本文選題：輕度裝配任務 + 流水制造單元�。� 參考：《江蘇科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：流水線生產(chǎn)是具有高效率的生產(chǎn)組織方式,但在多品種、中小批量生產(chǎn)成為當今以至今后生產(chǎn)主流的情況下,流水線生產(chǎn)組織方式須加變革,流水生產(chǎn)的單元化構(gòu)建與實施就是一種新型的、有著廣闊發(fā)展前景的生產(chǎn)組織方式。同時,傳統(tǒng)流水生產(chǎn)的過度作業(yè)單純化和主要基于動作經(jīng)濟原則所設計的生產(chǎn)節(jié)拍,造成作業(yè)者腦力負荷高,影響作業(yè)者健康,也不利于生產(chǎn)線可持續(xù)高效率的保持,這一矛盾在企業(yè)面臨多品種生產(chǎn)和社會勞動力供給量及結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變的當下,已更為突出。目前大部分研究主要聚焦在作業(yè)者體力負荷問題,關于流水制造單元裝配線作業(yè)者的腦力疲勞及其神經(jīng)響應機制研究一直很少。因此,本文將采用最新的神經(jīng)人因?qū)W研究技術(shù)——近紅外光譜技術(shù)(NIRS)監(jiān)測流水制造單元中作業(yè)者完成不同負荷水平的重復裝配任務時,大腦在前額葉皮層(PFC)與雙側(cè)運動皮層(MA)的響應,以探究作業(yè)者腦力負荷的變化及其影響,從而提高作業(yè)者的生產(chǎn)效率和安全性,有效指導企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作計劃安排。本研究以探究不同負荷任務對作業(yè)者腦力負荷及績效的影響為目的。在企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研的基礎上,通過實驗室模擬化油器裝配線展開實驗。實驗室模擬具有能夠克服企業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集困難,實驗變量和生產(chǎn)條件易于控制,優(yōu)化和改善方案便于驗證的優(yōu)點。在本次實驗中,共34名被試參與實驗。通過時間軸分析制定了兩種工作負荷任務(中等負荷VS.高等負荷)。在此基礎上,為了探究疲勞對行為績效的影響,本研究在裝配實驗前后需要被試進行動作穩(wěn)定性及記憶力廣度測試。并將所采集的數(shù)據(jù)采用NIRS_SPM、Matlab與SPSS進行降采樣、數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)的平滑處理、ROI分析和相關性分析等。本研究表明被試在完成流水制造單元下高等負荷重復裝配任務時,動作穩(wěn)定性降低,導致PFC激活程度增加,左側(cè)運動區(qū)激活減少。這些結(jié)果表明重復性裝配任務對作業(yè)者的認知和生理疲勞產(chǎn)生了影響,使得作業(yè)者的績效降低,并對行為控制能力產(chǎn)生了影響。同時,高等負荷條件下作業(yè)者的腦力負荷隨時間的變化規(guī)律,貼近“倒U”形模式。在裝配作業(yè)的初期,被試為了完成加工任務會付出相應的努力來進行能力相關性補償,該補償過程是暫時性的。在該過程中被試的腦力負荷呈先上升后下降的趨勢,其任務績效逐漸上升。在裝配作業(yè)中期,被試完成裝配任務的績效達到最佳水平,腦力負荷也降至最低。隨著時間的增加,在裝配任務后期,被試開始出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象,自身所能夠調(diào)用的腦力資源等減少。在該過程中腦力負荷上升,績效下降。在該階段被試完成的是任務相關性補償。通過相關性分析發(fā)現(xiàn)在裝配任務初期被試主要調(diào)用的是左側(cè)背外側(cè)前額葉皮層、雙側(cè)初級運動皮層與輔助運動皮層的資源。在裝配任務中期被試主要調(diào)用的是右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層與內(nèi)側(cè)前額葉皮層的資源。在裝配任務后期,被試主要調(diào)用的是內(nèi)側(cè)前額葉皮層的資源。這也豐富了“倒U”形模式的理論基礎。因此,從現(xiàn)實的角度來看,企業(yè)應當結(jié)合作業(yè)者的腦力和體力疲勞來制定正確的管理策略以提升他們的工作效率和心理健康水平,從而減少潛在的工業(yè)事故的發(fā)生。通過本次實驗也可以說明,NIRS也許能夠為真實工業(yè)環(huán)境中作業(yè)者的心理狀態(tài)監(jiān)測,提供一個新的途徑。同時,根據(jù)研究結(jié)果本文制定了相應的疲勞緩解與人員調(diào)度方案,為企業(yè)實際生產(chǎn)中的人員管理提供了新的參考。
[Abstract]:Production line production is an efficient way of production organization, but in the case of many varieties, small and medium-sized production has become the mainstream of production today and in the future, the organization mode of pipeline production must be changed. The unit construction and implementation of flow production is a new type of production organization with broad prospects for development. The simplification of over operation of water production and the production rhythm designed mainly based on the principle of action economy have caused the high mental load of the practitioners, the health of the practitioners, and the sustainable and efficient maintenance of the production line. This contradiction is confronted with the major changes in the production of multiple varieties and the supply and structure of the social labor force in the enterprise. At present, most of the research focuses on the physical load of the practitioners. There are few studies on the mental fatigue and the neural response mechanism of the assembly line operators. Therefore, this paper will use the latest neurohuman research technology, near infrared spectroscopy (NIRS), to monitor the flow of manufacturing units. The brain responds to the prefrontal cortex (PFC) and bilateral motor cortex (MA) in response to the repetitive assembly tasks of different load levels, in order to explore the changes in the workload of the practitioners and their effects, thus improving the productivity and safety of the practitioners, and effectively guiding the work schedule of the production site. The effect of the same load task on the mental load and performance of the workers was carried out. On the basis of the field investigation of the enterprise, the experiment was carried out through the simulated carburetor assembly line in the laboratory. The laboratory simulation has the advantages of overcoming the difficulties of data acquisition in the field of the enterprise, the experimental variables and the production conditions are easy to control, and the optimization and improvement of the scheme are easy to verify. In this experiment, a total of 34 subjects were involved in the experiment. Two workload tasks (medium load VS. higher load) were established by the time axis analysis. On this basis, in order to explore the effect of fatigue on behavior performance, this study needs to be tested for action stability and memory span before and after the assembly experiment. According to the use of NIRS_SPM, Matlab and SPSS for descending sampling, data screening, data smoothing, ROI analysis and correlation analysis, this study shows that the action stability is reduced, the activation degree of PFC is increased, and the activation area of the left side is reduced. The complex assembly task has an impact on the cognitive and physiological fatigue of the practitioners, which reduces the performance of the practitioners and has an impact on the ability to control the behavior. At the same time, the mental load of the practitioners under the higher load conditions is close to the "inverted U" pattern. At the early stage of the assembly operation, the subjects were tried to complete the processing task. The compensation process is temporary. In the process, the mental load of the subjects rises first and then decreases, and its task performance is increasing. In the middle of the assembly operation, the performance of the assembly task is at the best level, and the mental load is also reduced to the lowest. At the end of the assembly task, the subjects began to appear fatigue, and the brain resources that could be invoked by themselves were reduced. In this process, the brain load was increased and the performance was reduced. The resources of the cortex, bilateral primary motor cortex and auxiliary motor cortex. In the middle of the assembly task, the subjects were mainly called resources of the right dorsolateral prefrontal cortex and medial prefrontal cortex. At the end of the assembly task, the subjects were mainly called resources of the medial prefrontal cortex. This also enriched the theoretical basis of the "inverted U" pattern. Therefore, from a practical point of view, enterprises should combine the mental and physical fatigue of the practitioners to formulate correct management strategies to improve their work efficiency and mental health, thus reducing the occurrence of potential industrial accidents. By this experiment, it can also be shown that NIRS may be able to be a professional in the real industrial environment. The psychological state monitoring provides a new way. At the same time, according to the results of the study, the corresponding fatigue mitigation and personnel scheduling scheme has been formulated, which provides a new reference for the personnel management in the actual production of enterprises.

【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：F272.92

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