人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)定崗位輪轉(zhuǎn)探析范文

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《安徽工程大學(xué)學(xué)報(bào)》2016年第3期

摘要：

在生產(chǎn)線上實(shí)行員工崗位輪轉(zhuǎn)是預(yù)防職業(yè)疾病和損傷的一種重要手段．針對(duì)生產(chǎn)線員工崗位輪轉(zhuǎn)問(wèn)題，采用在歐洲自動(dòng)化工業(yè)中廣泛使用的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)定方法EWAS，模糊測(cè)定相應(yīng)崗位的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值；其次，以生產(chǎn)線所有員工最大風(fēng)險(xiǎn)值中的最小值為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建了崗位輪轉(zhuǎn)調(diào)度模型和求解方法，并運(yùn)用啟發(fā)式算法對(duì)模型求解進(jìn)行優(yōu)化，最終得出崗位輪轉(zhuǎn)的最佳方案．

關(guān)鍵詞：

崗位輪轉(zhuǎn)；汽車(chē)生產(chǎn)線；人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)；EWAS

崗位輪轉(zhuǎn)是在保證組織工作正常開(kāi)展的情況下，讓員工從一個(gè)崗位流動(dòng)到另外一個(gè)崗位上工作，以改進(jìn)人力資源管理的活動(dòng)［1－2］．崗位輪轉(zhuǎn)是一個(gè)組織策略，有益于組織內(nèi)管理工作的展開(kāi)和生產(chǎn)線員工的工作，在生產(chǎn)制造系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用．崗位輪轉(zhuǎn)可避免因在某崗位上工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)個(gè)人資源壟斷對(duì)企業(yè)發(fā)展造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，工業(yè)裝配線高靈活性的特點(diǎn)也要求每個(gè)操作者能夠勝任任何一個(gè)崗位，即員工不能只滿足于掌握單項(xiàng)專(zhuān)長(zhǎng)，必須是多面手、全能復(fù)合人才［3］；通過(guò)崗位輪轉(zhuǎn)可以提高員工的全面操作能力、激活組織活力、促進(jìn)人力資源的優(yōu)化配置、提升企業(yè)業(yè)績(jī)．

崗位輪轉(zhuǎn)對(duì)生產(chǎn)線操作工也尤為重要．長(zhǎng)期工作在同一崗位，易使得操作工面臨較大的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)．人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)是指不合理的工作環(huán)境、工作方式、工具和物料，使得作業(yè)者身體和心理出現(xiàn)不好結(jié)果（如壓力、煩躁、職業(yè)疾病和損傷等）的可能性．在生產(chǎn)線上，較高的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)不僅會(huì)傷害操作工的身體、降低其生活質(zhì)量，還會(huì)使得其工作效率低下，不合格產(chǎn)品數(shù)量增加，進(jìn)而損害企業(yè)和消費(fèi)者的利益，因此，應(yīng)盡可能降低操作工所面臨的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)．人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)不僅取決于工作崗位的設(shè)計(jì)和條件，還受到工作內(nèi)容、特定任務(wù)的重復(fù)性和工作姿態(tài)的影響［1，4］，而崗位輪轉(zhuǎn)可以通過(guò)不斷調(diào)整工作內(nèi)容和工作姿態(tài)，減少工作重復(fù)次數(shù)，有效地減小或避免可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，使得一線員工處于健康的工作狀態(tài)［5］．

國(guó)外企業(yè)實(shí)踐崗位輪轉(zhuǎn)起步較早，國(guó)內(nèi)也逐漸意識(shí)到崗位輪轉(zhuǎn)帶來(lái)的改變．馬勇［6］從崗位輪換目的出發(fā)，結(jié)合管理實(shí)踐，將崗位輪換分為培訓(xùn)新人、晉升提拔、認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)防范和工作豐富化4種類(lèi)型．楊從杰［7］針對(duì)崗位輪換中出現(xiàn)的問(wèn)題，引入工作崗位分享制，并分析了具體的實(shí)施模式與步驟．Viteles［8］通過(guò)工作設(shè)計(jì)研究提出了崗位輪換制度，即在不改變工作流程和工作崗位職責(zé)的情況下，讓員工在性質(zhì)類(lèi)似、要求相近的不同崗位間相互輪換，以減少員工長(zhǎng)期從事單一工作的厭煩與不滿，抑制由工作專(zhuān)業(yè)化衍生出來(lái)的工作勞損率、疲倦感的上升和工作動(dòng)力及生產(chǎn)效率的下降．Costa和Miralles［9］具體將崗位輪轉(zhuǎn)計(jì)劃集成于裝配線平衡問(wèn)題．Keir［10］通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明崗位輪轉(zhuǎn)可以減少員工面臨的風(fēng)險(xiǎn)，且提出目前觀察到的崗位輪轉(zhuǎn)效果取決于工作所涉及的肌肉群．

現(xiàn)有研究以崗位輪轉(zhuǎn)方法為主，但卻未從降低人機(jī)工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的角度研究崗位輪轉(zhuǎn)方法，且缺乏對(duì)生產(chǎn)線操作工崗位輪轉(zhuǎn)的深入研究．運(yùn)用歐洲議會(huì)工作表方法測(cè)定崗位的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，在體現(xiàn)生產(chǎn)線崗位輪轉(zhuǎn)安排計(jì)劃的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的崗位輪轉(zhuǎn)調(diào)度模型，并運(yùn)用啟發(fā)式算法求解模型以得出最佳方案．

1人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)定方法

在歐洲，測(cè)量工作場(chǎng)所的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于制造企業(yè)來(lái)說(shuō)不僅是一種常規(guī)工作，也是法律要求．EAWS［9，11］是一種非常廣泛的評(píng)估人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的方法，該方法假設(shè)在一次轉(zhuǎn)變中，同樣的工人從事另一個(gè)工種的條件下該崗位的工效學(xué)分值．作為歐洲廣泛應(yīng)用的方法，EWAS是大眾和菲亞特等汽車(chē)制造商以人體工程學(xué)為工具產(chǎn)生的一種有效的風(fēng)險(xiǎn)測(cè)定方法，且與其他制造業(yè)評(píng)估方法有相似的結(jié)構(gòu)．EAWS的測(cè)量結(jié)果有兩個(gè)總風(fēng)險(xiǎn)值：整個(gè)身體的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和上肢的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)．風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)越高，操作者患上肌肉群疾病的風(fēng)險(xiǎn)也越高．EWAS方法建議使用3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域來(lái)解釋?zhuān)?～25為低風(fēng)險(xiǎn)綠色區(qū)域；26～50為可行黃色區(qū)域；高于50則為高風(fēng)險(xiǎn)紅色區(qū)域．整個(gè)身體風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)（RP）由4個(gè)部分組成：RP＝PI＋MMHI＋FI＋EP．式中，PI表示姿勢(shì)指數(shù)、特殊姿勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的總和；MMHI表示人工物料搬運(yùn)指數(shù)；FI表示動(dòng)作力量指數(shù)；EP表示其他未考慮的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)．

2基于人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的崗位輪轉(zhuǎn)模型

崗位輪轉(zhuǎn)方案為：生產(chǎn)線上的員工依據(jù)崗位設(shè)置以合適的時(shí)間間隔依次輪轉(zhuǎn)，測(cè)定出員工在每個(gè)崗位可能面臨的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值，綜合某個(gè)工人在3次輪轉(zhuǎn)中面臨的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值所在的范圍判定此時(shí)的崗位安排是否合適．同時(shí)，適宜的崗位輪轉(zhuǎn)方案應(yīng)使3次輪轉(zhuǎn)中每個(gè)工人的綜合人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值在可行域內(nèi)且較為平均．要得到可行且均衡的方案，需要不斷調(diào)整每個(gè)工人所在的崗位，使得每個(gè)工人最終都處于身心最佳狀態(tài)，減少員工患上各種生理、心理疾病的可能．如何在短時(shí)間內(nèi)找出綜合風(fēng)險(xiǎn)值最小、且使所有員工人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)均衡的輪轉(zhuǎn)方案是所要討論的問(wèn)題．

3基于案例的模型求解及分析

對(duì)蕪湖奇瑞汽車(chē)生產(chǎn)線安裝尾燈和天窗的工作崗位輪轉(zhuǎn)情況進(jìn)行跟蹤分析，采用EWAS方法對(duì)員工的實(shí)際人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行測(cè)定，構(gòu)建崗位輪轉(zhuǎn)調(diào)度模型并求解，以獲得最佳崗位輪轉(zhuǎn)方案．

3．1現(xiàn)有崗位安排方式及人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)定

汽車(chē)生產(chǎn)線上有3個(gè)崗位可安排輪崗，分別為a1、a2、a3，將8小時(shí)的工作時(shí)間分為3個(gè)區(qū)間，在每個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)，每個(gè)工人被安排從事一項(xiàng)工作，具體如表1所示．同時(shí)根據(jù)EWAS方法，測(cè)得各崗位的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)及每次崗位輪轉(zhuǎn)的總風(fēng)險(xiǎn)值如表2～表5所示．

3．2啟發(fā)式解決方案程序

基于人體工程學(xué)的崗位輪轉(zhuǎn)調(diào)度問(wèn)題復(fù)雜，而啟發(fā)式算法則可以很好地求解此類(lèi)復(fù)雜的調(diào)度問(wèn)題［12］．啟發(fā)式算法解決問(wèn)題分為兩個(gè)部分，即改進(jìn)算法和平滑啟發(fā)式，改進(jìn)算法是平滑啟發(fā)式的前提，其得到的方案作為平滑啟發(fā)式的初始解．在改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上對(duì)輪轉(zhuǎn)方案進(jìn)一步優(yōu)化，直至達(dá)到最優(yōu)解．

（1）改進(jìn)算法．假設(shè)每個(gè)工人依據(jù)崗位依次輪轉(zhuǎn)，即可得到最簡(jiǎn)單的輪轉(zhuǎn)方案：如果某個(gè)工人在上個(gè)階段內(nèi)從事最高人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的崗位，那么在接下來(lái)的期間內(nèi)該工人就會(huì)被分配到人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值最低的崗位．同時(shí)，如果在8h內(nèi)崗位a1測(cè)得的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值為16，那么在第一個(gè)輪轉(zhuǎn)階段的2h內(nèi)崗位a1的EP值為2．具體形式如下：在階段1中，可以任意分配工人的工作，例如工人i分配到崗位i，即πt（i）＝i，根據(jù)以上原則再次分配工人到各崗位．本例中，在階段1時(shí)，將工人1分配到崗位1，工人2分配到崗位2，工人3分配到崗位3；在階段2時(shí)，將最簡(jiǎn)單的工作1分配給目前人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)值最高的工人3，工作3分配給工人2，工作2則分配給工人1．目前的EP值分別為20、36、28，因此，在階段3時(shí)，工作1分配給工人2，工作2分配給工人1，工作3則分配給工人3．工人的分配安排可表示為｛a1，a2，a3｝，｛a2，a3，a1｝，｛a3，a1，a3｝，相應(yīng)的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)總值為40、40和53，初始優(yōu)化方案如表7所示．由表7可知，工人在崗所面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)值為E＝53，因此，輪轉(zhuǎn)方案S1明顯優(yōu)于初始安排．

（2）平滑啟發(fā)式．在改進(jìn)算法中得到了初始可行解，將初始可行解作為當(dāng)前解，循環(huán)運(yùn)用改進(jìn)算法中平衡風(fēng)險(xiǎn)的方法以尋求改進(jìn)．如果目標(biāo)函數(shù)值變小，則當(dāng)前的輪轉(zhuǎn)方案記為新的當(dāng)前解．重復(fù)以上步驟直至滿足停止的條件，最后的當(dāng)前方案則為最佳方案，停止的條件為：①如果在改進(jìn)操作時(shí)輪轉(zhuǎn)方案沒(méi)有任何的改變，則終止程序，因?yàn)榻酉聛?lái)的優(yōu)化改進(jìn)也不會(huì)改變結(jié)果；②為了避免發(fā)生重復(fù)循環(huán)，設(shè)定在目標(biāo)函數(shù)值沒(méi)有改變時(shí)最多進(jìn)行連續(xù)10次的改進(jìn)步驟．在本例中，初始解即為在第一個(gè)程序中得到的方案S1．在不考慮階段1的情況下，工人所面臨的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)總值分別為35、24、33．采用第一步中平衡的方法在階段1分配工作，將工作1分配給工人1，工作2分配給工人3，工作3分配給工人2，這樣即可得到新的輪轉(zhuǎn)方案S2，具體工作分配為｛a1，a2，a2｝，｛a3，a3，a1｝，｛a2，a1，a3｝，其優(yōu)化方案如表8所示．由表8可知，此時(shí)的最大風(fēng)險(xiǎn)值E＝49，因此，輪轉(zhuǎn)方案S2可行且優(yōu)于方案S1

4結(jié)論

以安裝汽車(chē)尾燈和天窗的生產(chǎn)線為對(duì)象，詳細(xì)分析了汽車(chē)生產(chǎn)線員工在各自崗位上不斷重復(fù)操作時(shí)可能面臨的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)．利用EWAS對(duì)人體工程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行測(cè)定；依據(jù)所有員工人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)最大值最小的目標(biāo)，構(gòu)建了員工崗位輪轉(zhuǎn)調(diào)度模型，并采用平滑啟發(fā)式算法優(yōu)化了員工的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)最大值，以解決不同階段員工與崗位的組合優(yōu)化問(wèn)題．研究表明，崗位輪轉(zhuǎn)可以作為一種有效的工具來(lái)降低操作工的人體工程學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，減緩員工的職業(yè)損失；崗位輪轉(zhuǎn)問(wèn)題的求解難度隨員工數(shù)量的增多而大幅增加，啟發(fā)式算法能夠有效解決該問(wèn)題．

參考文獻(xiàn)：

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作者:唐娟 龔本剛 費(fèi)志敏 單位:安徽工程大學(xué)管理工程學(xué)院