李 林

（成都市煙草公司物流中心設(shè)備技術(shù)部，成都 610014）

近年來，煙草商業(yè)物流系統(tǒng)倉儲(chǔ)分揀業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)人工作業(yè)方式進(jìn)入自動(dòng)化設(shè)備作業(yè)方式。這種機(jī)電設(shè)備作業(yè)方式體現(xiàn)出單機(jī)數(shù)量大（少則數(shù)十臺(tái)，多則達(dá)到幾百臺(tái)）、空間分布廣（區(qū)域可達(dá)數(shù)百甚至上千平米）、技術(shù)種類多（涉及機(jī)械、電控、氣動(dòng)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)信息及網(wǎng)絡(luò)等）以及系統(tǒng)關(guān)聯(lián)緊密（作業(yè)線任何單獨(dú)故障都可能造成全線的停機(jī)耽誤）等特點(diǎn)。隨著大量機(jī)電設(shè)備的廣泛應(yīng)用，物流設(shè)備技術(shù)不斷進(jìn)步的同時(shí)，企業(yè)對(duì)人員操作水平提出了高要求，以確保全面提升有效作業(yè)率。

分揀設(shè)備有效作業(yè)率為平均作業(yè)效率與分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)分揀能力之比，也是衡量分揀運(yùn)行水平高低的重要依據(jù)[1]。從成都煙草公司物流中心分揀線中提煉數(shù)據(jù)，在已完成技術(shù)改造的設(shè)備基礎(chǔ)上，深刻挖掘人員作業(yè)時(shí)間與分揀量的關(guān)系。

1 存在的問題

1.1 影響因素及分析

在卷煙分揀作業(yè)流程中，通過分析現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境情況，根據(jù)吉爾布雷斯提出的動(dòng)素分析理論[1]，統(tǒng)計(jì)人員作業(yè)環(huán)節(jié)所有的動(dòng)作要素，將其作業(yè)動(dòng)作分解為伸手、抓取、搬運(yùn)、組裝、使用、分解、釋放、檢查等八大必須動(dòng)素，尋找、選擇、計(jì)劃、定位、預(yù)位等輔助動(dòng)素，持住、停止等無效動(dòng)素。在重復(fù)頻繁的工作中，輔助動(dòng)素和無效動(dòng)素嚴(yán)重影響作業(yè)者的疲勞程度和有效作業(yè)率。

在需要人工搬運(yùn)的環(huán)節(jié)，作業(yè)時(shí)間長短直接影響作業(yè)疲勞程度，從而影響有效作業(yè)率。現(xiàn)階段，GARA提出的人體生理代謝能量消耗模型被廣泛應(yīng)用于體力作業(yè)強(qiáng)度定量分析。它通過計(jì)算基礎(chǔ)代謝、休息代謝和任務(wù)代謝的總和，將人員在一定時(shí)間的能量消耗通過分解為單位時(shí)間單個(gè)動(dòng)作的能量消耗，使能耗評(píng)估更加準(zhǔn)確、科學(xué)，降低了作業(yè)時(shí)間長短，為提高有效作業(yè)率的量化計(jì)算提供了理論支撐[2]。

該能量消耗預(yù)測(cè)模型公式為[3-6]：

式中：Er為全部動(dòng)作過程消耗的總能量，kcal·min-1；Ei為第i個(gè)動(dòng)作消耗的能量，kcal·min-1；Epi為第i個(gè)動(dòng)作保持靜態(tài)工作姿勢(shì)所消耗的能量，kcal·min-1。

其中，靜態(tài)姿勢(shì)的能量消耗為[7]：

式中：Kp為動(dòng)作對(duì)應(yīng)的能耗系數(shù)；w為作業(yè)人員自身質(zhì)量，kg；Tp為動(dòng)作姿勢(shì)的持續(xù)時(shí)間，min。動(dòng)作對(duì)應(yīng)的能量消耗系數(shù)Kstanding=0.010 9，Ksitting=0.010 5，Kbending=0.012 9。

國家作業(yè)強(qiáng)度等級(jí)要求有《作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3869—1983）及發(fā)布的《改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3689—1997），針對(duì)不同行業(yè)不同工種進(jìn)行了嚴(yán)格劃分，對(duì)照作業(yè)負(fù)荷強(qiáng)度表（見表1）了解能量消耗，判斷勞動(dòng)強(qiáng)度分類，研究動(dòng)素分析，為計(jì)算能量消耗和改善提高作業(yè)效率提供了依據(jù)。

表1 體力作業(yè)負(fù)荷強(qiáng)度劃分標(biāo)準(zhǔn)表

1.2 數(shù)據(jù)分析

在分揀作業(yè)過程中，分揀人員的上肢活動(dòng)較為頻繁，因此研究采用快速上肢評(píng)估（Rapid Upper Limb Assessment，RULA）進(jìn)行評(píng)估。RULA分析以人體的作業(yè)姿勢(shì)為主要評(píng)估依據(jù)，以評(píng)分的方式預(yù)測(cè)出肢體失調(diào)的風(fēng)險(xiǎn)，可用于作業(yè)環(huán)境的改善、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書的制定等[8-10]。

為了量化指標(biāo)，導(dǎo)入虛擬仿真人，通過RULA評(píng)估模塊對(duì)作業(yè)姿勢(shì)進(jìn)行快速有效的評(píng)估[3]。根據(jù)總體的評(píng)分對(duì)照表得到分?jǐn)?shù)，隨后針對(duì)實(shí)際作業(yè)情況進(jìn)行導(dǎo)入。

1.3 導(dǎo)入分析

以成都市煙草公司物流中心為例，根據(jù)訂單量中標(biāo)準(zhǔn)煙67個(gè)品規(guī)進(jìn)行分類，將15個(gè)訂單量最多的品規(guī)進(jìn)行機(jī)器設(shè)備補(bǔ)貨，將剩余52個(gè)品規(guī)進(jìn)行分類并逐一計(jì)算品規(guī)消耗，最后針對(duì)人員負(fù)荷強(qiáng)度提出改進(jìn)方案。

研究調(diào)查所有訂單品規(guī)數(shù)以及其他因素，一條補(bǔ)貨線有4個(gè)人負(fù)責(zé)，那么52個(gè)品規(guī)平均每人負(fù)責(zé)13個(gè)品規(guī)，其中包括每人負(fù)責(zé)訂單量靠前的20個(gè)品規(guī)中的5個(gè)，訂單量靠后的32個(gè)品規(guī)中的8個(gè)，補(bǔ)貨作業(yè)時(shí)間約為7 h。將以上條件代入能量消耗Q計(jì)算公式，有：

通過能量消耗可以得出，補(bǔ)貨作業(yè)屬于中度勞動(dòng)，具有一定的改善空間，有助于改善工人在分揀過程中的疲勞狀態(tài)，提高分揀有效作業(yè)率。

2 改進(jìn)方案及效果

2.1 作業(yè)環(huán)境優(yōu)化探索

通過重點(diǎn)分析研究搬件煙、拿煙和上煙的作業(yè)姿勢(shì)，以三維畫圖軟件形式畫出補(bǔ)貨作業(yè)的實(shí)體環(huán)境。通過改善作業(yè)姿勢(shì)減輕作業(yè)強(qiáng)度，降低作業(yè)疲勞感，可提高有效作業(yè)率。利用構(gòu)建的模型并計(jì)算能量消耗值，可精確有效地完善改進(jìn)方案。

2.2 改進(jìn)措施

2.2.1 工序優(yōu)化調(diào)整

在人機(jī)仿真模擬軟件Jack中，將每一個(gè)動(dòng)作分解，指導(dǎo)作業(yè)人員優(yōu)化動(dòng)作，如作業(yè)工序調(diào)整、轉(zhuǎn)身抱煙的角度以及雙手抱煙高度等，進(jìn)一步降低能量消耗，減輕作業(yè)疲勞。

2.2.2 品規(guī)任務(wù)分配量調(diào)整

分析訂單數(shù)據(jù)確定每一條分揀線人員需要負(fù)責(zé)補(bǔ)貨品規(guī)數(shù)量，對(duì)每一條線根據(jù)品規(guī)數(shù)量合理分配3～5個(gè)補(bǔ)貨人員，將量大品規(guī)和量小品規(guī)合理混合，保證每一個(gè)補(bǔ)貨人員的補(bǔ)貨量相對(duì)均衡，平衡作業(yè)負(fù)荷，提高補(bǔ)貨作業(yè)人員的公平性與滿意感。

2.2.3 班次彈性調(diào)整

按白班和晚班交替的彈性下班制度，盡量使白班和晚班的作業(yè)量和作業(yè)強(qiáng)度達(dá)到均衡。通過合理調(diào)配白夜班，提高作業(yè)人員的工作積極性與工作滿意度，進(jìn)而提高作業(yè)人員的作業(yè)效率。

2.2.4 人員分配調(diào)整

根據(jù)每天每條線的分揀量以及其他作業(yè)強(qiáng)度進(jìn)行人員動(dòng)態(tài)分配，對(duì)女性設(shè)置單獨(dú)的異形煙和標(biāo)準(zhǔn)煙補(bǔ)貨的輪換制度，以降低其作業(yè)負(fù)荷強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，提高工作效率，并將作業(yè)情況導(dǎo)入仿真軟件測(cè)試其能量消耗。

3 結(jié)論

在有效清除無效動(dòng)素和確立新的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后，計(jì)算能量消耗為3.247 kJ·min-1，屬于輕度勞動(dòng)范圍，符合作業(yè)要求。此次研究可得出以下結(jié)論：

（1）通過動(dòng)素分析明確了補(bǔ)貨作業(yè)時(shí)作業(yè)人員的無效和輔助動(dòng)作，為優(yōu)化補(bǔ)貨作業(yè)和提高有效作業(yè)率提供了有力依據(jù)；

（2）基于能量消耗模型的計(jì)算，量化補(bǔ)貨作業(yè)的負(fù)荷強(qiáng)度，得出補(bǔ)貨作業(yè)屬于中度勞動(dòng)，為降低補(bǔ)貨作業(yè)和預(yù)防肌肉骨骼損傷提供了參考；

（3）通過構(gòu)建補(bǔ)貨作業(yè)仿真模型，實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)貨作業(yè)數(shù)字化，使補(bǔ)貨作業(yè)評(píng)估更加科學(xué)合理；

（4）經(jīng)過分揀線有效作業(yè)率檢查和改善，異形煙分揀線分揀效率依然維持在良好的水準(zhǔn)，人員疲勞程度明顯降低，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)動(dòng)作優(yōu)化的全面改善；

（5）通過研究充分發(fā)掘物流中心已有的人力、物力等資源，激發(fā)內(nèi)部潛力，提高分揀效率，降低分揀成本，優(yōu)化形成一套標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的作業(yè)方法，進(jìn)而構(gòu)建了一套科學(xué)合理的動(dòng)作體系。

綜上所述，此研究在一定程度上降低了作業(yè)人員的作業(yè)負(fù)荷，提高了作業(yè)人員的工作積極性、工作滿意度以及有效作業(yè)率。