一种基于概念的手工装配工作站优化设计方法

作     者：王炳辉 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孔繁森;袁少震

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：概念设计 基础设计 关键设计 人因 任务复杂性 模糊不确定性 

摘      要：工作站的设计分为概念设计,基础设计和关键设计三大部分。在概念设计阶段,主要的工作是是分析顾客的需求,将需求转化为设计要求和功能,并基于功能最终生成设计方案的过程。在这个过程中主要需要完成以下几个主体工作:收集顾客需求,建立可以将顾客需求转化为设计方案的方案生成模型,对方案进行和选择等。工作站的概念设计可以表现出工作站的人机料法环模块(有哪些东西),工作站各个模块需要设计那些参数,以及相应的概念,但是这样的方案只是存在于图纸之中,需要一种设计方法确定具体的空间形状尺寸等可落地的参数,这样的设计方法即为基础设计。基础设计中进行工作站中各个模块的具体尺寸结构参数要基于人因进行设计。在概念设计过程中,需求被划分成了人机料法环测六个模块,基础设计将针对这六个模块分别建立一种基于人因的参数设计方法。其中“人模块设计与工作站工人相关的身体测量数据以及由此引发的操作范围视野范围等,“机模块和“料模块则是依据相应的原则与约束,设计它们在“人模块操作范围视野范围里的位置与距离,“法模块为工人在操作时的脑力信息负荷,“环模块则设计工人操作的外部环境如温度通风照明等。在设计好工作站上各个模块的具体尺寸参数之后,需要将各个模块进行位置布局优化,这时需要一套系统的评价方法评价优化前和优化后的方案孰优孰劣,以验证本文给出的工作站优化设计方法的有效性,这就是关键设计。要进行评价,就要确立评价的指标,工作站设计方案的评价指标有很多,比如工作站的效率,过程质量能力,工人的负荷等等,一些指标在设计过程中已经得到优化,比如通过基于人因的基础设计,减轻了工人的工作负荷,保证了工人的工作舒适度,间接提高了工作站的工作效率,减少工作站上出现质量缺陷的可能性等。但是,工人在工作站上工作时的信息负荷,与设计者按照本文方法进行工作站设计时所面临的不确定性并未完全得到优化,因此本文将以复杂性与身体负荷为指标,进行设计方案的评价。