人因工程學(xué)：第6章人的作業(yè)能力與疲勞

1、第六章 人的作業(yè)能力與疲勞,6.1 體力工作負(fù)荷及勞動(dòng)強(qiáng)度,人體活動(dòng)的最基本特征有三個(gè)： 力量 耐力 能量代謝,2013-2014學(xué)年,2,一、人體活動(dòng)力量 人能夠發(fā)揮出力的大小，決定于人體的姿勢、著力部位以及力的作用方向。 施力部位可把人體力量分為手部力量、腳（含腿）部力量、背部力量和頸部力量。 人的操作是由手和腳來完成。因此，手部力量和腳部力量在所有各類力量中起著重要的作用,2013-2014學(xué)年,3,一、人體活動(dòng)力量,一）手部力量,1）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年齡、性別等因素的變化而有很大的差異。根據(jù)對被試的測定所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，人體力量與人的年齡、性

2、別有關(guān)，年齡和性別對力量有很大的影響,2013-2014學(xué)年,4,一、人體活動(dòng)力量,一）手部力量,2）手的操縱力。與人的作業(yè)姿勢、用力方向等因素有關(guān)。 1）坐姿手操縱力 2）立姿手操縱力 3）臥姿手操縱力 4）常見手部操作動(dòng)作及其力量極限,2013-2014學(xué)年,5,2013-2014學(xué)年,6,2013-2014學(xué)年,7,一、人體活動(dòng)力量,二）腳部力量,腳產(chǎn)生的力的大小與下肢的位置、姿勢和方向有關(guān)。一般坐姿時(shí)，右腳最大蹬力平均可達(dá)2568N,左腳為2362N；膝部伸展角度在13001500或16001800之間時(shí)，腳蹬力最大。 一般來說，右腳腳力大于左腳；男性腳力大于女性腳力。腳力控制器的操縱

3、力最大不應(yīng)超過264N。否則易疲勞。右腳使用力的大小、速度和準(zhǔn)確性都優(yōu)于左腳。 操作頻繁的作業(yè)應(yīng)考慮雙腳交叉作業(yè),2013-2014學(xué)年,8,2013-2014學(xué)年,9,二、人體活動(dòng)的耐力,一般把人體能夠在較長時(shí)間內(nèi)保持特定工作水平的能力稱為耐力,研究表明，隨著活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的增加，人體力量出現(xiàn)下降。人體力量與持續(xù)時(shí)間之間存在一種非線性的反比關(guān)系，如圖所示,2013-2014學(xué)年,10,6.2 體力工作負(fù)荷及其測定,體力工作負(fù)荷是指人體單位時(shí)間內(nèi)承受的體力工作量的大小。工作量越大，人體承受的體力工作負(fù)荷強(qiáng)度越大。人體的工作能力是有一定限度的。 對操作者承受負(fù)荷的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確評定，既能保證工作量，

4、又能防止操作者在最佳工作負(fù)荷水平外超負(fù)荷工作，是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要任務(wù),一、體力工作負(fù)荷的定義,2013-2014學(xué)年,11,可運(yùn)用上述生理指標(biāo)和生化指標(biāo)的變化測定人體工作負(fù)荷水平，體力工作負(fù)荷可以從生理變化、生化變化、主觀感覺等三個(gè)方面進(jìn)行測定,二、 體力工作負(fù)荷的測定,一）生理變化測定 生理變化測定主要通過吸氧量、肺通氣量、心率、血壓和肌電圖等生理變量的變化來測定體力工作負(fù)荷。生理變化的測定也可以使用某些派生的吸氧量和心率指標(biāo),2013-2014學(xué)年,12,二）生化變化測定 經(jīng)常的測定項(xiàng)目：乳酸和糖原的含量。體力負(fù)荷對人體尿蛋白含量有明顯的影響，即所謂的“運(yùn)動(dòng)性尿蛋白”現(xiàn)象,二、 體力

5、工作負(fù)荷的測定,三）主觀感覺測定 主觀感覺測定是通過自認(rèn)勞累分級量表進(jìn)行評價(jià)。經(jīng)過多次修改，目前普遍使用的是15點(diǎn)（620點(diǎn)）量表，該量表的特征是要求操作者根據(jù)工作中的主觀體驗(yàn)對承受的負(fù)荷程度進(jìn)行評判,2013-2014學(xué)年,13,勞動(dòng)強(qiáng)度是指作業(yè)者在生產(chǎn)過程中體力消耗及緊張程度。勞動(dòng)強(qiáng)度不同，單位時(shí)間人體所消耗的能量也不同。從勞動(dòng)生理學(xué)方面來看，以能量代謝為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級是比較合適的。這種分級法可以把千差萬別的作業(yè)，從能量代謝角度進(jìn)行統(tǒng)一的定義。目前，國內(nèi)外對勞動(dòng)強(qiáng)度分級的能量消耗指標(biāo)主要有兩種： 相對指標(biāo)，即相對代謝率RMR。該指標(biāo)在國外應(yīng)用比較普遍，目前在我國已開始使用； 絕對指標(biāo)，如8h

6、的能量消耗量，勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)等,三、 勞動(dòng)強(qiáng)度及其分級,2013-2014學(xué)年,14,1、以相對代謝率指標(biāo)分級 依作業(yè)時(shí)的相對代謝率指標(biāo)評價(jià)勞動(dòng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的典型代表是日本能率協(xié)會(huì)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，它將勞動(dòng)強(qiáng)度劃分為5個(gè)等級。 作業(yè)的越高，規(guī)定的作業(yè)率應(yīng)越低。 2.7適宜的作業(yè)； 4的作業(yè)不能連續(xù)進(jìn)行； 7的作業(yè)應(yīng)實(shí)行機(jī)械化,2013-2014學(xué)年,15,三、 勞動(dòng)強(qiáng)度及其分級,相對代謝率指標(biāo)分級 能耗量指標(biāo)分級 勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)分級 耗氧量、心率等指標(biāo)分級,2013-2014學(xué)年,16,2、以能耗量指標(biāo)分級 不同勞動(dòng)強(qiáng)度的能耗量與相對代謝率指標(biāo)對照資料見表。該資料為日本勞動(dòng)研究所發(fā)表,2013-2014學(xué)年

7、,17,我國1984年頒布了體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級標(biāo)準(zhǔn)(GB3869-83)，1997年重新確定標(biāo)準(zhǔn)（GB3869-1997）代替GB3869-83，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級的劃分原則和級別，是勞動(dòng)安全衛(wèi)生和管理的依據(jù),3、以勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)分級,2013-2014學(xué)年,18,本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。 1）能量代謝率energy metabolic rade（M） 2）勞動(dòng)時(shí)間率working time rate (T) 3）體力勞動(dòng)性別系數(shù) sex coeffcient of physical work (S) 4）體力勞動(dòng)方式系數(shù) way coefficient of physical work (W

8、) 5）體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù) intensity index of physical work (I,3、以勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)分級,2013-2014學(xué)年,19,2013-2014學(xué)年,20,3能量代謝率、勞動(dòng)時(shí)間率和體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)的計(jì)算方法,1） 平均能量代謝率M計(jì)算方法,2013-2014學(xué)年,21,單項(xiàng)勞動(dòng)能量代謝率計(jì)算如下： 每分鐘肺通氣量3.07.3L時(shí)采用式： lgM0.0945x 0.537 94 每分鐘肺通氣量8.030.9L時(shí)采用式： lg(13.26)1.1648 -0.0125x 每分鐘肺通氣量7.38.0L時(shí)采用上面兩式的平均值。 上式中，M為能量代謝率（kJminm2）；x為

9、單位體表面積氣體體積，Lminm2,2013-2014學(xué)年,22,2）勞動(dòng)時(shí)間率T計(jì)算方法,每天選擇接受測定的工人23名，記錄自上工開始至下工為止整個(gè)工作從事各種勞動(dòng)與休息的時(shí)間。每個(gè)測定對象應(yīng)連續(xù)記錄3天，取平均值，求出勞動(dòng)時(shí)間率(T)。 工作日內(nèi)純凈勞動(dòng)時(shí)間（min） T (%) 100 工作日總工時(shí)（min） 各單項(xiàng)勞動(dòng)占用的時(shí)間（min） 100 工作日總工時(shí)（min,2013-2014學(xué)年,23,3）體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算方法 體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算公式： I=10 TMSW 式中：I體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)； T勞動(dòng)時(shí)間率，； M8h工作日平均能量代謝率，KJminm2； S性別系數(shù)：男性1，

10、女性1.3； W體力勞動(dòng)方式系數(shù)：搬1，扛0.40，推/拉0.05 其中，凈作業(yè)時(shí)間比率可通過抽樣測定，取其平均值,2013-2014學(xué)年,24,4、以氧耗、心率等指標(biāo)分級,以能量消耗為指標(biāo)劃分勞動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，耗氧量、心率、直腸溫度、出汗率、乳酸濃度和相對代謝率等具有相同意義。典型代表是國際勞工局83年標(biāo)準(zhǔn)，將工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度劃分為6個(gè)等級,2013-2014學(xué)年,25,能量產(chǎn)生和消耗可以從人體消耗的氧量上反應(yīng)出來。作業(yè)時(shí)人體所需的氧量取決于勞動(dòng)強(qiáng)度大小，勞動(dòng)強(qiáng)度越大，需要氧量也越多。因此，以體力為主的作業(yè)，可以利用人在作業(yè)中的耗氧量計(jì)算作業(yè)時(shí)耗能量。 （1）氧債及其補(bǔ)償 氧需：單位時(shí)間所需的氧

11、量（氧需能否得到滿足主要取決于循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的功能） 。 氧上限：血液在單位時(shí)間內(nèi)所能供應(yīng)的最大氧量（成年人的氧上限一般不超過3L/min，有鍛煉者可達(dá)到4L/min）,耗氧量,2013-2014學(xué)年,26,1）氧債及其補(bǔ)償,氧債：氧需和供氧量之差（如圖,2013-2014學(xué)年,27,2）靜態(tài)作業(yè)的氧需,靜態(tài)作業(yè)的特征是能量消耗水平不高，但容易發(fā)生疲勞。即使勞動(dòng)強(qiáng)度很大，氧需也達(dá)不到氧上限，通常每分鐘不超過1L。但在作業(yè)停止后數(shù)分鐘內(nèi)，氧耗不像動(dòng)態(tài)作業(yè)那樣迅速降低，而是先升高，然后再逐漸降低到安靜水平。具體如圖所示,靜態(tài)作業(yè)的氧消耗動(dòng)態(tài),2013-2014學(xué)年,28,3）氧耗量的測定與計(jì)算

12、,相對代謝率(RMR)指標(biāo)通過作業(yè)中氧耗量來計(jì)算，計(jì)算公式如下：（要注意，對恢復(fù)期還氧債部分的氧耗量不能忽略,其中作業(yè)時(shí)的氧耗量直接作業(yè)過程中測得 基礎(chǔ)代謝氧的消耗量可以通過由體重、身高計(jì)算的體表面積值查表求出 安靜時(shí)氧的消耗量，一般以基礎(chǔ)代謝氧消耗量的1.2倍來計(jì)算,2013-2014學(xué)年,29,5、最大能量消耗界限,一般，人體的最佳工作負(fù)荷是指在正常情境中，人體工作8h不產(chǎn)生過度疲勞的最大工作負(fù)荷值。最大工作負(fù)荷值通常以能量消耗界限、心率界限以及最大攝氧量的百分?jǐn)?shù)表示。 國外一般認(rèn)為，能量消耗20.93kJ/min、心率(110115) beats /min、吸氧量為最大攝氧量的33%左右

13、時(shí)的工作負(fù)荷為最佳負(fù)荷。 對于重強(qiáng)度勞動(dòng)和極重(很重)強(qiáng)度勞動(dòng)，只有增加工間休息時(shí)間即通過勞動(dòng)時(shí)間率來調(diào)整工作日中的總能耗，使8h的能耗量不超過最佳能耗界限。為了補(bǔ)充體內(nèi)的能量貯備，就必須在作業(yè)過程中，插入必要的休息時(shí)間,2013-2014學(xué)年,30,2013-2014學(xué)年,31,2013-2014學(xué)年,32,2013-2014學(xué)年,33,2013-2014學(xué)年,34,2013-2014學(xué)年,35,6.3 體力疲勞及其消除,一、體力疲勞及其分類,體力疲勞是指勞動(dòng)者在勞動(dòng)過程中，出現(xiàn)的勞動(dòng)機(jī)能衰退，作業(yè)能力下降，有時(shí)伴有疲倦感等自覺癥狀的現(xiàn)象。 疲勞是一種信號，它提醒你，你的機(jī)體已經(jīng)超過正常負(fù)荷

14、，應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整和休息。 體力疲勞根據(jù)身體使用部位可分為局部疲勞和全身疲勞。根據(jù)活動(dòng)時(shí)間長短和活動(dòng)強(qiáng)度的高低，可分為短時(shí)間劇烈活動(dòng)后產(chǎn)生的疲勞和長時(shí)間中等強(qiáng)度作業(yè)后產(chǎn)生的疲勞，后一種疲勞在人機(jī)系統(tǒng)中比較普遍,2013-2014學(xué)年,36,二、疲勞的產(chǎn)生與積累,體力疲勞是隨工作過程的推進(jìn)逐漸產(chǎn)生和發(fā)展的。按照疲勞的積累狀況，工作過程一般分為四個(gè)階段： （1）工作適應(yīng)期。 （2）最佳工作期。 （3）疲勞期。 （4）疲勞過度積累期,2013-2014學(xué)年,37,二、疲勞的產(chǎn)生與積累,疲勞的積累過程可用“容器”模型來說明。從圖中可以看到，操作者的疲勞受很多因素影響，最典型的是以下五個(gè)方面,2013-20

15、14學(xué)年,38,二、疲勞的產(chǎn)生與積累,1）勞動(dòng)強(qiáng)度與工作持續(xù)時(shí)間。勞動(dòng)強(qiáng)度是決定疲勞出現(xiàn)時(shí)間以及疲勞積累程度的主要因素。 （2）作業(yè)環(huán)境條件。環(huán)境條件包括許多方面，如照明，噪聲、振動(dòng)、微氣候、空氣污染、色彩布置等。 （3）勞動(dòng)制度和生產(chǎn)組織方式。不合理的勞動(dòng)制度和生產(chǎn)組織方式不利于人體保持最佳工作能力,2013-2014學(xué)年,39,二、疲勞的產(chǎn)生與積累,4）身體素質(zhì)。不同的作業(yè)者身體素質(zhì)不同 。 （5）營養(yǎng)、睡眠等。營養(yǎng)和睡眠是影響操作者疲勞狀況的另一類因素，生活條件差，營養(yǎng)不良，長期睡眠不足的個(gè)體，其工作能力受到明顯的影響，容易產(chǎn)生疲勞。 （6）其他作業(yè)者本身的因素，如熟練程度、操作技巧、對

16、工作的適應(yīng)性、年齡以及勞動(dòng)情緒等影響因素也都會(huì)帶來生理疲勞,2013-2014學(xué)年,40,三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理,疲勞的類型不同，發(fā)生的機(jī)理也不同。對于疲勞現(xiàn)象的解釋在學(xué)術(shù)界未能達(dá)成共識，目前主要有下述幾種論點(diǎn),1.物質(zhì)累積理論。短時(shí)間大強(qiáng)度作業(yè)產(chǎn)生的疲勞，主要是肌肉疲勞。大量研究表明，短時(shí)間大強(qiáng)度作業(yè)后，肌肉中的ATP、CP含量明顯下降。 ATP、CP濃度下降至一定水平時(shí)必定導(dǎo)致肌肉進(jìn)行糖酵解以再合成ATP。糖酵解伴隨乳酸的產(chǎn)生和積累。這種物質(zhì)在肌肉和血液中大量累積，使人的體力衰竭，不能再進(jìn)行有效的作業(yè),2013-2014學(xué)年,41,三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理,2.力源消耗理論 隨著勞動(dòng)過程的進(jìn)行，能量

17、不斷消耗，人體內(nèi)的 ATP、CP濃度和肌糖原含量下降。人體的能量供應(yīng)是有限的，當(dāng)可以轉(zhuǎn)化為能量的能源物質(zhì)“肌糖原”儲備耗竭或來不及加以補(bǔ)充時(shí)，人體就產(chǎn)生了疲勞,2013-2014學(xué)年,42,三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理,3.中樞系統(tǒng)變化理論 作業(yè)過程中，除了ATP、CP濃度和肌糖原含量不斷下降以外，同時(shí)還伴隨著血糖的降低和大腦神經(jīng)抑制性遞質(zhì)含量上升。由于血糖是大腦活動(dòng)的能力供應(yīng)源，它的降低將引起大腦活動(dòng)水平的降低，即引起中樞神經(jīng)疲勞,2013-2014學(xué)年,43,三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理,4.生化變化理論 全身性體力疲勞是由于作業(yè)及環(huán)境引起的體內(nèi)平衡狀態(tài)紊亂。人體在長時(shí)活動(dòng)過程中會(huì)出汗。導(dǎo)致體液丟失。一旦體液

18、減少到一定程度，則循環(huán)的血量也將減少，從而引起活動(dòng)能力下降。同時(shí)，汗液排出時(shí)還伴隨著鹽的丟失，這會(huì)影響血液的滲透壓和神經(jīng)肌肉的興奮性，結(jié)果導(dǎo)致疲勞,2013-2014學(xué)年,44,三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理,5.局部血流阻斷理論 靜態(tài)作業(yè)時(shí)，肌肉等長收縮來維持一定的體位，雖然能耗不多，但易發(fā)生局部疲勞。這是因?yàn)榧∪馐湛s的同時(shí)產(chǎn)生肌肉膨脹，且變得十分堅(jiān)硬，內(nèi)壓很大，將會(huì)全部或部分阻滯通過收縮肌肉的血流，于是形成了局部血流阻斷。人體經(jīng)過休整、恢復(fù)，血液循環(huán)正常，疲勞消除,2013-2014學(xué)年,45,三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理,疲勞產(chǎn)生的機(jī)理可以概括為大量的能量被消耗，同時(shí)身體內(nèi)產(chǎn)生疲勞毒素；由于能量的不足，細(xì)胞活

19、力下降，機(jī)體各系統(tǒng)的功能減退；疲勞毒素在體內(nèi)聚積，體內(nèi)環(huán)境惡化，細(xì)胞發(fā)生中毒，興奮性衰減，甚至誘發(fā)凋亡或被動(dòng)死亡；疲勞毒素刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)，產(chǎn)生全身性疲勞反應(yīng),2013-2014學(xué)年,46,四、疲勞測定方法,一）疲勞測定方法應(yīng)滿足的條件 為了測定疲勞，必須有一系列能夠表征疲勞的指標(biāo)。作為測定疲勞的方法應(yīng)滿足： 測定結(jié)果應(yīng)當(dāng)是客觀的表達(dá)，而不依賴于作業(yè)者的主觀解釋。 測定的結(jié)果應(yīng)當(dāng)定量化表示疲勞的程度。 測定方法不能導(dǎo)致附加疲勞，或使被測者分神。 測定疲勞時(shí)，不能導(dǎo)致被測者不愉快或造成心理負(fù)擔(dān)或病態(tài)感覺,2013-2014學(xué)年,47,四、疲勞測定方法,二）疲勞特征及測定方法 疲勞可以從三種特征上

20、表露出來： 身體的生理狀態(tài)發(fā)生特殊變化。例如：心率、血壓、呼吸及血液中的乳酸含量等發(fā)生變化。 進(jìn)行特定作業(yè)時(shí)的作業(yè)能力下降。例如：對特定信號的反映速度、正確率、感受能力下降，工作績效下降等。 疲勞的自我體驗(yàn),2013-2014學(xué)年,48,四、疲勞測定方法,二）疲勞特征及測定方法,1生化法 通過檢查作業(yè)者的血、尿、汗及唾液等液體中乳酸、蛋白質(zhì)、血糖等成分含量的變化來判斷疲勞。 2. 工作效績測定 隨著疲勞程度的加深，操作者的工作能力明顯下降。這樣，操作者的工作效績，包括完成產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量以及出現(xiàn)錯(cuò)誤或發(fā)生事故的概率等，都可作為疲勞評定的指標(biāo),2013-2014學(xué)年,49,四、疲勞測定方法,二）

21、疲勞特征及測定方法,3.生理心理測試法,1）膝腱反射機(jī)能測定法。 這是通過測定由疲勞造成的反射機(jī)能鈍化程度來判斷疲勞的方法。 （2）觸二點(diǎn)辨別閾值測定法。用兩個(gè)短距離的針狀物同時(shí)刺激作業(yè)者皮膚上二點(diǎn)，當(dāng)刺激的二點(diǎn)接近某種距離時(shí)，被試僅感到是一點(diǎn)，似乎只有一根針在刺激。這個(gè)敏感距離稱作觸二點(diǎn)辨別閾或兩點(diǎn)閾,2013-2014學(xué)年,50,3.生理心理測試法,3）皮膚劃痕消退時(shí)間測定法。用類似于粗圓筆尖的尖銳物在皮膚上劃痕，即刻顯現(xiàn)一道白色痕跡，測量痕跡慢慢消退的時(shí)間，疲勞程度越大，消退得越慢。 （4）皮膚電流反應(yīng)測定法。測定時(shí)把電極任意安在人體皮膚的兩處，以微弱電流通過皮膚，用電流計(jì)測定作業(yè)前后皮

22、膚電流的變化情況，可以判斷人體的疲勞程度。人體疲勞時(shí)皮膚電傳導(dǎo)性增高，皮膚電流增加,2013-2014學(xué)年,51,3.生理心理測試法,5）心率值測定法。心率，即是心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)。心率隨人體的負(fù)擔(dān)程度而變化，因此，可以根據(jù)心率變化來測定疲勞程度。 （6）色名呼叫時(shí)間測定法。通過檢查作業(yè)者識別顏色并能正確呼出色名的能力，判斷作業(yè)者疲勞程度。 （7）勾消符號數(shù)目測定法。將五種符號共200個(gè)，隨機(jī)排列，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)只勾掉其中一種符號，要求正確無誤。這是一個(gè)辨識、選擇、判斷的過程，敏銳快捷程度受制于體力、腦力狀態(tài)。因此，從勾掉符號數(shù)目的多少可以判別疲勞程度,2013-2014學(xué)年,52,3.生理

23、心理測試法,8）反應(yīng)時(shí)間測定法。反應(yīng)時(shí)間，是指從呈現(xiàn)刺激到感知，直至做出反應(yīng)動(dòng)作的時(shí)間間隔。反應(yīng)時(shí)間的變化，可反映被試中樞系統(tǒng)機(jī)能的鈍化和機(jī)體疲勞程度。 （9）閃光融合值測定法。融合值與閃光值的平均值稱為閃光融合值 ，一般在30Hz55Hz之間。人的視覺系統(tǒng)的靈敏度，與人的大腦興奮水平有關(guān)。疲勞后，興奮水平降低，亦即中樞系統(tǒng)機(jī)能鈍化，視覺靈敏度降低,2013-2014學(xué)年,53,四、疲勞測定方法,二）疲勞特征及測定方法,4. 疲勞癥狀調(diào)查法,該法通過對作業(yè)者本人的主觀感受即自覺癥狀的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，來判斷作業(yè)疲勞程度。該方法簡易、省時(shí)，不僅切實(shí)可行，且具有較高的精確性。值得強(qiáng)調(diào)的是，調(diào)查的癥狀應(yīng)真實(shí)

24、，有代表性，盡可能調(diào)查全作業(yè)組人員。另外，選擇量表時(shí)應(yīng)注意量表的信度和效度,2013-2014學(xué)年,54,五、疲勞的一般規(guī)律,1）疲勞可以通過休息恢復(fù)。 （2）疲勞有累積效應(yīng)。 （3）疲勞程度與生理周期有關(guān)。 （4）人對疲勞有一定的適應(yīng)能力,2013-2014學(xué)年,55,六、降低疲勞的途徑,1.合理設(shè)計(jì)工作環(huán)境 工作環(huán)境包括：照明、色彩、噪聲、振動(dòng)、微氣候條件、粉塵及有害氣體等。 2.改進(jìn)設(shè)備和工具 采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝，提高設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，徹底改善勞動(dòng)條件的根本措施。 工具和輔助設(shè)備的改進(jìn)，可以減少靜態(tài)作業(yè)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率,一） 改善

25、工作條件,2013-2014學(xué)年,56,六、降低疲勞的途徑,3. 改進(jìn)工作方法 （1）采用合適的工作姿勢。需要設(shè)計(jì)合理的工作場地和工作位置，研究合理的工作姿勢。設(shè)備、工具的安置要合理。 （2）采用經(jīng)濟(jì)作業(yè)速度。經(jīng)濟(jì)速度，就是進(jìn)行某項(xiàng)作業(yè)時(shí)消耗最小能量的作業(yè)速度。在這個(gè)速度下，作業(yè)者不易疲勞，持續(xù)工作時(shí)間最長。 （3）選擇最佳的作業(yè)方法。操作者作業(yè)過程中的用力原則是：將力投入到完成某種動(dòng)作的有用功上去。這樣可以延緩疲勞的到來或者在某種程度上減少疲勞,2013-2014學(xué)年,57,六、降低疲勞的途徑,1.疲勞后身體的恢復(fù) 包括體內(nèi)產(chǎn)能物質(zhì)及體液等其他成分的恢復(fù)；疲勞物質(zhì)的消除等,二）合理確定休息時(shí)

26、間和休息方式,2.休息時(shí)間的確定 （1）以能耗指標(biāo)確定。 設(shè)作業(yè)時(shí)實(shí)際能耗量為M，工作日總工時(shí)為T，其中實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間為T勞，休息時(shí)間為T休，則,2013-2014學(xué)年,58,因?yàn)樵谝粋€(gè)周期中，實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間為100.47 kJ能量貯備被耗盡的時(shí)間，所以,六、降低疲勞的途徑,由于要求總的能量消耗滿足平均能量消耗不超過16.75KJ/min，所以,2013-2014學(xué)年,59,例,8h工作制中，作業(yè)開始前和作業(yè)結(jié)束后各有半小時(shí)準(zhǔn)備和整理工作地，中午1h午飯時(shí)間。作業(yè)時(shí)能量消耗為32kj/min，安靜時(shí)的能量消耗為6 kj/min 。試分析該工作進(jìn)行過程中至少還應(yīng)安排幾次休息時(shí)間,2013-2014學(xué)

27、年,60,六、降低疲勞的途徑,2.休息時(shí)間的確定,2）綜合各因素考慮確定。 綜合考慮休息時(shí)間的長短、次數(shù)和時(shí)刻，還與作業(yè)性質(zhì)、緊張程度、作業(yè)環(huán)境等相關(guān)因素,3.休息方式 可分為：積極休息（交替休息），積極休息比消極休息使工作效率恢復(fù)快約60%70%；消極休息（安靜休息 ），重體力勞動(dòng)一般采取這種休息方式,2013-2014學(xué)年,61,六、降低疲勞的途徑,三）改進(jìn)生產(chǎn)組織與勞動(dòng)制度,1.休息日制度 休息日制度直接影響勞動(dòng)者的休息質(zhì)量與疲勞的消除。 2.輪班制度 輪班制分為單班制、兩班制、三班制或四班制等。應(yīng)當(dāng)根據(jù)行業(yè)的特點(diǎn)、勞動(dòng)性質(zhì)及勞動(dòng)者身心需要安排輪班方式,2013-2014學(xué)年,62,6.

28、4 腦力負(fù)荷定義及影響因素,一、腦力負(fù)荷定義,下面是幾種具有代表性的定義。 (1)腦力負(fù)荷是人在工作時(shí)的信息處理速度，即決策速度和決策的困難程度。 (2)腦力負(fù)荷是人在工作時(shí)占用的腦力資源程度，即腦力負(fù)荷與人在工作時(shí)所剩余的能力是負(fù)相關(guān)的。 (3)腦力負(fù)荷是人在工作中感受到的工作壓力的大小，即腦力負(fù)荷與工作時(shí)感到的壓力是相關(guān)的。 (4)腦力負(fù)荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人員在執(zhí)行腦力工作時(shí)實(shí)際有多忙,2013-2014學(xué)年,63,將腦力負(fù)荷定義為反映工作時(shí)人的信息處理系統(tǒng)被使用程度的指標(biāo)。腦力負(fù)荷與人的閑置未用的信息處理能力之和就是人的信息處理能力。人的閑置未用的信息處理系統(tǒng)與人的信息處理

29、能力、工作任務(wù)對人的要求、人工作時(shí)的努力程度等有關(guān)，因而腦力負(fù)荷也與這些因素有關(guān),2013-2014學(xué)年,64,二、腦力負(fù)荷的影響因素,工作內(nèi)容、人的能力及人的業(yè)績對腦力負(fù)荷的測量有著十分重要的影響。 （1）工作內(nèi)容。工作內(nèi)容對腦力負(fù)荷有直接影響。在其他條件不變的情況下，工作內(nèi)容越多，越復(fù)雜，操作人員所承受的腦力負(fù)荷就越高。 （2）人的能力。在腦力勞動(dòng)中，個(gè)體之間的腦力勞動(dòng)能力存在差異，干同樣的王作，能力越大的人腦力負(fù)荷越低，能力越小的人腦力負(fù)荷越高,2013-2014學(xué)年,65,3）人的業(yè)績（績效）。腦力負(fù)荷的適當(dāng)與否對系統(tǒng)的績效、操作者的滿意感以及安全和健康均有很大的影響。許多研究發(fā)現(xiàn)，工

30、作績效與腦力負(fù)荷強(qiáng)度存在明顯的依賴關(guān)系，圖10-2為工作績效與腦力負(fù)荷強(qiáng)度的關(guān)系模型,低 腦力負(fù)荷 高,2013-2014學(xué)年,66,6.5 腦力負(fù)荷的測量方法,工作測量法 生理測量法 主觀評價(jià)法,2013-2014學(xué)年,67,1、工作測量法,主任務(wù)測量法 假設(shè)操作者在工作中同時(shí)要做兩個(gè)任務(wù)，但只將其主要精力放在其中一個(gè)任務(wù)上 。 常用的主任務(wù)測量法主要是對速度和準(zhǔn)確度的測量 。 主任務(wù)測量法通過測量操作人員執(zhí)行主任務(wù)的表現(xiàn)來反映主任務(wù)腦力負(fù)荷的輕重,工作測量法,以工作者在執(zhí)行工作時(shí)的表現(xiàn)作為腦力負(fù)荷的衡量指標(biāo)，反映了操作者在模擬或?qū)嶋H操作環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的能力,副任務(wù)測量法 副任務(wù)測量也可稱次

31、任務(wù)測量法。 采用這種方法的前提是：人是有限能力的單通道信息處理器 它通過測量人們完成副任務(wù)的表現(xiàn)間接反映主任務(wù)的腦力負(fù)荷大小。 它是反映操作人員做主任務(wù)時(shí)剩余能力的一個(gè)指標(biāo),2013-2014學(xué)年,68,一、主任務(wù)測量方法,人員在工作時(shí)的業(yè)績指標(biāo)來判斷這項(xiàng)工作給操作人員帶來的腦力負(fù)荷。主任務(wù)測量法可以分為兩大類，一類是單指標(biāo)測量法，一類是多指標(biāo)測量法,一）單指標(biāo)測量法 單指標(biāo)測量法就是用一個(gè)業(yè)績指標(biāo)來推斷腦力負(fù)荷。在使用單指標(biāo)測量法時(shí)，指標(biāo)選擇的好壞對腦力負(fù)荷的測量成功與否有著決定性的作用。 人們已進(jìn)行過許多用單項(xiàng)業(yè)績指標(biāo)來測量腦力負(fù)荷的研究，在這些研究中主要是用錯(cuò)誤或時(shí)間延遲作為業(yè)績指標(biāo),

32、2013-2014學(xué)年,69,二）多指標(biāo)測量法 用多個(gè)業(yè)績指標(biāo)來測量腦力負(fù)荷是希望通過多個(gè)指標(biāo)的比較和結(jié)合減小測量的誤差，另外可以通過多個(gè)指標(biāo)來找出腦力負(fù)荷產(chǎn)生的原因，這樣也可提高測量的精度,主任務(wù)測量法存在兩個(gè)問題。 其一，各種操作性質(zhì)不同，不可能提出一種廣泛適用的績效參數(shù)，因此各操作之間腦力負(fù)荷狀況無法比較。其二，根據(jù)資源理論，當(dāng)操作要求資源小于操作能力時(shí)，雖然工作負(fù)荷的增加會(huì)引起剩余資源的減少，但主任務(wù)績效由于得到充足資源的供應(yīng)并不出現(xiàn)下降，在這種情況下主任務(wù)績效對工作負(fù)荷的變化不敏感,2013-2014學(xué)年,70,二、輔助任務(wù)測量法,一)輔助任務(wù)測量法的原理 應(yīng)用輔助任務(wù)測量法時(shí)，操作

33、人員被要求同時(shí)做兩件工作,把主要精力放在主任務(wù)上。當(dāng)他有多余能力時(shí)，盡量做輔助任務(wù)。主任務(wù)的腦力負(fù)荷是通過輔助任務(wù)的表現(xiàn)進(jìn)行。主任務(wù)腦力負(fù)荷越大，剩余資源越少，操作者從事輔助任務(wù)能力就越弱。 用輔助任務(wù)法測量腦力負(fù)荷一般分兩步。第一步為測量單獨(dú)做輔助任務(wù)時(shí)的業(yè)績指標(biāo)；第二步則在做主任務(wù)的同時(shí)，在不影響主任務(wù)的情況下盡量做輔助任務(wù),2013-2014學(xué)年,71,二) 輔助任務(wù)的種類 輔助任務(wù)必須滿足幾個(gè)條件:第一，必須可以細(xì)分；第二，必須與主任務(wù)使用相同的資源；第三，必須對主任務(wù)沒有干擾或干擾很小。 下面是常用的輔助任務(wù)。 （1）選擇反應(yīng)。(2)追蹤。 (3)監(jiān)視。 (4)記憶。 (5)腦力計(jì)算

34、。 (6)復(fù)述。 (7)簡單反應(yīng),2013-2014學(xué)年,72,生理測量法就是通過測量操作者的某些生理指標(biāo)的變化來反映其腦力負(fù)荷水平的改變。 生理測量法的最大優(yōu)點(diǎn)是客觀性和實(shí)時(shí)性，并且不影響工作任務(wù)執(zhí)行的情況下進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。 常用的生理測量法有三類：心電活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)、眼活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)以及腦活動(dòng)相關(guān)指標(biāo),三、生理測量法,2013-2014學(xué)年,73,三、生理測量法,一）心率變異 正常情況下，人的心率是不規(guī)則的。 研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人承受腦力負(fù)荷時(shí)（采用每分鐘40個(gè)信號和70個(gè)信號兩種情況），兩種情況的心率平均值沒有很大的提高，但心率變異明顯下降，而且隨著負(fù)荷強(qiáng)度（所處理的信號數(shù)）增加，心率變異越來越小

35、，曲線趨于平直,2013-2014學(xué)年,74,心電活動(dòng)測量法 心電活動(dòng)測量法一般采用心電監(jiān)護(hù)儀、多導(dǎo)生理儀等儀器記錄心電圖，將信號放大后分析心電活動(dòng)變化，其中以心率及心率變異性與腦力負(fù)荷的關(guān)系研究較多,例如Wilson研究了飛行訓(xùn)練中工作負(fù)荷與多種生理指標(biāo)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)心率和心率變異性在不同的飛行階段變化非常顯著，腦力負(fù)荷加重時(shí)心率加快，而心率變異性則減少,2013-2014學(xué)年,75,二）眼電活動(dòng)測量法 研究腦力負(fù)荷和眼電活動(dòng)的關(guān)系時(shí)，一般通過眼動(dòng)儀等儀器記錄眼電圖信號，然后通過電腦將信號放大，分析不同腦力負(fù)荷下眨眼信號的變化,眨眼是人的一種正常的保護(hù)性生理反應(yīng)，人們在自然情況下也可發(fā)生眨眼現(xiàn)

36、象。但眨眼率可隨所執(zhí)行的任務(wù)而發(fā)生變化，提高任務(wù)要求可使眨眼率降低。 有研究表明隨工作任務(wù)難度的增加，相鄰兩次眨眼間隔時(shí)間延長，眨眼率會(huì)下降,2013-2014學(xué)年,76,腦事件相關(guān)電位測量法（Event-related Potential，ERP） 與腦的認(rèn)知活動(dòng)密切相關(guān)，是近年來比較新的腦力負(fù)荷評價(jià)指標(biāo)。 腦活動(dòng)特別是其中的晚發(fā)正波成份P300與認(rèn)知活動(dòng)關(guān)系最為密切，被認(rèn)為是腦認(rèn)知活動(dòng)的窗口，可反映任務(wù)的腦力負(fù)荷，其波幅可以反映誘發(fā)其產(chǎn)生的刺激任務(wù)的腦力資源的多少,三）腦電活動(dòng)測量法,2013-2014學(xué)年,77,腦地形圖（Electrical Brain Mapping，EBM）。 腦地

37、形圖是利用頭皮電極和微機(jī)技術(shù)研究腦誘發(fā)電位的時(shí)間和空間變化的一種方法。 由于作業(yè)的種類和難度的不同，頭部電活動(dòng)類型和腦誘發(fā)電位成分有明顯的差異，我們可以運(yùn)用這種差異研制功能性腦地圖集，并預(yù)示可以運(yùn)用這種地圖集確定各種認(rèn)知作業(yè)間的認(rèn)知功能的相似處和差異，進(jìn)而探討作業(yè)腦力負(fù)荷,三）腦電活動(dòng)測量法,2013-2014學(xué)年,78,生理測量法的局限： 1.生理測量法假定腦力負(fù)荷的變化會(huì)引起某些生理指標(biāo)的變化，但是其他許多與腦力負(fù)荷無關(guān)的因素也可能引起這些變化； 2.不同的工作占用不同的腦力資源，因而會(huì)產(chǎn)不同的生理反應(yīng)。一項(xiàng)生理指標(biāo)對某一類工作適用，對另一類工作則不適用,2013-2014學(xué)年,79,四、

38、主觀評價(jià)法,一）主觀評價(jià)法及其特點(diǎn) 是最流行也是最簡單的腦力負(fù)荷評價(jià)方法。該方法要求系統(tǒng)操作者陳述特定操作過程中的腦力負(fù)荷體驗(yàn)，或根據(jù)腦力負(fù)荷體驗(yàn)對操作活動(dòng)進(jìn)行難度順序的排列。特點(diǎn)： （1）主觀評價(jià)是腦力負(fù)荷評價(jià)中唯一的直接評價(jià)方法。 （2）主觀評價(jià)一般在事后進(jìn)行，不會(huì)對主操作產(chǎn)生干擾 。 （3）主觀評價(jià)一般使用統(tǒng)一的評定維度，不同情境的負(fù)荷評價(jià)結(jié)果可相互比較。 （4）使用簡單、省時(shí),2013-2014學(xué)年,80,二）主觀評價(jià)法分類 腦力負(fù)荷主觀評定技術(shù)有多種類型。最常見的有古柏一哈柏 (Cooper-Harper)評價(jià)法、主觀負(fù)荷評價(jià)法（SWAT量表）、NASATLX量表等,三）主觀評價(jià)法的

39、缺陷 （1）評價(jià)結(jié)果有偏差。 （2）評價(jià)結(jié)果容易混淆。 （3）方法應(yīng)用存在局限性。 （4）方法敏感性存在特異性,2013-2014學(xué)年,81,6.6 腦力負(fù)荷預(yù)測方法,時(shí)間壓力模型、波音公司的方法、時(shí)間占有率模型以及Aldrich的腦力負(fù)荷預(yù)測3種方法,一、Siegel和Wolf的時(shí)間壓力模型,Siegel和Wolf開發(fā)了一個(gè)以人為中心的人機(jī)計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)。在這個(gè)模擬系統(tǒng)中，人的負(fù)荷情況是影響人一機(jī)系統(tǒng)效益的最主要的因素。該方法將影響腦力負(fù)荷的各種因素的作用以“壓力”這個(gè)變量來表示。壓力可受到下面幾個(gè)因素影響,2013-2014學(xué)年,82,1）操作人員的工作速度。 (2)一起完成某項(xiàng)工作的合作

40、者工作不正常時(shí)，會(huì)使自己產(chǎn)生壓力； (3)首次執(zhí)行某項(xiàng)工作失敗后，不得不重復(fù)一次或幾次，在重復(fù)做這項(xiàng)工作時(shí)，操作人員也會(huì)產(chǎn)生壓力； (4)操作人員不得不等著機(jī)器做出反應(yīng),一、Siegel和Wolf的時(shí)間壓力模型,2013-2014學(xué)年,83,在開發(fā)這個(gè)計(jì)算機(jī)模型時(shí)，他們首先用工作分析的方法把工作任務(wù)分解成次級任務(wù)，給出各個(gè)次級任務(wù)之間的相互順序及影響關(guān)系，各個(gè)次級任務(wù)的重要性，執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)所需要的時(shí)間(隨機(jī)分布的時(shí)間)，完成每項(xiàng)次任務(wù)成功的概率，若第一次完不成這個(gè)次級任務(wù)后可采取的措施(重做或忽略)等。 通過工作分析，把這些情況都搞清楚，然后輸入到計(jì)算機(jī)中。把各個(gè)次級任務(wù)根據(jù)工作順序和概率連接

41、起來，給出不同的隨機(jī)數(shù)值，就可以模擬人的行為，計(jì)算機(jī)并可以自動(dòng)地把一些有用的信息記錄下來,2013-2014學(xué)年,84,在這個(gè)模擬中的一個(gè)最基本的假定是人對還剩有多少時(shí)間可以用來完成任務(wù)的判斷。這個(gè)判斷的結(jié)果就是時(shí)間壓力。時(shí)間壓力影響到操作人員的操作速度,Siegel和Wolf把時(shí)間壓力定義為完成任務(wù)所需要的時(shí)間與給定的完成任務(wù)時(shí)間之比，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這樣定義的時(shí)間壓力，對正常人時(shí)間壓力的臨界值在23左右，即當(dāng)完成任務(wù)所需要的時(shí)間超出給定時(shí)間一半以上以后，操作員的行為才受到破壞性干擾,時(shí)間壓力模型用于模擬飛機(jī)駕駛員在航空母艦上的著陸問題。 該模型也用來模擬其他類型的工作，如發(fā)射導(dǎo)彈、空中加油、

42、空中攔截等,2013-2014學(xué)年,85,二、波音公司的方法,從波音737開始，飛機(jī)上開始用電子計(jì)算機(jī)顯示和控制系統(tǒng)，評價(jià)飛行系統(tǒng)給人帶來的腦力負(fù)荷就成為一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問題。波音公司最后主要采用工作任務(wù)的時(shí)間分析來評價(jià)腦力負(fù)荷，這種方法與傳統(tǒng)的時(shí)間和動(dòng)作研究有些相似,波音公司的研究人員Hickey首先提出了用時(shí)間研究的方法分析人的業(yè)績的可能性問題,2013-2014學(xué)年,86,二、波音公司的方法,波音公司的研究人員Hickey首先提出了用時(shí)間研究的方法分析人的業(yè)績的可能性問題。 接著，Stern等人把這種方法擴(kuò)展到用操作人員的能力和剩余的能力來估算人的負(fù)荷比例。他們在做腦力負(fù)荷的估計(jì)時(shí)，也考慮

43、到同時(shí)執(zhí)行兩項(xiàng)以上的任務(wù)和體力方面的影響。他們隨意地把80%作為腦力負(fù)荷的上限，這樣使操作人員能有一點(diǎn)剩余的能力(時(shí)間)，這點(diǎn)能力也可以用來檢查自己的錯(cuò)誤等等。這種方法產(chǎn)生的結(jié)果比較令人滿意,2013-2014學(xué)年,87,圖10-3 某操作人員腦力負(fù)荷隨時(shí)間分布情況,在與上面的研究人員同時(shí)進(jìn)行的研究中，波音公司的 Smith提出用時(shí)間占有率作為負(fù)荷比例。 Smith在完善他的模型時(shí)，又考慮了認(rèn)知性的任務(wù),圖10-3是按這種方法計(jì)算出來的當(dāng)使用電子計(jì)算機(jī)之后，在執(zhí)行10多分鐘的任務(wù)時(shí)某操作人員的腦力負(fù)荷隨時(shí)間的分布,2013-2014學(xué)年,88,圖中的實(shí)線代表平均負(fù)荷，而虛線則代表腦力負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)

44、(臨界值)。從圖中可以看出，操作人員在這段時(shí)間內(nèi)的腦力負(fù)荷在20%100%之間變動(dòng)，這段時(shí)間內(nèi)的平均負(fù)荷為60%，有13次腦力負(fù)荷超過了圖中虛線，但每次超過的時(shí)間都非常短。 通過計(jì)算機(jī)的幫助，還可以知道這13次腦力負(fù)荷超過標(biāo)準(zhǔn)的原因，以及計(jì)算出人的各個(gè)部位的負(fù)荷情況,2013-2014學(xué)年,89,三、Aldrich的腦力負(fù)荷預(yù)測方法,Aldrich的腦力負(fù)荷預(yù)測法分為如下階段。 （1）工作分析階段。 （2）估計(jì)每項(xiàng)任務(wù)所需時(shí)間。 （3）確定人的各部位被占用情況,Aldrich模型也存在一定的問題，該模型還沒有接受實(shí)踐檢驗(yàn)，系統(tǒng)的負(fù)荷值為專家的主觀值，在一定程度上影響了結(jié)果的客觀性，另外，負(fù)荷的計(jì)算是各子系統(tǒng)負(fù)荷系數(shù)的簡單相加，確定為腦力負(fù)荷過度的判斷標(biāo)準(zhǔn)還缺乏科學(xué)的根據(jù),2013-2014學(xué)年,90,6.7 應(yīng)激,一、應(yīng)激及其產(chǎn)生原因,1應(yīng)激的含義 當(dāng)操作者面臨超出適應(yīng)能力范圍的工作負(fù)荷時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“應(yīng)激”現(xiàn)象。普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，