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丰田汽车使用Xsens帮助其工人降低受伤风险

文章来源: 作者:frank 发布时间:2021年12月30日 点击数: 字号:

丰田汽车欧洲公司的健康、安全和人体工程学专家斯图尔特·巴斯福德(Stuart Bassford)认识到,如果部件不能顺利安装到位,汽车装配线工人将面临压力。该公司的所有工厂都遵循丰田生产系统,该系统采用精益生产原则。这一制度的根本是要有一支灵活、熟练和健康的技工队伍。

由于许多操作人员的工作时间仅为66秒“节拍时间”——即开始组建一个单元和下一个单元之间的时间——任何轻微的延迟都会对整个生产线产生影响。Bassford说:“如果某个东西不合适,你需要额外的三秒钟来适应它,那么你就会在装配过程中落后3秒。”。

如果延迟是由人体工程学问题引起的,例如难以安装的零件,这有可能导致员工因疲劳而受伤。这就是在这家日本汽车制造商工作了25年的巴斯福德在2004年观察到的情况,当时他在德比附近的伯纳斯顿工厂担任车间安全小组组长。疲劳案例报告的增加促使管理层重新评估装配线操作,目的是将肌肉骨骼疾病(MSDs)的风险降至最低。

在确定将某些零件装配在一起所花费的精力是一个人体工程学问题后,Bassford与丰田的工程师和设计师合作,最终公司决定只有符合公司人体工程学力标准的部件才能被认定为合格产品。

MSDs的潜力在快节奏的环境中始终存在,这种环境结合了“人体工程学三角”的三点:力量、频率(和/或长时间的静态姿势)和笨拙的姿势。

高级管理层认识到,MSD风险可以通过操作人员在工作站上进行的调整得到最好的缓解。

Bassford说:“这就是我们对早期症状调查的切入点,因为我们希望员工有信心对他们的主管说,‘这感觉真的不对或这个过程或部分在我的工作中有问题。’”

在七个国家拥有九家工厂的丰田欧洲汽车公司(Toyota Motor Europe)拥有安登(Andon)报警系统,工人们可以在安全安全、质量或生产问题时拉动该系统。此外他们还有一个被称为“隐形Andon”的程序,在这个程序中,如果操作员有人体工程学或其他健康问题,当他们拉动那根绳子时,如果车辆到达场地的尽头,也就是他们工作结束的地方,如果问题没有解决,生产线就会停止,”丰田安全部门生产工程经理Stefan Adamski说到。

尽管Bassford在过去九年中一直在丰田的欧洲业务部门工作,但他仍然在米德兰斯工厂工作,该工厂在生产线上雇佣了约2000名工人,每条生产线上约有40道工序。在从车间一路爬上来之后,他能够理解特工们所面临的挑战。Stefan Adamski说:“员工是装配过程中的专家,他们会确切地知道为什么有些东西不能正确进入或安装,或者不符合正确的力学标准。没有他们的参与,我们无法收集我们需要的数据,如果我们无法收集,我们就无法通过设计推动变革,”他说。

现在很少有人因为担心零件容易装配而停止生产线。但如果他们这样做了,监管机构就面临着采取行动的压力。“如果你不采取行动,工人们不会再告诉你。你必须提供反馈,”他说。“我们会不断提供反馈。我们会向他们解释每一步,比如‘我们现在无法解决问题,但我们已经让质量/经济团队对照标准进行检查’。我们还将让供应商参与进来,他们将与我们合作,对零件进行改装或调整,使其达到最佳状态。”许多员工主导的干预措施正在改变整个欧洲的工作方式,这些干预措施在北威尔士迪塞德的伯纳斯顿和发动机厂进行了测试。

日式管控

丰田的人体工程学风险管理流程以日本的改善理念为基础,该理念促进丰田对其生产线进行持续改进。Joshi ten(JT)和Shisei Juryo ten(SJT)系统是一种人体工程学负荷分析工具,与早期症状调查程序配合使用。

JT专注于上半身姿势及其与生产过程的互动,于1997年引入丰田欧洲汽车工厂。该工具涵盖关键点,如肘部高于肩高的运动、手动工具的形状和重量(2.5 kg是手动工具的极限,是工程置换的触发器)、手腕姿势、拇指和手指的推力以及颈部偏差。SJT涵盖下半身和各种动作,如背部弯曲、举重、身体扭转以及身体扭转和弯曲。

JT/SJT系统包括四个计分要素:手臂抬高;手臂抬起和手的姿势;背屈和体重;和后弯姿势。每个得分元素以绿色、黄色和红色灯格式表示。在员工同意的情况下,生产线经理和主管或“ergo”团队对任务进行录像,并对姿势动作计时。虽然系统无法告诉经理是否有操作人员会开发MSDs,但它确实使制造商能够确定应对措施并计划工作,以减轻人体工程学风险。

“把这个支架放在这辆车上会不会导致工人的背部弯区?”Bassford问道。“如果是,持续多长时间?如果是红色(基于系数表),我们需要立即采取行动。如果是黄色,则风险较低,如果是绿色,可以继续使用,但仍然值得一看。我们的主要优先事项是减少整个欧洲的红色流程数量,这是我们的一部分[长期]战略。”

一项被标记为红色的工作是安装辅助把手——驾驶员头部上方的把手,以帮助他们进出车辆。Bassford说,这是一个复杂的安装过程,因为它是锚定在汽车的车顶,零件必须被推入之间的窗帘侧气囊和车顶衬里的地方。

“我们在每辆车上安装了四个这样的装置,因此,如果我们让一名员工安装所有四个装置,这可能会让我们担心,因为他们需要重复4次,”Bassford说。“我们所做的是将它们分开,这样每个装置都由不同的员工在不同的流程中进行安装。”

Bassford说,人体工程学小组将推动这些部件的设计变更。另一个解决方案是引入应对措施,重新设计工作站活动,通常由任务操作员输入。这方面的一个例子是丰田在土耳其的工厂,那里的工人在解决焊接车间的人体工程学问题时发挥了重要作用。

Bassford负责监督丰田公司在九家工厂实施的人体工程学战略;一个关键的优先事项是减少JT/SJT系统编码为红色的进程。当他在2009年上任时,他的第一份工作是审核每个站点,考虑到不同的生产线布局和流程。丰田成立了一个工效学工作组,该工作组由各工厂负责工效学的指定人员组成。与Bassford一起,他们为持续改进做了头条报道。该小组每月举行视频会议,分享最佳做法,突出共同问题。

该工作组利用了一个区域人体工程学数据库,该数据库整理了欧洲各地引入的遏制和应对措施的实例。开发新车型时,该小组参考数据库,以记录在生产类似车型时出现的问题。

生产线

丰田汽车欧洲公司拥有六个汽车装配厂和三个零件工厂,发动机和变速器在这些工厂制造,并供应给装配线,在这些装配线中,大部分工作需要手工进行。这些工厂的设置几乎相同,根据他们建造的模型略有不同。在每个工厂内还有辅助活动:冲压、焊接、油漆、塑料和装配车间以及物流区。

正如Bassford解释的那样,车辆工厂遵循相同的生产顺序:装饰线、发动机线和底盘线。每个车型必须按照相同的顺序制造。

他的审计表明,尽管一些工厂完全采用了JT/SJT系统,但其他工厂则依靠当地的举措来管理MSD风险。丰田汽车欧洲公司希望采用负担分析工具作为标准,以确保评分的一致性并提供可比数据。

2011年,Bassford为不熟悉JT/SJT系统的工厂举办了为期一周的培训课程。他与当地ergo团队分析了工作站数据,并解释了得分情况。“我会让他们拍摄一个过程,回来给它打分。然后我会单独评估。我们会一直进行评估,直到我对这套技能感到满意,并对他们理解的细节感到满意。”直到现在Bassford仍然每年对欧洲工厂进行审计,以检查它们是否正确使用了该工具。在英国,他开发了一个针对主管的定制培训课程,然后主管将关键学习点传达到生产现场。英国管理团队认为培训有外部验证非常重要,因此他们联系HSE的健康和安全实验室,并制定了一个为期一天的课程。

2012年,该课程继续进行,约有500名主管参加。学习要点也已传达给欧洲的其他汽车制造公司。

动作捕捉

JT/SJT工具在评估重复性、短周期工作的姿势变化时最为有效,但对于持续时间超过五分钟的活动则不太有用。物流领域就是一个很好的例子。亚当斯基说:“你可以让一名员工驾驶牵引车。他站在车上,他后面拖着带着箱子的手推车。他会在生产线停下来,交付货物,然后继续前行。

“为了评估这一点,传统上,你必须有人在车间里用摄像机跟踪他。然后,对于每个箱子,你必须知道他从什么高度抬起,离身体有多远。你还需要知道它有多重,以及它要达到的高度和距离。”

由荷兰Xsens开发的运动捕捉传感器技术已与JT/SJT评分相结合,丰田公司与Xsens达成合作以提高丰田人机工程学评估的准确性。

Adamski说:“Xsens使用运动捕捉传感器将人体运动数字化并进行分析。当你输入人体测量数据时,他们的传感器会生成一个能够重现工人搬运或装配动作的虚拟人。”。

“因为我们在观察JT/SJT系统中的运动,所以这两个项目结合在一起。“我们已经建立了一个软件来连接他们。这让我们能够准确地了解员工在装配过程中的姿势。这对我们来说至关重要。系统会告诉你‘该员工正在弯曲超过30度’,而当我们用JT/SJT系统对过程进行录像时,有时很难做到这一点。因为车辆的定位方式和姿势会导致人体模型变形。”

这项技术已经在英国和土耳其进行了试验。它提供的数据使Bassford能够与丰田的设计师合作,进一步调整生产线。

另一个进步是零重力技术的应用,这种技术通常用于电影制作和体育产业。足球迷们可能已经注意到,摄影师带着弹簧平衡臂沿着球场一侧奔跑拍摄。手臂支撑摄像机,减轻摄像机重量和振动。

Adamski说:“我们使用了类似的技术,但我们将它固定在生产线上。如果没有大量投资,我们无法避免工人在车辆下方工作。你会看到其他车辆制造商会将车辆转向一侧,因此操作人员在车辆旁边工作,但即使这样,从底部到顶部的工作区域也相当大。”

通过部署Zero G工具臂,丰田减轻了工作负担。那么为什么丰田不使用更多的机器人来降低MSD风险呢?Bassford说:“进入汽车内部是很棘手的。机器人需要很长时间才能完成这项工作,而自动化程度的提高也使管理变化变得更加复杂。但丰田公司已经引进了一些协作机器人,以帮助操作人员执行诸如在部件上涂抹粘合剂等任务。”

热身活动

生产操作人员在换班前进行热身和伸展运动,以将疲劳风险降至最低。理疗师将评估每条线,以确保操作人员针对其活动进行正确的练习。

Bassford说:“每天早上7:30准时开始排队,工人们需要热身,准备出发,就像职业运动员在比赛前一样。”。

在丰田的许多工厂,提供小型热浴,以帮助工人充足热身。他说:“工人们把手放进去,他们的手部肌肉会感到温暖。”。

为了支持精益制造系统,所有操作人员都接受了轮换培训,每班轮换几道工序,最多五道工序。在计划一天的轮换模式时,每位主管不仅要考虑缺勤,还要考虑因工作以外而受伤的员工以及职业健康人员的定制建议。

“如果有人肩部受伤,他们可能会说,‘禁止肩部以上的工作’,我们可以将(工人)转移到另一个流程,”Bassford说。

“我们并不使用一名员工一个流程的装配方式,因此,如果我们有一名员工由于某种原因无法执行流程,其他人将选择该流程,以暂时减少他们的轮换,并保持生产线运行。”

在欧洲工厂的员工队伍中,伯纳斯顿工厂的平均年龄最高。而且非常稳定,许多40多岁或50多岁的工人从十几岁起就为丰田工作。然而,巴斯福德说,即使劳动力老龄化,生产时间也无法适应。无论年龄大小,每个人都必须在一个过程中达到相同的节拍时间,这进一步强调了良好的人体工程学的重要性。

“我们已经与其他汽车行业讨论过这一点,我们都认识到这项工作实际上让人们保持健康,”他说。“这是一项体力劳动,而不是过度消耗,员工每天都会消耗大量卡路里。”

他说,作为丰田在欧洲的长期战略的一个组成部分,人体工程学活动现在已经成为日常业务的一部分。

“我们投资于新技术的资源主要是为了改善我们操作人员的长期健康状况。他们是我们的头号资产,他们提供了伟大的想法,在帮助我们进一步改善业务方面具有,所有人的健康、福利和生产力都得到了改善。

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