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摘要： 为了对大型商超补货车设计进行深入研究与实践。首先，分析了面向商超场景的补货车产品及相关需求研究，明确了人机工程学在补货车设计中的重要性。在此基础上，结合人机工程学原理，对补货车进行了优化设计。通过优化操作界面、空间布局、材料选择等方面，提高了补货车的操作效率和安全性。实际应用结果表明，新型补货车在降低劳动强度、减少疲劳、提高用户满意度等方面具有显著效果。本研究为大型商超补货车设计提供了理论依据和实践指导。

关键词：大型商超，安全性，劳动强度，操作效率

1.引言

随着我国经济的迅猛增长，大型商超已成为公众日常购物的主要场所。近年来，一二线城市的大型商超入住占比持续增加。而补货车作为商超运营的关键设备，其设计直接影响员工的工作效率和健康。目前市场上补货车存在操作不便、安全性低、舒适度不足等问题，这些问题不仅降低了工作效率，还可能引发职业病【11】尽管已有研究关注到此问题，例如“采用单目视觉的手工搬运作业风险评估研究”、“快速分拣线的自动补货系统调度优化设计”但现有研究多停留在理论层面，未将问题落到实际产品中。针对这一现状，本文基于人机工程学原理，对大型商超补货车设计进行了优化研究与实践。通过深入分析现有设计的不足，我们提出了具体的改进方案，旨在为补货车设计提供科学依据，不仅提升补货效率，减轻员工负担，还能增强用户满意度，填补了理论研究与实际产品之间的空白。【1】

2.人机工学相关概念界定及补货车产品的人机要素

人机工程学是一门跨学科领域，专注于人与机器、环境间的互动协调，旨在通过优化产品设计和作业环境，提升工作效率、安全性和舒适度。关键概念包括人机界面、人体测量学、作业空间设计和疲劳研究。【2】

在补货车设计中，人机要素的考虑至关重要。首先，尺寸和形状需与人体测量数据相匹配，确保操作者在搬运时保持舒适姿势。控件布局符合人体工程学原则，减少误操作。载重和稳定性方面，补货车应满足商超需求，保证稳定性，防止倾倒。轮胎和转向系统设计注重耐磨性、抓地力和灵活性，以适应狭窄空间。舒适性方面，升降台上升的高度考虑人体与货架的尺寸。安全性方面，补货车配备紧急制动、防撞装置等，保障操作者安全。

综合优化这些要素，补货车设计能有效提升补货效率，减轻员工劳动强度，提高商超运营水平。

3.面向商超场景的补货车产品及相关需求研究

3.1现有补货车产品分析

据表1得出，不同类型的补货车在商超运营中各有优劣。"货架梯"型补货车可使得操作者能够轻松触及高处的货物，同时其较低的成本和维护要求使其成为预算有限商超的优选。但由于其依赖纯人力操作，缺乏智能化辅助，操作者在频繁上下楼梯的过程中劳动强度大，长时间工作易导致身体疲劳。此外，安全性也是其设计的一大短板，操作者在搬运货物时易发生滑倒、跌落等安全事故，且车辆稳定性不足，移动时存在倾倒风险。

其次，"搬运手推车"型补货车在市场上广泛普及，但其功能单一性成为了其最大的劣势。它无法适应多样化的补货需求，如无法轻松触及高货架，不适合小件商品的精细化操作等。这种局限性限制了其在复杂补货场景中的应用，导致操作效率在某些情况下并不理想。

“大体积机器搬运型”和”中型双层搬运型”补货车作为两款智能设备，它们利用自动化技术显著提升了大货物搬运的效率，减轻了操作人员的体力负担。但它们未能充分考虑到高货架的补货需求，导致在高处的货物补货仍然需要依赖其他工具或人力完成，这无疑降低了整体的补货效率。

不同类型的补货车在商超运营中各有优劣，市面上的产品不能同时满足多样化补货需求以及安全性设计等，以上分析表明，现有补货车产品在设计上存在缺陷，需要进一步优化以提升操作效率和安全性，同时降低成本。

3.2大型商超补货相关需求研究

在深入探讨大型商超补货效率的提升与工作人员劳动保护的问题时，通过现场观察，用户访谈，技术调研等方式，直接观察商超员工的工作，记录操作难点和潜在安全风险，并与员工和管理层进行深入交流了解其需求和期望，其次查阅相关学术论文和技术报告，掌握最新技术发展动态。结合机械设计原理，自动控制理论，人机工程学，用户研究与体验设计等文章为该研究做理论支撑。

通过现场观察，发现不同货架高度影响补货流程。在大型商超的运营环境中，货架的最高点通常位于2.5米的高度，而成年工作人员的平均最大触及高度仅限于1.5米至2米。这一显著的差距表明，传统的补货方式无法满足高层货架的补货需求，因此，特殊辅助设备的设计显得尤为重要。【7】在搬运重量的考量上，工作人员在一次操作中安全搬运的箱子重量通常限制在15公斤至25公斤。一旦超过这一阈值，不仅会加剧工作人员的生理负担，还可能引发肌肉拉伤等工伤事故。特别是在货架高度超过1.8米时，工作人员普遍感到“吃力”，这一现象不仅直接影响了补货效率，而且长期下来，可能导致肩部、颈部和腰部等关键部位的慢性损伤，进而诱发肩周炎、颈椎病和腰椎间盘突出等职业病。【10】

针对补货流程和动作的详细分析显示，补货员在不同高度货架上的操作包括攀爬梯子、伸手取货、搬运货物、放置货物和调整货物位置等多个步骤。这些动作在较高货架上的执行难度显著增加，不仅因为动作的复杂性，还因为劳动强度的提升。

基于分析，我们提出了以下更为深入和专业的补货车设计需求：

首先，在结构设计的维度上，补货车的可调节性成为了一个关键需求。为了适应不同高度货架的补货需求，补货车的结构设计必须具备高度可调节功能。这样的设计不仅能够确保工作人员无需频繁攀爬和伸展，从而大幅度降低工作中的身体劳动强度，还能够提高工作效率，减少因不当动作导致的工伤风险。【9】因此，结构设计的优化是实现高效、安全补货作业的基础。

其次，在助力装置的维度上，补货车的先进性体现在配备了如液压升降系统等助力装置。这些装置能够有效地减轻工作人员在搬运重物时的体力负担，提升操作的便捷性。同时，液压系统的稳定性也大大提高了补货作业的安全性，减少了因货物搬运不当导致的事故发生，为商超的日常运营提供了强有力的支持。

最后，在人机工程学原理的应用维度上，补货车的设计应全面考虑操作者的舒适性和安全性。这包括设计符合人体工程学的把手、座椅，以及提供宽敞的站立空间等。通过这些细节的设计，可以确保操作者在长时间的补货作业中保持良好的工作状态，减少疲劳和受伤的风险，从而提升工作满意度和整体的工作环境。

综上所述，本论文通过对大型商超补货相关需求的深入研究和详细分析，揭示了现有补货流程中的关键问题和痛点。这些设计需求的实现，不仅将极大地改善工作人员的工作条件，提高工作效率，还将为商超的运营管理带来革命性的变革，实现经济效益与社会责任的共赢。【4】

3.3人机工程学理论及运用

首先，根据人机工程学的核心原则，设计应充分考虑人的生理和心理特性。【12】在货物搬运流程中，货架高度与工作人员的触及范围之间的不匹配，是导致工作效率降低和劳动损伤的主要原因。设计应遵循“适合人体尺寸和力量”的原则，因此，补货车的结构设计应具备高度可调节性，以适应不同工作人员的身高和臂长，减少不必要的伸展和攀爬动作，这与“人体工程学尺寸”概念相契合。

其次，“力量和运动适应性”原则，强调了在设计时应考虑人的力量限制和运动能力。【3】在补货过程中，工作人员在搬运重物时易感到吃力，尤其是在货架高度超过1.8米时。因此，补货车的助力装置，如液压升降系统，不仅减轻了工作人员的体力负担，也符合人机工程学中关于“减少过度用力”的设计建议。

再者，人机工程学中的“控制与反馈”原则，强调了操作界面的直观性和易用性。在补货车的操控界面设计中，简化操作步骤和提供清晰的反馈，可以减少操作时的认知负荷，提高工作效率。这一点与“人机界面设计”这一点不谋而合，即界面应设计得既简单又直观，以便用户能够快速理解和操作。

最后，“舒适性和安全性”原则，是补货车设计的另一个重要考量。【5】补货车的设计应全面考虑人体工程学原理，确保操作者在补货过程中的舒适性和安全性。这包括合理的人体工程学把手、符合人体曲线的座椅设计和宽敞的站立空间，这些都是为了减少长时间工作带来的身体疲劳和损伤风险。

综上所述，通过对货物搬运流程的详细分析和新需求的设计，不仅揭示了现有补货流程中的问题，而且提出了一系列基于人机工程学原理的解决方案。这些方案旨在通过技术创新和人性化设计，提升补货效率，降低劳动强度，预防职业病的发生，从而实现商超物流系统的优化和人机交互的和谐。这不仅是对人机工程学理论的实践应用，也是对大型商超补货作业人性化、高效化发展的积极探索。

升降台模块

4.基于人机工学的商超补货车产品设计实践

本设计定位为商超环境中高处货架的补货作业，针对的是工作人员在补货过程中面临的高处货架搬运难度大、劳动强度高以及安全风险等问题。设计的目标是实现一个高效、安全、舒适的补货操作流程。本设计的主要使用人群为商超的仓储管理人员和补货工作人员，他们需要频繁进行货架补货操作，对设备的易用性、安全性和舒适性有较高的要求。本研究设计的新型补货车旨在通过人机工程学原理，简化并优化商超高处货架的补货流程。

4.1使用流程介绍

本研究设计的新型补货车基于人机工程学原理，旨在提升商超高货架补货的效率和安全性。操作流程如下：

货物装载：工作人员启动轻触式开关，打开补货车围栏，并将货物箱放置在平台上。平台设计考虑了货物尺寸和重量，确保足够的面积和承重能力。

安全准备：工作人员站上补货车，系上遵循人体工程学原则设计的安全带，减少疲劳并保障上升过程中的安全。站立区域采用防滑材质，配有扶手，增强稳定性。

升降操作：使用控制面板，工作人员操作补货车升降至预定高度。升降系统具备速度调节和紧急停止功能，确保操作顺畅。内置平衡系统和防倾斜装置保障了升降过程中的稳定性。

补货作业：到达指定高度后，工作人员在优化的操作空间内进行补货，提高了工作效率。

下降返回：补货完成后，工作人员操作控制面板使补货台平稳下降至地面。

综上所述，本设计实践体现了人机工程学在商超补货车设计中的广泛应用。通过精心设计的操作流程和人性化细节，新型补货车不仅提高了补货效率，降低了劳动强度，同时也为工作人员提供了更加安全、舒适的工作环境。这一实践成果验证了人机工程学在提升现代物流设备性能和用户体验方面的重要作用。

4.2升降模块

升降台采用电动或液压驱动，操作人员以及前方的货物摆放台可同时上升至所需高度，并且操作人员所在的位置和货物台的距离控制在一只手臂的长度范围之内， 可实现操作人员伸手即可拿到货物并进行摆放的需求，确保了不会由于操作员在拿取货物的同时引起的身体前倾而导致的车体重心不稳，出现补货车翻倒的情况。其次，脚踏处表面使用了材质防滑且具有一定的弹性，减少了长时间站立对搬运员脚部的压力，提升了搬运员在工作过程中的舒适度。

4.3安全模块

满足人的主观安全体验需求 体现安全设计的价值，具有重要意义。补货车还配备了安全锁定机制，当搬运员站在平台上时，可系上安全带，防止升降台在上升的过程中由于人重心不稳导致身体后倾引发的安全问题。这一设计不仅使员工在补充高处货物时有了安全上的保障，还大幅提升了补货效率，实现了对不同货架层级的快速适应，体现了人机工学在产品设计中的实际应用，有效提升了商超物流作业的人性化和智能化水平。

4.4车体设计

车体设计充分考虑了实用性与美观性的融合，底部采用敦厚造型，不仅增强了车辆在执行高空作业时的稳定性，也提升了整体的承重能力。边角的圆润处理体现了人机工程学的关怀，有效避免了操作过程中可能发生的碰撞伤害，保障了工作人员的安全。【6】

色彩选择上，我们采用了稳重的蓝灰色调，这种色彩不仅易于识别，而且在视觉上给人以可靠、安全的心理暗示，增强了用户对产品的信任感。车体外观材料选用易于清洁的材质，确保了补货车在商超环境中的整洁与卫生，符合商超对环境卫生的高标准要求。【4】整体造型设计不仅展现了补货车的功能性，而且在视觉上实现了和谐与舒适，极大地提升了产品的使用体验。

结论

本研究成功地将人机工程学原理应用于补货车设计中，显著提升了补货效率与操作安全性。通过优化升降台、车体结构、操控界面等设计，补货车能够更好地适应不同身高搬运员的需求，减少劳动强度，提高作业舒适度。实践证明，人机工程学指导下的补货车设计在提升商超物流作业效率、降低员工受伤风险、改善工作环境等方面发挥了积极作用。未来，大型商超补货车的设计应继续深化人机工程学应用，以满足日益增长的物流需求，推动商超物流设备的持续创新与优化。

参考文献

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作者简介：包韩颖，女（2004-），浙江衢州人，研究方向为产品系统设计。