工作活动余隙，提高闲置空间的利用率，使体位移动从改善前的6.9m降至4m，并减少重复组装以及错误组装的发生次数，提高了工作效率。
3.2.3仓库管理的信息化与交互设计
为解决长期困扰工人的出入库纸质单据保存困难、废料处理去向不明、成品布置混乱等问题，现本着减轻工人负担，提高全局效率的思想，设计了基于SpringBoot与Vue框架的仓库管理系统。系统主要分为仓位管理、货品管理、废品管理和出入库管理模块4个模块。前端采用了Element-UI与echarts等UI库对界面（图33）进行了结构化设计，以提高系统操作的便捷性，减少了工人使用时的记忆负担。
入库作业采取简洁式界面，将基本信息录入，减少了界面元素冗余（图34），货物详情和定位信息经过审核后完成原材料入库。货品管理模块采取内嵌表格展示，同时设计有单件操作与批量操作，提高了管理人员的可操作性。当出库需求发布后，工人根据系统中的定位取货，产品的交易情况更新为已出库，出入库管理模块解决了车间前期纸质出入库单编写和存储困难的问题。
4工作车间改善效果评价
4.1工作车间改善效果创新
针对SH家具公司生产车间出现的各类问题，依据系统的集合性、相关性等特性对其现存问题进行改善研究，工作范围涵盖作业空间布置、工装夹具优化以及信息管理系统设计等，实现了轻松作业、流程信息化的效果。主要改善内容及实施效果如下。
（1）基于SIP法对作业现场布置进行优化。合理调整试装、组装、清洁、包装区的空间布局，减少了B线20.1%、C线22.9%和D线7.3%的移动距离。
（2）对作业空间进行分析，明显节约了工人的操作时间，降低了劳动强度。如将工具柜柜门换为透明柜门，在组装工作台划分物件暂储区域等，减少了工人体位移动2.9 m。
（3）对人体工作行为进行探究，减轻工人手工操作的劳动负荷。如对普通封边区增设立式推车，使一个搬运周期内MOD值降为44，对异形封边区的刮边工具进行改善，利用垂直空间对组装区的工作台结构尺寸和物料摆放位置进行调整，使员工对公司的满意程度大大提高。
（4）开发的仓库管理系统解决了改善前手写订单易丢失、仓储无序、废料缺乏管理的问题，实现对仓库、废料情况等的信息化管理。
4.2持续改善
回顾本次研究课题，虽然研究结果的部分方案已投入实践，也取得了良好的实施效果，但仍存在以下问题待探讨。
（1）车间部分作业空间布置有待改进。该公司的杂物堆放间仍未达最佳利用率，后续将采用“5S”管理技术对全厂作业空间的设计与布局进行更加具体的分解和重构。
（2）SH公司涵盖板式系列等6大系列产品，而本文仅针对板式系列进行探究，其他系列有待日后研究拓展。同时应投入研究声音、颜色、温度、光照等，以全面覆盖车间中人的作业环境。
（3）本文针对仓库管理混乱的现状开发系统，暂未涉及工艺信息的管理。家具工艺过程是个性化较强的工作，其组织方式和工艺设计流程都有各自的特殊性，工艺信息的优化管理系统有待开发，以完善工艺设计信息的存储、建立工艺信息的关联关系。
5结束语
为降低工人的疲劳度、提升工人的工作效率。本文通过文献分析法、图示模型法等分析了广州SH家具工厂车间的现存问题，并对其提出了一系列改善措施。运用SLP方法对作业空间布置进行规划设计，利用模特法以及可达性原则对工作台的布置进行三维建模分析，同时基于SpringBoot和Vue框架实现了仓库管理系统的开发。
对于家具生产车间的设计不仅仅局限于机器或系统本身，还要考虑环境以及工人的舒适度，选择正确且符合人因工程学的设计、合理的工作器具摆放、安全舒适的作业空间等。遵守这些标准不仅可以帮助工人防止由于长时间生产而造成的重复性劳损和其他肌肉骨骼疾病，还可以有效地提高员工的工作效率、空间利用率和货物出入库效率。
关键词：人因工程;作业空间;系统化设施布置规划;现场改善;工业工程
中图分类号：F273 文献标志码：A 文章编号：1009—9492（2021）03—0022—07
0引言
随着21世纪中国经济的快速发展，人们的生活质量不断提升，人们对家具的要求越来越高，近年来，板式家具凭借着其造型富于变化、外观时尚、质量稳定等特点在国内外的家具市场上站稳了脚跟，如何在当今科技发达的工业新时代脱颖而出，提高企业的生产效率成为家具生产商一直苦苦研究的课题。许多先进的设备被投入到板式家具生产制造之中，这无疑大大提升了生产的效率，但机械化水平的提升并不意味着工人的作用被削弱，工人仍然是家具生产作业流程中的执行者，极大影响生产车间作业的效率。而大多中小家具企业都存在作业空间布置不合理，工人生产环境不友善等影响工作效率的问题。
我国科学发展观战略思想正全速推进，以人为本的设计理念和管理思想逐渐成为主流，如何将家具的生产工艺进行智能化、自动化升级改造，以实现在降低成本的同时提高产品质量，除了机器的升级改造可以提升生產率之外，对工人的动作、工位布局等进行人因工程分析也成为板式家具生产领域中一个高度关注的话题。尚永贵等提出了优化工厂人-机-环境体系的方法及措施以改善车间员工的工作效率;张冰通过对家具产业生产线的升级及改造方案进行企业体制改革的深入分析。然而，国内关于人因工程在家具生产现场中的应用研究仍很缺乏，因此，本文针对广州SH家具公司中的板式家具生产线，利用工业工程和人因工程的专业方法破解工人舒适度低、车间现场无序等痛点，以优化SH家具公司板式家具制造车间的现场管理。
1公司概况
本文以广州SH家具有限公司中的板式家具生产车间作为研究对象。该公司致力于专业办公家具的生产研发。为使公司品牌被更多客户所认可，公司正大力投入生产线的优化改善，力求成为办公家具行业最有发展潜力的企业之一。该公司板式家具的生产采用流水线人机结合的加工形式，具体流程如图1所示。
其生产车间设有开料区、封边区、清洁区、试装区等11个工作区域，具体区域分布如图2所示，其中组装区等深色部分为本报告分析的重点区域。
2生产作业现场问题分析
人、机器设备、工装以及加工物所占的空间组成作业空间，其设计必须充分考虑人体测量学中所涉及的人体尺寸，通过对SH公司现场的作业空间进行实地考察，采集空间尺寸数据，发现作业现场存在以下需要改善的问题。
（1）车间区域划分不合理。车间中组装区和封边区的工具均放在较远的区域，延长了操作距离。与生产流程关联不大的文件处理区域占用了较多的生产面积，清洁区、试装区面积受限，作业时出现占用其他区域的现象。
（2）工作台、工具柜布置待改善。组装区作业用的工作台尺寸及布局设计不合理，空间利用率较低（图3），导致工人长期站立向前弯腰作业，加剧脊椎疲劳程度。异形封边区工具柜为不透明柜（图4），工人无法提前获知所需工具位置，需要多次翻找，耗费时间。
（3）物料和工具摆放无序。组装区的物件和工具摆放杂乱且分散（图5），工人需要花费大量的时间去找轮子配件、相应型号的螺丝和辅助工具打钉气枪等，作业空间中存在较多无用或闲置设备的摆放，导致配件遗失、不易找寻。
（4）部分器具有待改良。封边区平板运输推车给工人取板造成不便，工人需重复前往身后的传送带弯腰搬运板材到操作台进行封边，作业移动涉及范围较广，不仅使工作周程增长，降低工效水平，还加大对员工腰部的损伤。异形封边区使用的刮刀形状为扁平状，易导致工人手部变形。
（5）工位空间布局有隐患。半成品区易发生成品和半成品交叉堆积的事故（图6），货物堆积给工人心理带来压力，使其疲倦感和烦躁感增加，从而影响到工作效率和产品质量。现存插座的布局导致工人要拉较长的电线才能通电，电线散乱置于地面上，阻碍了半成品的排放，并对工人操作造成了一定的安全隐患。
（6）仓库管理缺乏信息化、科学化。缺乏材料入库和成品出库信息管理系统，原材料的入库和成品的出库仅能通过人工手写单据的形式完成（图7），面临着容易丢失、数据易损等问题。成品暂存位置布局无序（图8），致使工人花费大量时间寻找货品，一件产品制作完成后，工人随意找一个位置将产品放好，当出库时工人需重新耗时找回产品，且经常会遇到产品丢失、移动物品困难等问题。
3现存问题的改善研究
3.1生产车间的作业空间布局调整
车间作业空间合理布局能有效提高工序间物流的速率，根据实地考察可得半成品区尺寸分布现状图（图9）及生产区域流程图（图10），采用工业设施系统规划之父——缪瑟提出的基于流程导向的调整型系统布局设计法（SLP法），根据SH家具公司生产车间的大量图表建立模型，展开以下分析。
该车间的产品主要分为大件家具部件A、普通安装小型家具B、打钉安装小型家具C及试装家具D四种类型，结合工厂提供的日常订单数据、工艺路线和各工位距离间隔表，由各产品合并后的运量从至表分析后得出作业相关图（图11），推算过程如图12所示。 由于工厂内固定的运输带以及原材料堆放难以调整，故根据以下调整方案，主要提高了B、C、D三条产品运输线路的效率，优化后如图13所示。
（1）将清洁区调整至组装区和包装区的中间，发挥其调节中枢的作用，并合理扩大清洁区的范围。
（2）增设工具柜，解决了原先试装区面积冗余、清洁工具随处摆放的问题。
（3）将组装区调整到资料区旁，减少了组装区工具柜和组装区的距离，使加工线路达到最经济的要求。
（4）缩减了办公区域面积，只保留必要的区域。
改善后构建了科学有效的人-机-环境相关联的有机整体，大大提高了闲置空间的利用率，避免了多余的原材料和半成品的搬运，经实地测量数据（表1），B线同比减少20.1%，C、D线同比减少了22.9%和7.3%。
3.2车间现场的改善研究
人是人-机-环境系统中处于主体地位的操纵者，经过对SH公司操作人员的实地调研，采用调查法、实验法、MOD法、感觉评价法等方法，对人手操作频率较高的封边区、组装区、成品区展开重点改善研究。
3.2.1封边区的改善
3.2.1.1工作面的改善
收集工人对操作台的意见问卷，结合实地测量的尺寸数据整理后分析得出，目前现场问题集中在操作平面面积与常处理的货物尺寸不匹配、找寻工具存在难度等方面。改善前板材由开料机处理后，开料工人需要将板材平放在推车上推往封边区，再将其搬运至传输带，随后封边工人需转身前往传输带弯腰辨认板材信息后拾起板材（图14），将其搬至封边机左侧进行封边，来回折返如图15所示。
工人取板过程中腰部前弯以辨识信息后搬运板材，根据OWAS法可知该动作分析等级为AC2，由表2可知此动作有轻微危害，长期工作会使工人容易疲劳，且易对其腰部造成损伤。为此，将原本用作运输的平板推车改为带卡槽高度为50cm的立式推车（图16）。
利用模特法以优化各动作的时间值，优化后立式推车将板材隔开，开料工人无需费时将板料于传送带上分开摆放，工人可直接从推车上取板，使一个搬运周期内MOD总值减少86，缓解了封边工人的腰部劳损程度，节省了11.094 s，如表3所示。
3.2.1.2工具柜的改善
目前异形封边区工具柜与工作台中间隔有一条固定的滚筒运输带，工人需挪动运输带上待处理的板料、跨过运输带才能靠近工具柜（图17），且由于工具柜内部不可视，工人寻找工具时常常需要开关多个柜门才能找到所需要的工具，造成大量时间浪费。
依据工具放置的场所、方向和位置一般应相对固定，方便拿取，避免因寻找而产生走路、弯腰等多余动作的工件器具摆放原理，工具柜的设计应以方便寻找、获取工具快速为目的，现将工具柜柜门由原来的不透明木柜门改装成透明柜门，如图18所示。透明柜门可以让工人对柜子内部工具一览无余，帮助工人获知工具位置，节省大量的寻找时间。
3.2.1.3器具的改善
通过现场观察及询问工人手部现状发现，由于工人现仅能使用扁平状的刻刀作为辅助工具，如图19所示，在刮封边条时需手指顶在刀片背面，掌心和手指局部受力如图20所示，长期工作导致了损掌心和指部组织受损。
依据动作经济性原则，拟使用双面刮刀来替代单面刻刀，刀把直径改为30～40mm，改善后的刮刀如图21所示，减少了工人掌心局部的负荷能力，且可同时刮板材上下两个板面，避免了改善前刮完上边后需翻转板材再刮下边的时间损耗，节省了刮边工序约50%的用时。
3.2.2组装区的改善研究
3.2.2.1组装区工作面的改善研究
经实地考察，组装区由组装工作台1和工作台2组成。组装工作台2由4个长2000mm、宽1000 mm、高800mm的工作台拼接而成，下方配有存放工具零件的夹层，如图22所示，由于组装工作时工人需长时间保持立姿状态，且还需连续不断地进行打钉、安装滚轮等操作，对工人的耐力消耗较大，致使其出现注意力不集中、工作节奏变缓、工作失误率高等现象，因此对该工作台进行了科学地优化。
该组装工序属于轻作业，工人大致是30～40岁的男性，根据Grandjean给出的推荐工作台高度（图23），可得组装工作台2的最适宜尺寸应调整至接近肘高处，限于现有工作台固定，因此利用垫板加在工作台面上以达到理想高度，改善后的工作台如图24所示。
3.2.2.2组装区工作台的改善研究
由组装工作台2的现状图和组装工作台l的模拟图（图25）可知，目前组装工作台的布置较为随意，配件无序摆放于桌面或夹层中，工人需花费不必要的时间翻找配件;工人每次打钉都需弯腰拉开抽屉取出气枪等辅助工件，气枪连接线也散乱排在地面上，造成了绊脚的安全隐患。
针对以上问题，组装区工作台2的布置改善主要依据重要性原则、使用频率原则、使用顺序原则，利用记号笔划分试装组、组装组、清洁组等区域，将夹层中的物件按序排放，以保障操作工人与他们接触的设备、物体和环境保持和谐状态，改善后如图26所示。
根据立姿时手的垂直作业范围（图27），范围3为手操作最大范围，即工作台面板可增加至1400～1500mm，为进一步减少工人弯腰寻找零件，节约组装时间，拟增高组装工作台1的桌面面板，在面板的左方设置2层摆放常用零件的置物架，右方设置挂钩和可移动挂式插座，把常用的打钉气枪、剪刀、螺丝刀等工具按功能重要程度和使用频率依次悬挂在立式面板上，增大立体作业范围加强空间性，保证了工件布置于可达区，改善后示意图如图28所示。
依据18～60岁男性的人体主要尺寸和立姿尺寸数据可得，第5个百分位的成年男性的上臂长和前臂长分别为289 mm和216mm，则臂长为505 mm，根据现场采集组装工作台1的尺寸数，该工作台的实际宽度为1000 mm，超过了最大水平作业范围，工人每组装一次就需要前倾身子并踮腳才能拿到靠近桌面边缘的螺丝、零件，一件产品需重复至少4次，降低了组装效率。 对组装台1区域现状进行俯视图实体模拟，如图29所示，装轨道和原材料的纸皮箱成为了障碍物限制了平衡，使可达范围缩小，且存在桌子1闲置于工作台后方，导致工人每次拿取轨道等原材料都需从右方绕开箱子和闲置的桌子1才能抵达，需要经常改变体位，而且组装成品与半成品混乱放置，致使工人难以区分成品是否已完成螺钉的安装，于是根据Squires推荐的较佳范围（图30）对该工作区域进行调整。
将频繁使用的螺丝、配件等竖直排放在操作工人触手可及的地方，如图31所示，移开闲置的桌子1和桌底柜子后，把装放轨道的箱子按顺序排放于桌底空余位置，在工人左后方划分组装成品暂放区，右方划分组装半成品暂放区。
改善后组装工作台1的區域总体布局如图32所示，工人可直接从桌底拿取轨道移到工作台，遵循可达性原则，保证工人能够快速拿取螺钉、螺丝等配件，进行了首次打钉的组装半成品可放置右后方的暂放区，当二次打钉完成后的组装成品将放置左后方的组装成品暂放区，以等待下一工序工人的处理，由此可有效地减少工作活动余隙，提高闲置空间的利用率，使体位移动从改善前的6.9m降至4m，并减少重复组装以及错误组装的发生次数，提高了工作效率。
3.2.3仓库管理的信息化与交互设计
为解决长期困扰工人的出入库纸质单据保存困难、废料处理去向不明、成品布置混乱等问题，现本着减轻工人负担，提高全局效率的思想，设计了基于SpringBoot与Vue框架的仓库管理系统。系统主要分为仓位管理、货品管理、废品管理和出入库管理模块4个模块。前端采用了Element-UI与echarts等UI库对界面（图33）进行了结构化设计，以提高系统操作的便捷性，减少了工人使用时的记忆负担。
入库作业采取简洁式界面，将基本信息录入，减少了界面元素冗余（图34），货物详情和定位信息经过审核后完成原材料入库。货品管理模块采取内嵌表格展示，同时设计有单件操作与批量操作，提高了管理人员的可操作性。当出库需求发布后，工人根据系统中的定位取货，产品的交易情况更新为已出库，出入库管理模块解决了车间前期纸质出入库单编写和存储困难的问题。
4工作车间改善效果评价
4.1工作车间改善效果创新
针对SH家具公司生产车间出现的各类问题，依据系统的集合性、相关性等特性对其现存问题进行改善研究，工作范围涵盖作业空间布置、工装夹具优化以及信息管理系统设计等，实现了轻松作业、流程信息化的效果。主要改善内容及实施效果如下。
（1）基于SIP法对作业现场布置进行优化。合理调整试装、组装、清洁、包装区的空间布局，减少了B线20.1%、C线22.9%和D线7.3%的移动距离。
（2）对作业空间进行分析，明显节约了工人的操作时间，降低了劳动强度。如将工具柜柜门换为透明柜门，在组装工作台划分物件暂储区域等，减少了工人体位移动2.9 m。
（3）对人体工作行为进行探究，减轻工人手工操作的劳动负荷。如对普通封边区增设立式推车，使一个搬运周期内MOD值降为44，对异形封边区的刮边工具进行改善，利用垂直空间对组装区的工作台结构尺寸和物料摆放位置进行调整，使员工对公司的满意程度大大提高。
（4）开发的仓库管理系统解决了改善前手写订单易丢失、仓储无序、废料缺乏管理的问题，实现对仓库、废料情况等的信息化管理。
4.2持续改善
回顾本次研究课题，虽然研究结果的部分方案已投入实践，也取得了良好的实施效果，但仍存在以下问题待探讨。
（1）车间部分作业空间布置有待改进。该公司的杂物堆放间仍未达最佳利用率，后续将采用“5S”管理技术对全厂作业空间的设计与布局进行更加具体的分解和重构。
（2）SH公司涵盖板式系列等6大系列产品，而本文仅针对板式系列进行探究，其他系列有待日后研究拓展。同时应投入研究声音、颜色、温度、光照等，以全面覆盖车间中人的作业环境。
（3）本文针对仓库管理混乱的现状开发系统，暂未涉及工艺信息的管理。家具工艺过程是个性化较强的工作，其组织方式和工艺设计流程都有各自的特殊性，工艺信息的优化管理系统有待开发，以完善工艺设计信息的存储、建立工艺信息的关联关系。
5结束语
为降低工人的疲劳度、提升工人的工作效率。本文通过文献分析法、图示模型法等分析了广州SH家具工厂车间的现存问题，并对其提出了一系列改善措施。运用SLP方法对作业空间布置进行规划设计，利用模特法以及可达性原则对工作台的布置进行三维建模分析，同时基于SpringBoot和Vue框架实现了仓库管理系统的开发。
对于家具生产车间的设计不仅仅局限于机器或系统本身，还要考虑环境以及工人的舒适度，选择正确且符合人因工程学的设计、合理的工作器具摆放、安全舒适的作业空间等。遵守这些标准不仅可以帮助工人防止由于长时间生产而造成的重复性劳损和其他肌肉骨骼疾病，还可以有效地提高员工的工作效率、空间利用率和货物出入库效率。