人的作業(yè)特征...ppt

1、1,人機(jī)工程學(xué),主講：黃輝宇 博士 Email：,東莞理工學(xué)院教學(xué)課件,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,2,補(bǔ)充：人的作業(yè)特征,主要內(nèi)容,4 作業(yè)疲勞與測(cè)定,2 人的體力工作負(fù)荷,3 勞動(dòng)強(qiáng)度與分級(jí),1 作業(yè)姿勢(shì)與動(dòng)作設(shè)計(jì),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,3,1.1 作業(yè)姿勢(shì)與人體機(jī)能 1.1.1 作業(yè)姿勢(shì)與人體機(jī)能的關(guān)系 1）與視覺的關(guān)系； 2）與循環(huán)的關(guān)系； 3）與手、上下肢、上半身等運(yùn)動(dòng)關(guān)系； 4）與身

2、體重心的關(guān)系，見下圖。,1 作業(yè)姿勢(shì)與動(dòng)作設(shè)計(jì),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,4,1.1.2 人的肢體活動(dòng)范圍(1),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,5,1.1.2 人的肢體活動(dòng)范圍(2),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,6,圖1表示把左手和右手伸開能工作的最大范圍（最大作業(yè)區(qū)）、超過上述范圍就必須使肩運(yùn)動(dòng)；虛線部

3、分表示以彎曲的肘為支店，能用兩手作業(yè)的范圍（正常作業(yè)區(qū)）。 圖2中在陰影表示的范圍內(nèi)，能比較容易地抓住小的目的物。 圖3中在陰影表示的范圍內(nèi)，在眼睛不左右轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，兩手容易同時(shí)活動(dòng)。 圖4表示在垂直方向手能伸出的最大范圍（最大作業(yè)區(qū)）以及用肘作支點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)的范圍（正常作業(yè)區(qū))。,返回,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,7,1.1.3 人體的不同姿勢(shì)的能耗(1),a)仰臥100，b)坐姿103105，c)立姿108110，d)跪姿130140，e)彎腰150160,Prepared by PhD Hu

4、ang Huiyu, Dongguan University of Technology,8,1.1.3 人體的不同姿勢(shì)的能耗(2),單位： kcal/min,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,9,1.2 作業(yè)姿勢(shì)的設(shè)計(jì)原則 1.2.1 動(dòng)作經(jīng)濟(jì)與效率法則 該原則以最少的勞力達(dá)到最大的工作效果,其原為吉爾布雷斯(Gibreth)最先提出,后經(jīng)許多學(xué)者研究整理增刪.其中最有成效的首推巴恩斯(Ralph M.Barnes).他將動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則歸納為3大類共22條： 1利用人體的原則（共9條） 2布置工作地點(diǎn)的

5、原則（共8條） 3設(shè)計(jì)工具和設(shè)備的原則（共5條）,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,10,一、利用人體的原則 原則1: 兩手同時(shí)開始及完成動(dòng)作 原則2: 除休息時(shí)間外,兩手不應(yīng)同時(shí)空閑 原則3: 雙臂的動(dòng)作應(yīng)對(duì)稱，方向應(yīng)相反，并同時(shí)進(jìn)行 原則4: 盡可能以最低等級(jí)級(jí)動(dòng)作工作 說明: 欲使動(dòng)作迅速而輕易，唯有從縮短動(dòng)作距離，以及減少動(dòng)作所耗體力上著手。欲達(dá)到此目的，其實(shí)際對(duì)策則為選取級(jí)次最低的動(dòng)作，使動(dòng)作范圍縮小，并使物料及工具盡可能靠近手的動(dòng)作范圍內(nèi)。工作時(shí)，人體的動(dòng)作可分為下列五級(jí)：,Prepared

6、 by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,11,原則5: 應(yīng)當(dāng)利用力矩協(xié)助操作，但如需用肌力制止時(shí),則應(yīng)將其減至最小度。 原則6: 連續(xù)曲線運(yùn)動(dòng)較方向突變直線運(yùn)動(dòng)為佳。 原則7: 拋物線運(yùn)動(dòng)較輕快。 原則8: 動(dòng)作宜輕松有節(jié)奏。 原則9: 作業(yè)時(shí)眼睛的活動(dòng)應(yīng)處于舒適的視覺范圍內(nèi)，避免經(jīng)常改變視距。 二、布置工作地點(diǎn)的原則 原則10: 提供適當(dāng)?shù)恼彰?應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)備,使視覺滿意舒適（1必須有合適其工作的充足光度；2.必須有合適顏色的光線,且應(yīng)避免閃光. 3.必須有合適的投射方向)。 原則11: 工作臺(tái)椅高度適當(dāng)舒適。 原則1

7、2: 所有工具物料預(yù)放在固定位置。 原則13：工具物料應(yīng)盡可能靠近操作者。 原則14：應(yīng)利用重力進(jìn)給、料箱和容器傳送物料，并盡可能送到靠近使用的地方。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,12,原則15：工具和物料應(yīng)按最佳動(dòng)作順序排列布置。 原則16：應(yīng)盡量利用下滑運(yùn)動(dòng)傳送物料，并盡可能送到靠近使用的地方。 原則17：工作地點(diǎn)的環(huán)境色應(yīng)與工作對(duì)象的顏色有一定對(duì)比，以減少眼睛的疲勞。 (補(bǔ)充：減少動(dòng)作限制原則） 三、設(shè)計(jì)工具和設(shè)備的原則 原則18: 盡量以足踏/夾具替代手的工作。 原則19：盡可能將二種工具

8、合并。 原則20: 依手指負(fù)荷能力分配工作。 原則21: 手柄接觸面盡可能加大。 原則22: 操作桿應(yīng)盡可能少變更姿勢(shì)。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,13,動(dòng)作經(jīng)濟(jì)4原則 減少動(dòng)作次數(shù) 謀求同時(shí)動(dòng)作 縮短動(dòng)作距離 使動(dòng)作輕松簡單 動(dòng)作經(jīng)濟(jì)3要素 動(dòng)作方法 作業(yè)場所 夾具、機(jī)器,*動(dòng)作經(jīng)濟(jì)實(shí)戰(zhàn)注意事項(xiàng) 要以確保品質(zhì)為大前提。 站在作業(yè)者的立場。 只有在工序、作業(yè)本身的問題得以改善后，考慮動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則才有意義。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan Univers

9、ity of Technology,14,經(jīng)濟(jì)動(dòng)作原則和動(dòng)作要素之間的關(guān)系,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,15,1.2.2 動(dòng)作重構(gòu)原則 取消 合并 例：日期章的合并 很多產(chǎn)品在外包裝上要印上生產(chǎn)日期，一些沒有日期噴碼設(shè)備的工廠會(huì)刻出0-9十個(gè)數(shù)字印章，使用手工在外包裝上蓋印。這樣，不但動(dòng)作繁多，而且出錯(cuò)的概念也很高，要求作業(yè)人員注意力要高度集中，每印一個(gè)數(shù)字都必須思考、選擇。如果把印章合并在一起，動(dòng)作就可以一次完成，而且每天只要調(diào)整一次日期，出錯(cuò)概率大降低。 重排 簡化,Prepared by P

10、hD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,16,應(yīng)用改善實(shí)例,觀看短片 討論,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,17,1.2.3 作業(yè)姿勢(shì)設(shè)計(jì)的輔助手段 1.2.3.1 設(shè)計(jì)用人體模板 見圖7-12，圖7-13，圖7-14。 1.2.3.2 設(shè)計(jì)用人體仿真軟件 見圖7-15，圖7-16。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,18,圖7-12坐姿人體模板側(cè)視圖

11、,返回,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,19,圖7-13 水中健身的舒適姿勢(shì),返回,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,20,圖7-14人體模板用于轎車駕駛舒適姿勢(shì)設(shè)計(jì)實(shí)例,返回,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,21,圖7-15計(jì)算機(jī)工作臺(tái)和操作者工作姿勢(shì)示意圖,返回,Prepared by PhD Huang Huiy

12、u, Dongguan University of Technology,22,圖7-16由CREWCHEF系統(tǒng)建立的女性操作者作業(yè)姿勢(shì),返回,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,23,螺栓組件裝配工作地布置（舊） 1橡膠墊圈；2鋼制墊圈；3彈簧墊圈 4螺栓；5螺栓組件；6操作者位置,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,24,返回,螺栓組件裝配工作地布置（新） 1，7橡膠墊圈；2，6鋼制墊圈；3，5彈簧墊圈；4螺栓；

13、8螺栓組件；9操作者位置,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,25,A1,B1,A6,A5,A4,A3,A2,C5,B5,C4,B4,C3,C2,B3,B2,C1,D,C6,B6,E,原方法檢驗(yàn)銅線操作路線圖 A15噸拉線機(jī)；B成品卷筒架； C已檢卷筒架；D部門廢品筒；E檢驗(yàn)臺(tái),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,26,返回,A1,B1,A6,A5,A4,A3,A2,C5,B5,C4,B4,C3,C2,B3,B2,C

14、1,C6,B6,E,原方法檢驗(yàn)銅線操作路線圖 A15噸拉線機(jī)；B成品卷筒架； C已檢卷筒架；D部門廢品筒；E檢驗(yàn)臺(tái),D,E,D,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,27,在工作現(xiàn)場應(yīng)盡量創(chuàng)造條件使作業(yè)者的動(dòng)作沒有限制，這樣在作業(yè)時(shí)，心理才會(huì)處于較為放松的狀態(tài)。 比如，當(dāng)工作臺(tái)上擺放零件的容器容易傾倒，作業(yè)者在取零件時(shí)動(dòng)作的輕重必須特別注意，則取零件的動(dòng)作效率必大受影響。此時(shí)，改變?nèi)萜髦匦?、支撐面、擺放位置等進(jìn)行改善。圖7-X。 例：涂漆限制的消除 要在產(chǎn)品的劃線區(qū)域內(nèi)涂漆，超出區(qū)域范圍不可涂漆，否則會(huì)成為

15、不良品。如果單純要求作業(yè)人員在工作中盡量小心，則動(dòng)作一定變慢，而效果也未必會(huì)令人滿意。若能把劃線區(qū)域周邊用模板遮住，待涂漆完成后再揭去模板，這樣，作業(yè)人員在作業(yè)過程中不必?fù)?dān)心超出范圍，動(dòng)作速度一定會(huì)大幅提高，而且涂漆造成的不良品也會(huì)大大減少。,返回,減少動(dòng)作限制的原則,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,28,圖7-X,返回,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,29,動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則追求的就是以最少的動(dòng)作投入，獲取最大的

16、動(dòng)作效果，如果能利用慣性、重力、彈力等進(jìn)行動(dòng)作，自然會(huì)減少動(dòng)作投入，提高動(dòng)作效率了。 例：搬運(yùn)滑道 要把二樓倉庫內(nèi)的成品搬運(yùn)裝車，如果從樓梯使用人工搬運(yùn)，則費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且效率低下。如果使用電梯搬運(yùn)，則可能路線迂回，而且投入較大。若能設(shè)計(jì)一搬運(yùn)滑道，利用重力使成品從二樓直接滑到車上，另一個(gè)人在車上進(jìn)行整理，效率必可大為提高。,返回,利用慣性的原則,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,30,2、人的體力工作負(fù)荷,2.1 體力勞動(dòng)過程中人體能量消耗機(jī)理 人體能量的產(chǎn)生機(jī)理,Prepared by PhD Huan

17、g Huiyu, Dongguan University of Technology,31,2、人的體力工作負(fù)荷,人體能量的產(chǎn)生機(jī)理 體力勞動(dòng)時(shí)，骨骼肌的直接能量來源是肌細(xì)胞中的儲(chǔ)能元三磷酸腺苷（ATP）。 ATPH2OADPPi29.3kJ/mol ATP水解過程所釋放的能量是骨骼肌收縮所需能量的來源。ATP釋放能量供肌肉收縮的時(shí)間僅為13秒，由于肌細(xì)胞中的ATP儲(chǔ)量有限，因此人體在能量釋放過程中必須及時(shí)補(bǔ)充ATP。補(bǔ)充ATP的過程稱為產(chǎn)能。產(chǎn)能一般通過下述三種途徑來實(shí)現(xiàn)： 1、磷酸原供能系統(tǒng)（ATPCP供能系統(tǒng)） ADP+CP ATP+Cr,由于CP在人體內(nèi)的儲(chǔ)量有限，產(chǎn)生的能量只能供肌肉

18、進(jìn)行大強(qiáng)度作業(yè)時(shí)維持68s,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,32,2、人的體力工作負(fù)荷,2、糖酵解供能系統(tǒng)（乳酸供能系統(tǒng)） 葡萄糖（糖元） ATP+乳酸 一般大強(qiáng)度作業(yè)68s時(shí)，糖酵解供能系統(tǒng)被激活，在3060s時(shí)糖酵解速度最大，糖酵解供能系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量可供肌肉收縮13分鐘左右的時(shí)間，例如800m以下的全力跑、短距離沖刺都是通過這種方式供能。 3、有氧代謝供能系統(tǒng)（需氧供能系統(tǒng)） 葡萄糖或脂肪氧 ATP,糖酵解,氧化磷酸化,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan

19、University of Technology,33,2、人的體力工作負(fù)荷,作業(yè)時(shí)人體的耗氧動(dòng)態(tài) 能量產(chǎn)生和消耗可通過人體消耗的氧量反映出來。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，需要氧量就越多。 1、氧債及其補(bǔ)償 氧需是指單位時(shí)間所需的氧量。氧需和供氧量之差稱為氧債。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,34,2、人的體力工作負(fù)荷,2、靜態(tài)作業(yè)的能耗 當(dāng)人的軀體和肢體維持某種姿勢(shì)或體位，并運(yùn)用肌張力將負(fù)荷支撐在某一位置時(shí)，肌纖維長度不變，這種肌肉收縮稱為等長收縮。肌肉以等長性收縮為主的

20、作業(yè)稱為靜態(tài)作業(yè)。 靜態(tài)作業(yè)在作業(yè)中所占的比重與作業(yè)姿勢(shì)和熟練程度有關(guān)。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,35,2、人的體力工作負(fù)荷,2.2 體力工作負(fù)荷及其評(píng)定 體力工作負(fù)荷概述 人從事各種活動(dòng)時(shí)，一般要承受一定的體力工作量，人體單位時(shí)間內(nèi)承受的工作量可以用體力工作負(fù)荷描述。工作量越大，人體承受的體力工作負(fù)荷強(qiáng)度則越大。 體力工作負(fù)荷的評(píng)定 對(duì)工作負(fù)荷進(jìn)行評(píng)定，既可以保證工作質(zhì)量，又可以防止操作者超負(fù)荷工作，是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 評(píng)定方法： 生理變化測(cè)定 生化變量測(cè)定 主觀感覺測(cè)定,Pr

21、epared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,36,2、人的體力工作負(fù)荷,2.3 體力勞動(dòng)的能量消耗 體內(nèi)能量的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和消耗叫能量代謝。能量代謝按機(jī)體所處的狀態(tài)可以分為四種，即基礎(chǔ)代謝、安靜代謝、活動(dòng)代謝和能量代謝。 基礎(chǔ)代謝 人體能量代謝的速率，隨人所處的條件的不同而不同。為了便于比較，生理學(xué)上規(guī)定了人在清醒、靜臥、空腹（食后10h以上）、室溫20左右時(shí)的條件為基礎(chǔ)條件。人在基礎(chǔ)條件下的能量代謝稱為基礎(chǔ)代謝。單位時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝量稱為基礎(chǔ)代謝量。 基礎(chǔ)代謝量反映單位時(shí)間內(nèi)人體維持最基本的生命活動(dòng)所消耗的最低限度的

22、能量。 為了表示方便，將單位時(shí)間、單位面積的耗能記為代謝率，其單位是：kJ/（ h）?；A(chǔ)代謝率的符號(hào)記為B。 測(cè)定結(jié)果表明：基礎(chǔ)代謝率隨年齡、性別等生理?xiàng)l件的不同而不同。通常男性的基礎(chǔ)代謝率高于同齡女性，幼年高于成年，年齡越大，代謝率越低。我國正常人基礎(chǔ)代謝率的平均值如下表所示。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,37,2、人的體力工作負(fù)荷,基礎(chǔ)代謝量計(jì)算公式為： 基礎(chǔ)代謝量=BAt 式中：B基礎(chǔ)代謝率平均值， kJ/（ h）； A人體表面積， ； t持續(xù)時(shí)間，h。 我國人體表面積公式為： A0.00

23、61H0.0128W0.1529 式中：A人體表面積， ； H身高，cm； W體重，kg。,我國正常人的基礎(chǔ)代謝率平均值 單位： kJ/（ h）,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,38,1、人的體力工作負(fù)荷,安靜代謝 安靜代謝是指作業(yè)或勞動(dòng)之前，僅僅為了保持身體各部位的平衡及某種姿勢(shì)條件下的能量代謝。 安靜代謝量包括基礎(chǔ)代謝量和僅僅為了維持體位平衡及某種姿勢(shì)所增加的代謝量。 測(cè)量安靜代謝量時(shí)，一般是在作業(yè)前或作業(yè)后，被測(cè)者安靜地坐在椅子上進(jìn)行，要求被測(cè)者的呼吸、心率等維持在正常水平。 通常以常溫下基礎(chǔ)代

24、謝率的120作為安靜代謝率，并記為R，R1.2B。 安靜代謝量計(jì)算公式為： 安靜代謝量 = RAt = 1.2BAt,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,39,2、人的體力工作負(fù)荷,能量代謝量 能量代謝量是指人體進(jìn)行作業(yè)或運(yùn)動(dòng)時(shí)所消耗的總能量。 能量代謝量包括基礎(chǔ)代謝量、維持體位增加的代謝量和作業(yè)時(shí)增加的代謝量三部分，也可表示為安靜代謝量與作業(yè)增加的代謝量之和。 能量代謝率記為M，則能量代謝量計(jì)算公式為： 能量代謝量 = MAt 相對(duì)代謝率 體力勞動(dòng)強(qiáng)度不同，則消耗的能量也不同。由于勞動(dòng)者性別、年齡、體力

25、、體質(zhì)的差異，即使從事同樣強(qiáng)度的體力勞動(dòng)，不同勞動(dòng)者的能量代謝也不相同。為了消除作業(yè)者個(gè)體差異，常用相對(duì)代謝率RMR（Relative Metabolic Rate）來衡量勞動(dòng)強(qiáng)度。 相對(duì)代謝率的計(jì)算公式為：,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,40,2、人的體力工作負(fù)荷,例題 某男子身高170cm，體重70kg，基礎(chǔ)代謝率的平均值約為158.7 kJ/（ h），連續(xù)作業(yè)70min。當(dāng)RMR4時(shí)，試問能量消耗量是多少kJ？作業(yè)時(shí)增加的代謝量是多少kJ？ 解：人體表面積A=0.00611700.012870

26、0.1529=1.7801 能量消耗量為：MAt =（RMR1.2）B1.780170/60 = 5.2158.71.780170/601713.6kJ 作業(yè)時(shí)增加的消耗量為：MAtRAt（RMR）BAt 4158.71.780170/60 1318.8kJ 故該男子連續(xù)作業(yè)70分鐘的能量消耗量是1713.6kJ。作業(yè)時(shí)增加的代謝量是1318.8kJ。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,41,2、人的體力工作負(fù)荷,能量代謝量的測(cè)定 能量代謝量的測(cè)定方法有直接法和間接法。直接法是通過熱量計(jì)測(cè)定在絕熱室內(nèi)流

27、過人體周圍冷卻水升溫情況，換算成代謝率；間接法是通過測(cè)定人體消耗的氧量，再乘以氧熱價(jià)求出能量代謝率。在同樣條件、同樣勞動(dòng)強(qiáng)度下，不同的人勞動(dòng)代謝量雖然不同，但相對(duì)代謝率是基本相同的。下表為正常速率下幾種典型作業(yè)的RMR實(shí)測(cè)值。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,42,2、人的體力工作負(fù)荷,能量代謝量的測(cè)定,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,43,3、勞動(dòng)強(qiáng)度與分級(jí),勞動(dòng)強(qiáng)度 勞動(dòng)強(qiáng)度是指作業(yè)者在生產(chǎn)過程中體力消耗

28、及緊張程度，勞動(dòng)強(qiáng)度不同，單位時(shí)間人體消耗的能量也不同。一般最緊張的腦力勞動(dòng)的能量消耗不超過基礎(chǔ)代謝的10，而體力勞動(dòng)的能量消耗可高達(dá)基礎(chǔ)代謝的1025倍。因此，國內(nèi)外目前以相對(duì)代謝率（RMR）和能量消耗量、勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)作為指標(biāo)指定的勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)，僅適用于體力勞動(dòng)為主的作業(yè)。 國際上勞動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)劃分,國際勞工局的勞動(dòng)強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（1983）,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,44,3、勞動(dòng)強(qiáng)度與分級(jí),日本能率協(xié)會(huì)勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),Prepared by PhD Huang Huiyu, Don

29、gguan University of Technology,45,3、勞動(dòng)強(qiáng)度與分級(jí),我國勞動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)劃分 1984年，我國頒布了按勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)分級(jí)的體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。1997年7月7日，國家技術(shù)監(jiān)督局重新修訂了該標(biāo)準(zhǔn)（GB38691997）。 表中勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算公式如下： I10TMSW 式中：I體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)； T勞動(dòng)時(shí)間率（凈作業(yè)時(shí)間比率），； M8h工作日平均能量代謝率， kJ/（ h）； S性別指數(shù)，男性為1，女性為1.3； W體力勞動(dòng)方式系數(shù)，搬為1，抗為0.4，推/拉為0.05； 10計(jì)算常數(shù)。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan

30、 University of Technology,46,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,4.1 作業(yè)疲勞概述 疲勞是指作業(yè)過程中，作業(yè)者的作業(yè)能力出現(xiàn)明顯下降，或者作業(yè)者由于生理或心理狀態(tài)的變化，厭倦而不愿意繼續(xù)工作的一種狀態(tài)。 疲勞現(xiàn)象表明不能再繼續(xù)進(jìn)行該項(xiàng)作業(yè)活動(dòng)，它是人體活動(dòng)過程中發(fā)生的正常生理反應(yīng)，是一種自然性的保護(hù)性反應(yīng)，對(duì)防止機(jī)體產(chǎn)生過度疲勞起到警告性作用。 疲勞感是人對(duì)于疲勞的主觀體驗(yàn)，而作業(yè)效率下降是疲勞的客觀反應(yīng)。無論腦力勞動(dòng)、體力作業(yè)、技能作業(yè)，還是人機(jī)系統(tǒng)中人的效能和健康都因疲勞而受到影響。 疲勞后的身體可通過適當(dāng)休息得到恢復(fù)，合理地安排工作和休息時(shí)間以及設(shè)計(jì)良好的工作環(huán)境有助于減

31、輕、緩解或消除疲勞。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,47,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,疲勞的類型 1、生理疲勞 （1）根據(jù)人體產(chǎn)生疲勞的部位不同，生理疲勞可分為體力疲勞（肌肉疲勞）、腦力疲勞和技術(shù)性疲勞。 （2）根據(jù)引起疲勞的原因和狀態(tài)不同，生理疲勞又可分為急性疲勞、慢性疲勞、姿勢(shì)疲勞、缺氧疲勞、病理性疲勞等多種類型。 2、心理疲勞（精神疲勞） 在日常的工作、生活中，雖然勞動(dòng)強(qiáng)度不大，但由于神經(jīng)系統(tǒng)過于緊張或長時(shí)間從事單調(diào)、厭倦的工作而使操作者表現(xiàn)出較強(qiáng)的疲勞癥狀，如感覺體力不支、注意力不集中、反應(yīng)遲緩、情

32、緒低落，心煩意亂，并往往伴隨著工作效率低下、錯(cuò)誤率上升等現(xiàn)象。,由于長期營養(yǎng)不足或氧氣供應(yīng)不足所造成的疲勞。這種疲勞表現(xiàn)為乏力無勁，有的會(huì)造成疾病。如睡眠過久（久臥傷身）,指由疾病造成的疲勞，如感冒發(fā)燒、或肝炎病人在發(fā)病期和恢復(fù)期，都會(huì)感到四肢酸痛，渾身無力。,費(fèi)墨：“的確有些審美疲勞！”,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,48,肌肉疲勞 生理學(xué)實(shí)驗(yàn) （見下圖） 肌肉疲勞的生化改變,離體蛙腿肌肉的疲勞表現(xiàn) 新鮮肌肉的收縮和松弛； 同一塊肌肉，中等刺激后； 同一塊肌肉，強(qiáng)刺激后； 同一塊肌肉很強(qiáng)刺激后,P

33、repared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,49,肌肉疲勞的電生理現(xiàn)象 許多研究資料指出，反復(fù)收縮的隨意肌在衰竭后，仍可能對(duì)通過皮膚的電刺激作出應(yīng)答，表明肌肉疲勞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種現(xiàn)象，而不單是肌肉本身的現(xiàn)象。 肌肉疲勞的肌電圖 一些生理學(xué)家推測(cè)，在疲勞早期階段，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)可有代償?shù)卦黾?。?dāng)肌肉被反復(fù)刺激處于疲勞時(shí)，若肌肉收縮仍維持在同樣水平，則必需有更多的肌肉纖維被刺激而進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)，故在肌肉收縮不變的情況下，隨著疲勞程度的增加，肌電圖所見的電活動(dòng)亦必然增加。 這就說明，在工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)肌肉疲勞時(shí)，

34、若需維持原有的工作效能，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)勢(shì)必要加強(qiáng)。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,50,肌肉疲勞學(xué)說 化學(xué)學(xué)說 中樞神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)說 目前，這兩種學(xué)說對(duì)肌肉疲勞的本質(zhì)都不能作出完滿的解釋。可以這樣說：中樞神經(jīng)系統(tǒng)現(xiàn)象和肌肉的化學(xué)過程必然和肌肉疲勞有一定關(guān)系，而且中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)與疲勞有關(guān)的各種化學(xué)過程必將起主導(dǎo)作用。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,51,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,現(xiàn)代工業(yè)中的幾種作業(yè)疲勞 1、高度

35、視力緊張作業(yè)的疲勞 2、高度精神緊張作業(yè)的疲勞 3、交通疲勞 疲勞的原因 勞動(dòng)過程中，人承受肉體或精神上的負(fù)荷，受此影響產(chǎn)生負(fù)擔(dān)，并隨著時(shí)間的推移不斷積累而引發(fā)疲勞。導(dǎo)致疲勞的因素是多方面的，主要有以下兩個(gè)方面。 1）工作條件。指一切對(duì)人的勞動(dòng)過程產(chǎn)生影響的工作環(huán)境。如勞動(dòng)制度和生產(chǎn)組織不合理；機(jī)器設(shè)備及工具設(shè)計(jì)不良；作業(yè)類別的影響；工作環(huán)境很差；作業(yè)持續(xù)時(shí)間等； 2）作業(yè)者自身的因素。是指熟練程度、操作技巧、身體素質(zhì)及對(duì)工作的適應(yīng)性，營養(yǎng)、年齡、休息、生活條件以及勞動(dòng)情緒等。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Techno

36、logy,52,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,疲勞積累的“容器”模型,身體素質(zhì) 營養(yǎng)、睡眠等,環(huán)境條件,休息（排放開關(guān)）,工作節(jié)奏,作業(yè)強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,53,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,疲勞的一般規(guī)律 休息可以恢復(fù)體力 疲勞累積效應(yīng) 疲勞程度與生理周期有關(guān) 人對(duì)疲勞有一定的適應(yīng)能力 環(huán)境因素直接影響疲勞的產(chǎn)生、加重和減輕 疲勞的滯后性與超前性 疲勞的暗示性,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,54,

37、4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,疲勞的測(cè)定,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,55,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,疲勞的測(cè)定 工作績效測(cè)定法 生化測(cè)定法 主觀評(píng)定法 閃光融合頻率測(cè)定 皮膚敏感距離法（兩點(diǎn)閾法） 膝跳反射閾限法 智能測(cè)驗(yàn) 1反應(yīng)時(shí) 2輕敲測(cè)驗(yàn)和在方格內(nèi)打點(diǎn)的測(cè)驗(yàn),3握力和肌耐力 4技能測(cè)驗(yàn) 5模擬條件下駕車試驗(yàn) 6快速智力測(cè)驗(yàn) 精神測(cè)驗(yàn) 1簡單的算術(shù)加法 2勾消試驗(yàn) 3跟蹤試驗(yàn) 4估計(jì)試驗(yàn) 5記憶測(cè)驗(yàn) 6聯(lián)想測(cè)驗(yàn),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University

38、 of Technology,56,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,降低作業(yè)疲勞的途徑,改善工作條件 采用經(jīng)濟(jì)作業(yè)速度。 經(jīng)濟(jì)作業(yè)速度是指進(jìn)行某項(xiàng)作業(yè)能耗最小的作業(yè)速度。按此速度操作，既經(jīng)濟(jì)合理又不易產(chǎn)生疲勞，持續(xù)作業(yè)時(shí)間長。下表為不同速度下負(fù)重步行百米的耗氧量。 可見，步行速度為60m/min的能耗最小，及經(jīng)濟(jì)速度。 案例：通用汽車公司汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,57,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,降低作業(yè)疲勞的途徑,采用合適的作業(yè)姿勢(shì)和體位 任何一種作業(yè)都應(yīng)選擇適宜的姿勢(shì)和體位，用以維持身體的平

39、衡與穩(wěn)定，避免把體力浪費(fèi)在身體內(nèi)耗和不合理的動(dòng)作上。 （1）避免不良體位。 （2）盡量避免和減少靜態(tài)作業(yè)。 （3）盡量采用適宜的負(fù)荷方式。負(fù)荷方式不同，能量消耗也不同。 （4）盡量保持眼睛平視 （5）根據(jù)作業(yè)特定正確選擇坐位和立位姿勢(shì),Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,58,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,降低作業(yè)疲勞的途徑,降低動(dòng)作等級(jí)原則 改進(jìn)裝備與工具 改善工作環(huán)境。改善照明、色彩、噪聲、振動(dòng)、微氣候、粉塵、有害氣體等工作環(huán)境，可明顯減輕作業(yè)者的身心負(fù)擔(dān)、減輕人的作業(yè)疲勞，提高作業(yè)能和工作效率。,Prepar

40、ed by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,59,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,降低作業(yè)疲勞的途徑,合理安排休息時(shí)間與方式 （英國案例56/69.5）表明工作和休息時(shí)間是不能隨意安排的。如何科學(xué)合理地安排工作與休息時(shí)間，將涉及解決三個(gè)方面的問題：一是確定休息時(shí)間的長短；二是確定休息的頻率；三是確定應(yīng)該在什么時(shí)候休息。 合理確定休息時(shí)間 （德國學(xué)者E.A.米勒方法） E. A. 米勒通過調(diào)查分析后指出：一般人可以連續(xù)勞動(dòng)480min，中間不休息的最大能量消耗界限是16.75kJ/min。如果作業(yè)時(shí)的能量消耗超出此界限，作業(yè)者必須動(dòng)用機(jī)體

41、的能量儲(chǔ)備，作業(yè)后必須通過休息以補(bǔ)充能量儲(chǔ)備。米勒假定人的標(biāo)準(zhǔn)能量儲(chǔ)備為100.47kJ，若要避免疲勞積累，則工作時(shí)間加上休息時(shí)間的平均能量消耗不能超出16.75kJ/min。因此，也稱16.75kJ/min的能量消耗為耐力水平。,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,60,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,降低作業(yè)疲勞的途徑,設(shè)作業(yè)時(shí)的能量消耗為M，工作日總工時(shí)為T，實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間為TL，休息時(shí)間為TX。則： T= TL+ TX 休息率： Tr= TX /TL 實(shí)際勞動(dòng)率： Tw= TL/T 因?yàn)?，?shí)際勞動(dòng)時(shí)間是儲(chǔ)備能量100.47kJ被耗盡的時(shí)間，所以： TL=100.47/（M-16.75） 由于要求總的能量消耗滿足平均能量消耗不超過16.75kJ/min。所以有如下等式： TLM+TXR=（TL+TX）16.75 從而可以得到：,Prepared by PhD Huang Huiyu, Dongguan University of Technology,61,4、作業(yè)疲勞與測(cè)定,降低作業(yè)疲勞的途徑