کاربرد مدل سازی دیجیتالی انسان (DHM) در ارزیابی و طراحی وظایف حمل دستی بار جهت پیش بینی احتمال بروز کمردرد شغلی

کاربرد مدل سازی دیجیتالی انسان (DHM) در ارزیابی و طراحی وظایف حمل دستی بار جهت پیش بینی احتمال بروز کمردرد شغلی

عادل مظلومی^۱، علی اکبر کیخامقدم^۲، سید فرهاد طباطبایی قمشه ^۳، حمیدرضا مختاری نیا^۴
۱- استادیار، گروه بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه تهران، ایران
٢- کارشناس ارشد ارگونومی، عضو اصلی شرکت مهندسین عوامل انسانی بهبود کار پایدار، ایران
۳- استادیار، گروه ارگونومی، دانشگاه علوم بهزیستی و توانبخشی، تهران، ایران

فرمت: PDF   تعداد صفحات: 13

چکیده

روش های بسیاری جهت ارزیابی ارگونومیکی عوامل خطر کمردرد در محیط کار وجود دارد که شامل روش های بیومکانیکی، فیزیولوژیکی و فیزیکی-روانی می باشند، مدل سازی دیجیتالی انسان (DHM) نیز ابزاری جهت ارزیابی ارگونومیکی بوده که بدلیل داشتن مزایایی همچون صرفه جویی در وقت و زمان در ارزیابی ها و نیز ارزیابی فعالانه راهکارهای ارگونومی در محیط دیجیتالی، امروزه مورد توجه قرار گرفته است. هدف این مطالعه ارزیابی بیومکانیکی کمردرد شغلی در وظایف حمل دستی بار با استفاده از مدل سازی دیجیتالی انسان بود. مطالعه حاضر، یک مطالعه موردی نیمه تجربی بوده که در یکی از صنایع خودروسازی اجرا گردید. در این مطالعه یک وظیفه حمل دستی بار جهت شبیه سازی در یک نرم افزار مدل سازی دیجیتالی انسان بنام 3DSSPP انتخاب گردید. نتایج حاصل از نرم افزار نشان داد که نیروی فشاری و برشی وارد بر دیسک L₅/S₁ با افزایش ابعاد آنتروپومتریکی و کاهش ارتفاع محل گذاشتن بار افزایش یافته و درصد افراد قادر به انجام وظیفه در هر مفصل با افزایش ابعاد آنتروپومتریکی کاهش یافت. برآورد آسیب به لیگامنت نیز در پوسچرهای دارای خمش شدید کمر افزایش بیشتری داشت.

نتایج نشان داد که نقاط خطر در وظایف مورد بررسی، بیشتر مربوط به گذاشتن بار در ارتفاع پایین پالت بود. اجرا و ارزیابی راهکار مداخله ای در محیط دیجیتالی نیز نشان داد که افزایش ۱۶ سانتیمتری ارتفاع کف پالت بر مبنای اپراتورهای ایستگاه کار در کاهش استرس های وارده به کمر مؤثر واقع شد. این مطالعه نشان داد که مدل سازی دیجیتالی انسان احتمال بروز کمردرد در یک وظیفه را بطور سریع و بدون صرف هزینه و زمان خاصی به ما نشان داده و می توان راهکار مداخله ای مورد نظر را در محیط دیجیتالی اجرا کرده و با ارزیابی و اطمینان از اثربخش بودن راهکار، آن را در محیط واقعی اجرا نماییم.

کلیدواژه ها: ارگونومی، مدل سازی دیجیتالی انسان، کمردرد شغلی ، حمل دستی بار، 3DSSPP

١-مقدمه:

کمردرد یکی از رایج ترین اختلالات اسکلتی-عضلانی می باشد که ۸۰-۶۰ درصد افراد آن را در طول زندگی خود تجربه می کنند. کمردرد شغلی یکی از علل مهم بیماریزایی و هزینه های غرامت کارگران در دنیاست. هزینه های مزبور در سال ۱۹۹۷ در ایالات متحده آمریکا در حدود ۴۹/۲ میلیارد دلار تخمین زده شده است [۱]. یکی از الزامات مهم در پیشگیری از اختلالات اسکلتی عضلانی اینست که بدانیم دقیقا چه اعمال نیروی شدیدی در کار وجود دارد. این کار نیاز به ابزار توسعه یافته ی آنالیز شغل دارد که بتواند با دقت تنش های بالقوه و مضر سیستم اسکلتی-عضلانی را پیش بینی نماید. در این زمینه توسعه مدل های بیومکانیکی کامپیوتری از سیستم اسکلتی-عضلانی در ارگونومی اهمیت دارد [۲]. ارزیابی ارگونومیکی از مواجهه فیزیکی با خطرات اختلالات اسکلتی عضلانی را می توان از طریق استفاده از تجهیزات و نرم افزارهای کامپیوتری تسهیل نمود [۳].

مدل سازی دیجیتالی انسان یک ابزار مبتنی بر کامپیوتر بوده که به فرد اجازه میدهد یک انسان مجازی با ساختار صحیح بیومکانیکی ایجاد کرده و ابعاد بدنی انسان را بر پایه اطلاعات آنتروپومتری تعیین کند و مدل انسانی را جهت تست ابزار و فرآیندهای صنعتی جدید در یک محیط مجازی قرار دهد [۴]. با استفاده از DHM می توان زمان طراحی را کوتاهتر کرده و در وقت و هزینه ی طراحی و ارزیابی آن صرفه جویی کرده و فعالیت های طراحی را بصورت فعالانه در محیط دیجیتالی ارزیابی کرد، یعنی می توان راهکارهای ارگونومیکی پیشنهاد شده را در محیط دیجیتالی پیاده کرده و ارزیابی مجدد انجام داد و پس از اطمینان از معتبر بودن یک راهکار، آن را در محیط واقعی اجرا نمود [۴].

DHM مهندسان را قادر می سازد که در توسعه و طراحی محصول و محیط کار، موضوعات ارگونومی و عوامل انسانی را در اوایل فرآیند شناسایی کنند تا ایجاد نمونه اولیه در فرآیند طراحی را کاهش داده و یا آن را منسوخ نمود[۵]. در این مطالعه به ارزیابی وظایف حمل دستی بار با هدف پیش بینی احتمال بروز کمردرد و شناسایی عوامل خطر با استفاده از مدل سازی دیجیتالی انسان در یکی از ایستگاه های خط مونتاژ موتور در یک شرکت خودروسازی می پردازیم تا نقاط خطر موجود در ایستگاه مورد نظر را شناسایی کرده و در نهایت راهکار مداخله ای ارائه شده جهت حذف یا کاهش عوامل خطر کمردرد در محیط دیجیتالی اجرا و با ارزیابی مجدد اثر بخشی راهکار مورد نظر تعیین می گردد.

۲- روش کار:

مطالعه حاضر از نوع موردی نیمه تجربی است. در این تحقیق که در خط مونتاژ موتور یک شرکت خودروسازی انجام شد. در ابتدا با بررسی اولیه و ثبت ویژگی های شغلی مانند دارا بودن حمل دستی بار، وزن بار، نوع فعالیت حمل دستی مانند برداشتن / گذاشتن، کشیدن اهل دادن و نگه داشتن، تکرار، پوسچر بدنی نامناسب بویژه در کمر، مدت زمان انجام کار و بار کاری از ایستگاه های کاری این خط مونتاژ، ایستگاه های پر خطر به لحاظ احتمال آسیب به کمر شناسایی شده و یک ایستگاه کاری (شستشوی میل لنگ) جهت شبیه سازی و ارزیابی ارگونومیکی با نرم افزار مدل سازی دیجیتالی انسان انتخاب شد. نرم افزار مورد استفاده در این مطالعه نیز (3DSSPP (3D Static Strength Prediction Program بود.

این نرم افزار توسط دانشگاه میشیگان جهت ارزیابی بیومکانیکی وظایف حمل دستی بار مانند بلند کردن بار، کشیدن و هل دادن طراحی شده است. اطلاعات ورودی به این نرم افزار عبارتست از: قد و وزن فرد، جنسیت، وزن بار، نیروهای وارد شده به بدن و پوسچر بدنی. نتایج خروجی اصلی این نرم افزار نیز عبارتند از: نیروی فشاری و برشی وارد به کمر، درصد افراد قادر به انجام وظیفه و درصد لیگامنت استرین.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ مدل سازی دیجیتالی انسان با استفاده از نرم افزار ManneQuinBE

⇐ ارزیابی ارگونومی با استفاده از نرم افزار CATIA

⇐ ارزیابی حمل دستی بار به روش (NIOSH (1991

⇐ ارزیابی حمل دستی بار به روش MAC

⇐ ارزیابی حمل دستی بار به روش WISHA-Lifting Analysis