功效學(xué)及人因工程

1、重慶大學(xué)機械工程學(xué)院工業(yè)工程系2002年6月 Welcome tol作業(yè)時是否有充分的空間以取得滿意的操作姿勢？l控制器具是否設(shè)置的手容易到達的范圍并能方便的操作？l作業(yè)操作時是否得到充分的信息指示而不會誤操作？l雙手作業(yè)時負荷是否平衡、動作數(shù)量是否過多、操作是否輕松？l照明是否適宜、對可能的環(huán)境危害是否防護措施？l一天的工作量安排是否恰當(dāng)、下班后感到疲勞嗎？l作業(yè)內(nèi)容是否單調(diào)、要求持續(xù)緊張的工作嗎？l對可能發(fā)生的故障或事故有足夠的預(yù)防措施嗎？ 研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素；研究人和機器及環(huán)境的相互作用條件下，在工作中、家庭生活中和休假時，怎樣統(tǒng)一考慮工作效率，人

2、的健康，安全和舒適等達到最優(yōu)化的問題。 運用人體測量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)等研究方法和手段，綜合進行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理等問題的研究，用以設(shè)計使操作者能發(fā)揮最大效能的機械、儀器和控制裝置、并研究控制臺上各個儀表的最適位置。l 研究各種產(chǎn)品（包括各種工具、機器、交通工具、家庭用具、生活服務(wù)設(shè)施等）所應(yīng)遵循的工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。l 研究人和機器的合理分工及相互適應(yīng)的問題。l 研究人與被控對象之間的信息交換過程，以及人如何進行信息加工直至采取決定的過程，探求人在各種工作環(huán)境中工作成效問題。l 研究人對環(huán)境機制的生理心理反應(yīng)，確定合理調(diào)節(jié)和控制物理環(huán)境的手段，為人創(chuàng)造舒適、安全、健康的勞動（生活）環(huán)境。

3、l作業(yè)姿勢與腰酸病的分析l辦公桌高度與疲勞l傳送帶作業(yè)的作業(yè)面高度l工廠內(nèi)道路寬度情況及改善對策l生產(chǎn)機械的操作器配置l儀表的認讀性能l室外天車行走的視線l中央控制室的儀表盤設(shè)計l自動化系統(tǒng)的作業(yè)負擔(dān)l單調(diào)勞動與作業(yè)疲勞l作業(yè)中人的差錯與系統(tǒng)的安全l壓力機械的安全設(shè)計l各種作業(yè)的勞動負荷測定l工廠照明、噪聲環(huán)境及改善l使用方便的防護器具的研究l交接班制與健康危害l作業(yè)空間方面l控制裝置方面l信息顯示與傳遞傳遞方面l作業(yè)方法方面l作業(yè)組織方面l作業(yè)負荷方面l生理學(xué)l心理學(xué)l人體解剖學(xué)l人體測量學(xué) 工 效 學(xué)l環(huán)境科學(xué)l工程技術(shù)l信息科學(xué)l管理科學(xué)l專題一 人的因素l專題二 工作空間及器具設(shè)計l專

4、題三 作業(yè)能力與作業(yè)疲勞l綜合案例分析l1 工程人體測量l2 人的感官特性l3 反應(yīng)時間l4 人體生物力學(xué)l一切操縱裝置都應(yīng)設(shè)在人的肢體活動所能及的范圍之內(nèi)，其高低位置必須與人體相應(yīng)部位的高低位置相適應(yīng)；l操縱裝置的布置應(yīng)盡可能設(shè)在人操作方便、反應(yīng)最靈活的范圍之內(nèi)。l1.1 人體尺寸測量l測量方法 人體尺寸測量國家標(biāo)準(zhǔn)，包括測量術(shù)語、測量方法、測量儀器。l測量要求 基本姿勢、測量基準(zhǔn)面、被測者的衣著。l常用測量項目 身高、眼高、肩高、坐高、肩寬、肘高、前臂長等。l1.2 人體測量數(shù)據(jù)l 人體測量結(jié)束后，所得原始數(shù)據(jù)應(yīng)進行統(tǒng)計處理，得到表征特定群體的統(tǒng)計量。l 測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計 均值、標(biāo)準(zhǔn)差和百分位

5、數(shù)。l 95%大身材，50%平均身材，5%小身材l 人體尺寸換算l 可用人體尺寸設(shè)計或推算機械設(shè)備及用具的尺寸。l 影響人體尺寸的因素l 年齡、性別、年代、區(qū)域等。l1.3 主要人體尺寸的應(yīng)用l身高確定通道和門的最小高度；l立姿眼高確定在劇院、禮堂、會議室等處 人的視線，用于布置廣告、展品或屏風(fēng)的高度；l肘部高度確定柜臺、工作臺及站著操作的工作表面的舒適高度；l腿彎高度確定座椅面高度的關(guān)鍵尺寸；l立姿側(cè)向手握距離確定控制開關(guān)等裝置的位置。l1.4 人體尺寸在工程設(shè)計中的應(yīng)用l 應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)通則l 滿足適當(dāng)比例的特定使用者，一般用百分率表示。綜合考慮人體尺寸的變異性、產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)上的可能

6、性及經(jīng)濟上的合理性等因素。如汽車車廂高度、飛機坐艙高度設(shè)計等。l 人體尺寸測量在產(chǎn)品尺寸設(shè)計中的應(yīng)用l 根據(jù)人體尺寸上、下限值或均值設(shè)計產(chǎn)品尺寸。此外還應(yīng)考慮產(chǎn)品功能尺寸的修正量。l2.1 視覺機能l理解性：雙關(guān)l視野與視距：自然視線低于水平線10（站）或15度（坐）。l中央視覺與周圍視覺l色覺與色視野：白黃藍紅綠l明暗適應(yīng)：工作面光亮度均勻且無陰影l(fā)2.2 視覺特征l眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向運動快而且不容易疲勞；一般先看到水平方向的物體，后看到垂直方向的物體。大多儀表設(shè)計成橫向長方形。l視線的變化習(xí)慣于從左到右，從上到下和順時針方向運動。儀表的刻度方向應(yīng)遵循這一規(guī)律。l人眼對水平方向尺

7、寸和比例的估計比對垂直方向尺寸和比例的估計要準(zhǔn)確的多，因而水平式儀表的誤讀率（28%）比垂直式儀表的誤讀率（35%）低。l當(dāng)眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等的情況下，人眼對左上限的觀察最優(yōu)，依次為右上限，左下限，而右下限最差。l兩眼的運動總是協(xié)調(diào)的、同步的，通常都以雙眼視野為設(shè)計依據(jù)。l人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受。l顏色對比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。 紅綠黃白，黃底黑字黑底白字藍底白字白底黑字l2.3 視覺編碼l編碼方式的優(yōu)劣與工作性質(zhì)密切相關(guān)。l辨認工作數(shù)碼、字母、斜線l搜索定位工作顏色標(biāo)志，數(shù)碼、形狀次之l計數(shù)工作數(shù)碼、顏色、形狀l比較和驗證幾乎無差別l2.4 感知特征的比較l

8、一種感受器只能接受一種刺激，識別一種特征。l 刺激本身必須達到一定的強度，才能對感受器官發(fā)生作用，超過一定強度，不但無效，反而引起不適的感覺。l 感受器官經(jīng)連續(xù)刺激一段時間后，產(chǎn)生適應(yīng)現(xiàn)象，敏感性降低。l 各感受器官同時接受信息時，產(chǎn)生相互影響。l 各感受器官對信號變化的感覺取決于變化的相對量。l反應(yīng)時間由反應(yīng)知覺時間和動作時間兩部分組成。l影響反應(yīng)時間的因素有：人的主體因素，顯示、操縱因素和環(huán)境方面的因素。l在人機系統(tǒng)設(shè)計中，必須考慮人的反應(yīng)能力的限度。l3.1 簡單反應(yīng)時l 簡單感覺運動反應(yīng)時的大小，首先依刺激信號作用的感覺器官而變。l 簡單感覺運動反應(yīng)時，隨信號的刺激強度增加而縮短。l

9、簡單感覺運動反應(yīng)時，隨反應(yīng)運動器官而變。 l 反應(yīng)時依賴于刺激作用于感受表面那一部分。l 刺激物的出現(xiàn)與消失或改變都影響反應(yīng)時間。l3.2 選擇反應(yīng)時l 選擇反應(yīng)時隨用于選擇信號的數(shù)目增多而延長。l 需選擇的信號之間的差異程度越大選擇反應(yīng)時間越短。l 隨選擇信號難度增大，反應(yīng)時間延長。l3.3 提高反應(yīng)速度的措施l 必須合理選擇感覺通道；l 確定刺激信號的特點；l 合理設(shè)計信號設(shè)備、操作器，使人容易辨別信號，以便操作；l 進行職業(yè)選擇和進行適應(yīng)性訓(xùn)練。l4.1 人體運動系統(tǒng)l運動系統(tǒng)組成骨、關(guān)節(jié)、肌肉，骨是運動的杠桿，關(guān)節(jié)是運動的樞紐，肌肉是運動的動力。l骨杠桿的形式平衡杠桿、省力杠桿、速度杠

10、桿。l人體各關(guān)節(jié)的活動有一定的限度，超過限度必然造成損傷，應(yīng)使關(guān)節(jié)處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。l最大的力量和最大的運動范圍兩者是相矛盾的，在設(shè)計操縱動作時應(yīng)考慮這一原理。l4.2 肌肉的工作機理l人體肌肉種類平滑肌、心肌、橫紋?。ü趋兰。?，人體運動主要與橫紋肌有關(guān)。l肌肉運動的基本特征是收縮與放松，依靠肌原纖維中的肌球蛋白微絲和肌動蛋白微絲之間不斷的結(jié)合或離解完成肌肉收縮或放松。l等張收縮肌肉長度縮短而張力不變的收縮，等長收縮肌肉長度不變而張力增加的收縮。l應(yīng)盡量避免靜態(tài)作用下的等長收縮。l4.3 肢體的出力l肌力大小的生理影響因素單個肌纖維的收縮力，肌纖維的數(shù)量與體積，肌肉收縮前的初長度，中樞

11、神經(jīng)系統(tǒng)的機能狀態(tài)等。l肢體所能發(fā)揮的力量還與施力方式、施力姿勢、施力部位、施力方向與速度、訓(xùn)練程度等有關(guān)。l一般左手弱于右手，向上用力大于向下用力，向內(nèi)用力大于向外用力。l肢體所有力量的大小，都與持續(xù)時間有關(guān)。如拉力由最大值衰減到1/4時，只需4min，任何人勞動到力量衰減到一半時的持續(xù)時間差不多。l4.4 肢體的動作速度和頻率l肢體的動作速度大小在很大程度上取決于肢體肌肉收縮的速度。慢肌纖維收縮慢，快肌纖維收縮快。l收縮速度還決定于肌肉收縮時所發(fā)揮的力量和阻力的大小。l操作運動速度還取決于動作方向和動作軌跡。l同理，肢體的動作頻率也取決于動作部位和動作方式。在操作系統(tǒng)設(shè)計時，對操作速度和頻

12、率的要求不得超過肢體運動的能力限度。l4.5 手工操作勞動分析l 手工操作與事故l 許多事故是由于工人的生理能力與實際工作要求不匹配造成的。采用合理的姿勢和工作頻率有利于操作效果的改善。l 重物提放、推拉及搬運l 當(dāng)提放頻率在5-6次/分時，提舉效率最好。重物或容器形狀也有一定的影響。隨著搬運頻率的提高和搬運路線的延長，操作者選擇的最大可接受重量顯著下降。l1 工作空間設(shè)計l2 工位布置設(shè)計l3 坐姿與座位設(shè)計l4 視覺顯示裝置設(shè)計的工效學(xué)要求l5 控制器設(shè)計的工效學(xué)要求l6 動作經(jīng)濟原則l1.1 工作空間設(shè)計的一般要求及考慮因素l元件布置的造型與樣式l操作者的舒適性與安全性l便于使用、避免差

13、錯，提高效率l控制與顯示的安排要作到既緊湊又可區(qū)分l四肢分擔(dān)的作業(yè)要均衡，避免身體局部的超負荷作業(yè)l作業(yè)者身材的大小等l一個理想的設(shè)計只能權(quán)衡各種因素l1.2 工作空間的種類l近身作業(yè)空間作業(yè)者在某一位置時，考慮身體的靜態(tài)和動態(tài)尺寸，在坐姿或站姿狀態(tài)下，其所能完成作業(yè)的空間范圍。l個體作業(yè)場所指操作者周圍與作業(yè)有關(guān)的、包含設(shè)備因素在內(nèi)的作業(yè)區(qū)域，如汽車駕駛室、計算機操作臺。l總體作業(yè)空間不同個體作業(yè)場所的布置構(gòu)成總體作業(yè)空間。l1.3 工作空間與作業(yè)場所設(shè)計時人體測量學(xué)數(shù)據(jù)運用的原則l確定對于設(shè)計至關(guān)重要的人體尺度；l確定設(shè)計對象的使用者群體；l確定數(shù)據(jù)運用準(zhǔn)則：個體設(shè)計準(zhǔn)則按群體某特征的最大

14、值或最小值設(shè)計，可調(diào)設(shè)計準(zhǔn)則使作業(yè)者群體的大多數(shù)能舒適的操作，平均設(shè)計準(zhǔn)則考慮群體特征的平均值。l選擇合適的設(shè)計定位群體的百分位；l查找與定位群體特征相符合的人體測量數(shù)據(jù)表，選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)值；l如有必要，對數(shù)據(jù)做適當(dāng)?shù)男拚?；l考慮測量的衣著情況；l考慮人體測量學(xué)數(shù)據(jù)的靜態(tài)和動態(tài)性質(zhì)。l1.4 近身作業(yè)空間l坐姿近身作業(yè)空間l 隨作業(yè)面高度、手偏離身體中線的距離及手舉高度的不同，其舒適的作業(yè)范圍發(fā)生相應(yīng)的變化。以肩關(guān)節(jié)為圓心的直臂抓握空間半徑：男性為65cm，女性為58cm。l站姿近身作業(yè)空間l 應(yīng)避免伸臂過長的抓握、蹲身或屈曲、身體扭轉(zhuǎn)及頭部處于不自然的位置。雙手操作的伸展空間為：距身體中線左

15、右各15cm的區(qū)域內(nèi)，最大操作弧半徑為51cm。l腳作業(yè)空間l 與手操作相比，腳操作力較大，但精確度差，且活動范圍較小，一般腳操作限于腳踏板類裝置。正常的腳作業(yè)空間位于身體前側(cè)，座高以下的區(qū)域，其舒適的作業(yè)空間區(qū)域于身體尺寸與動作的性質(zhì)。l 功能臂長測量l 近身作業(yè)空間主要由功能臂長決定，其測量以座椅面最低點和肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動軸為兩參考點。l1.5 作業(yè)空間的調(diào)節(jié)l作業(yè)空間設(shè)計不能僅僅套用座椅、工作臺尺寸，還應(yīng)該考慮影響作業(yè)者舒適的因素，在實踐中不斷作出修正，以減少疲勞，提高工作效率。l某小零件裝配線采用坐姿工作，為了使作業(yè)者能方便的拿取前方的零件，工作臺設(shè)計成凹進去一塊，兩肘部伸出可以放置零件，而

16、且還可以使肘部得到支撐，這是一個考慮周密的設(shè)計方案。l1.6 個人的社會心理空間l個人心理空間l個人領(lǐng)域公共距離 社交距離 近身距離 緊身距離l1.7 工作面設(shè)計l工作面高度l 最好能使上臂自然的下垂，前臂接近水平或稍微下傾放在工作面上，還要考慮工作性質(zhì)、視距和工作面的厚度等因素?？梢园压ぷ髅婧妥蔚母叨仍O(shè)計成可調(diào)節(jié)的。l坐姿立姿兼顧的工作面l 可以使肌肉得到放松，有利于減輕操作疲勞和維護操作者的健康。l工作面傾斜度l 有些工作需要在傾斜的工作面上進行，如在水平面上或在過低工作面上繪畫，將會使身體軀干與頭部過度彎斜，容易引起疲勞。l水平作業(yè)面范圍l 正常工作面是上臂自然下垂，前臂作回轉(zhuǎn)運動時手

17、指所伸及的范圍。l1.8 作業(yè)場所的布置l作業(yè)場所的布置是指在限定的作業(yè)空間內(nèi)，設(shè)定合適的作業(yè)面后，顯示器與控制器的定位與安排。l作業(yè)場所的布置對人的行為、舒適感與心理滿足感有相當(dāng)大的影響。l作業(yè)場所的布置總則重要性原則、使用頻率原則、功能原則、使用順序原則。l作業(yè)場所布置考慮順序：主顯示器、與主顯示器相關(guān)的主控制器、控制與顯示的關(guān)聯(lián)、按順序使用的元件、便于觀察操作及布局一致。l2.1 操作者體位設(shè)計要求l盡可能使操作者處于最能發(fā)揮其工作效能的位置。l使操作者的身體處于比較自然的狀態(tài)。l盡可能使操作者可以坐著工作或可以坐立兼顧。盡可能避免使操作者處于俯仰臥的位置。l盡可能使操作者位于不必移動身

18、體位置和改變身體姿勢就能清楚看到需要他觀察的設(shè)備、部件或周圍情境的地方。l盡可能避免使操作者的體位或姿勢處于容易引起疲勞的位置。l盡可能避免使操作者的手、臂長時間位于高于肘部的地方。若要求操作者的手足必須長時間處于高于正常高度時，應(yīng)該提供合適的支撐物。l避免使操作者位于高輻射、高溫、強風(fēng)口、高噪聲、有害氣體或過量塵埃的地方，在不可能避免時，應(yīng)設(shè)置特殊的防護措施。l避免使操作者位于明顯不安全的位置，在無法回避這種工作情境時，應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施。l操作者處于運動裝置中時，應(yīng)避免使身體處于容易受撞擊或容易滑跌的位置，并要采取防護措施。l2.2 工位器物布置范圍l工位器物布置范圍的最大限度l 將顯示

19、器和控制器及其他有關(guān)器物安置在人的感官或手、足等效應(yīng)器官可及的范圍內(nèi)。l工位器物布置的最佳位置l 通常認為圍繞視15度范圍是最適宜的視覺區(qū)，手位于操作者手臂前方與腰等高的地方最有利于施力，足控制器的布設(shè)位置與施力強度有關(guān)。l2.3 工位器物布置原則與占位優(yōu)先權(quán)l(xiāng)工位器件布置原則l 重要性原則、使用頻次原則、功能原則、使用順序原則l工位器件位置安排優(yōu)先權(quán)l(xiāng) 綜合兼顧各原則，將綜合指標(biāo)數(shù)值作為位置布置時的優(yōu)先權(quán)依據(jù)。l3.1 座椅設(shè)計的重要性l坐姿的作用及局限性l 優(yōu)點：消耗能量較少，不易疲勞，操作穩(wěn)定，適合精細作業(yè)，并可使足操作。l 缺點：長時坐姿對消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)不利，長期不良或固定坐姿會使

20、肢體某些部位發(fā)生酸痛，對振動緩沖作用較小，不便于施較大的力及需要移位的工作。l設(shè)計一個好座位的意義l 坐姿在很大程度上受座位的制約。一個設(shè)計不當(dāng)?shù)淖?，不僅達不到省力、舒適的提高工效的目的，還更容易引起疲勞，給坐者帶來腰酸背痛之苦。許多坐具的設(shè)計都不是以使用者的人體尺寸和有關(guān)坐姿的生物力學(xué)原理為依據(jù)來制造的。l3.2 座椅設(shè)計的的科學(xué)基礎(chǔ)l人體尺寸與座位設(shè)計l 不同群體使用的座位、坐具的設(shè)計參數(shù)，須參照該群體樣本人體尺寸測量的數(shù)據(jù)。l坐姿對脊柱形態(tài)的影響l 當(dāng)有外力作用或坐在設(shè)計不當(dāng)?shù)淖簧蠒r，脊柱各區(qū)段的椎骨及椎間盤所承受的壓力和負荷也會失去平衡。l 姿勢變換的必要性l 不宜長時間采取一種坐

21、姿，座位可加坐墊。座位設(shè)計應(yīng)便于坐者隨時調(diào)整姿勢。l3.3 座位與座椅設(shè)計的工效學(xué)要求l座椅的基本類型l 專用工作椅、多用坐椅、休息椅l座位和座椅設(shè)計的一般原則l （1）座位與坐椅的尺寸應(yīng)與使用者的人體尺寸相適應(yīng)。l （2）座位與坐椅設(shè)計應(yīng)盡可能使坐者保持自然的或接近自然的姿勢。l （3）座位與坐椅設(shè)計應(yīng)符合人體生物力學(xué)原理。l （4）座位與坐椅設(shè)計應(yīng)盡可能使坐者活動方便，操作省力，體感舒適。l （5）座位與坐椅設(shè)計得牢固、穩(wěn)定，防止坐者傾翻、滑倒。l （6）坐面高度及靠背傾角可以設(shè)計成可調(diào)節(jié)的樣式。l （7）坐墊和靠墊的柔軟度和厚度要適中，并采用透氣性好的材料。l （8）工作座位的設(shè)計要與工

22、作臺面的設(shè)計結(jié)合起來考慮。l4.1 視覺顯示裝置的分類和設(shè)計原則l 視覺顯示器的分類l（1）動態(tài)顯示器、靜態(tài)顯示器l（2）定量顯示器、定性顯示器l（3）讀數(shù)、核查、告警、追蹤和調(diào)節(jié)顯示器l視覺顯示器的選擇l 以人機系統(tǒng)的任務(wù)、人的作業(yè)特點和顯示器本身的物理特性等為依據(jù)。l視覺顯示器的設(shè)計原則l（1）滿足能見性、清晰性、可懂性要求。l（2）使顯示精度與人的視覺辨認能力相適應(yīng)。l（3）盡量采用形象直觀的和與人的認知特點相匹配的顯示格式。l（4）對同時呈現(xiàn)的有關(guān)聯(lián)的信息盡可能實現(xiàn)那綜合顯示。l（5）目標(biāo)與背景之間有適當(dāng)?shù)牧炼葘Ρ?、顏色對比和形狀對比等，以及良好的照明條件。l（6）確定適宜的顯示器尺寸

23、和安放位置。l4.2 視覺顯示裝置空間特性設(shè)計要求l顯示器的位置安排l（1）觀察角度：最佳觀察角度為水平視線下偏15度。l（2）視覺作業(yè)區(qū)：人眼對視野不同區(qū)域的察覺和辨認能力不同。l（3）顯示器的空間排列：遵循重要性、使用頻次、功能和使用順序原則。l顯示器各元素的尺寸及配置l 刻度標(biāo)記、刻度間距、指針、讀數(shù)、顏色匹配等。l4.3 顯示裝置的設(shè)計與選擇l 視覺顯示裝置的觀察方式l 觀察角在7090度范圍內(nèi)觀察目標(biāo)時，其相對觀察誤差不超過6%，為最佳觀察范圍。l 儀表的選擇原則l 無論從讀書的速度和精度來說，均以數(shù)字式儀表為最優(yōu)，而以長條式儀表（尤其是垂直型）為最差。l 儀表的排列方式和零點位置l

24、 儀表之間應(yīng)盡量靠近，以縮小搜索視野的范圍。l4.4 符號標(biāo)志與字符設(shè)計（*）l 符號標(biāo)志的選擇l符號設(shè)計的知覺因素l字符設(shè)計l信文設(shè)計要求l4.5 顯示兼容性要求l 概念兼容性l “紅色”一般與危險、停止、喜慶等概念相聯(lián)系。l 空間兼容性使顯示器與操縱器的編碼和編排近可能相一致，以減少信息加工的復(fù)雜性，從而提高工作效率。l 運動方向兼容性操縱器的運動方向應(yīng)與顯示器的運動方向相吻合，操縱效率才能達到最優(yōu)。l4.6 影響視覺顯示質(zhì)量的因素l 視覺目標(biāo)的刺激強度l 亮度對比度l 分辨率對CRT顯示質(zhì)量的影響l5.1 控制器的分類l（1）根據(jù)操作部位l 手控制器、足控制器、言語控制器l（2）根據(jù)輸入

25、信息的特點l 離散位選控制器、連續(xù)調(diào)節(jié)控制器l（3）根據(jù)運動方式l 平移動式控制器、旋轉(zhuǎn)式控制器l5.2 控制器的辨認與操作運動l 控制器的編碼l 對具有多個控制器的系統(tǒng)，為了提高操作者辨認控制器的效果，應(yīng)采用標(biāo)記、顏色、大小、形狀、表紋、操作方法、位置等方式進行編碼。l控制器的運動關(guān)系l 應(yīng)考慮人的習(xí)慣運動模式，使控制器與人預(yù)測的控制運動方向一致。如閥門逆時針旋轉(zhuǎn)表示流量增大。l5.3 控制器的設(shè)計參數(shù)l 控制器的尺寸l控制器的材料特性l控制器的阻力l控制/顯示比圖l5.4 控制器的位置與排列l(wèi) 控制器的位置l 操作者的功能可達區(qū)域、人體的用力特點。l控制器的排列圖l控制器的間距l(xiāng)5.5 控

26、制器的用力和信息反饋l 為從操縱中獲得信息，操縱量的大小最好與操縱用力的大小成比例。用力級差影響操縱效率。l5.6 手握式控制器的設(shè)計l電動工具的握把形式l手柄形式和著力方式的比較l烙鐵把手的設(shè)計避免靜肌負荷l兩種鋼絲鉗操作的比較l把手彎曲式工具設(shè)計l避免單小指（如食指）反復(fù)操作的設(shè)計l只考慮慣用右手者而設(shè)計的手電鉆l復(fù)合多功能操縱器l5.7 用于各種不同工作情況的操縱器建議l概念：人為了以最低限的疲勞獲取最高的效率，尋求最合理的作業(yè)動作時應(yīng)遵循的原則。l動作經(jīng)濟的4條基本原則：減少動作數(shù)量、雙手同時進行動作、縮短動作距離、輕松動作。l實現(xiàn)動作經(jīng)濟原則及動作的三要素：動作方法、作業(yè)現(xiàn)場布置、工

27、夾具與機器。l舉例：l通過固定電烙鐵減少動作數(shù)；l用定量容器取消計數(shù)動作；l合并印章減少蓋章動作；l固定工具原料箱；l利用夾鉗放置筒，把工具物料放置成便于作業(yè)的狀態(tài)；l按便于作業(yè)的順序布置工具；l利用漏斗型物料箱；l用波紋板方便抓取小零件；l用壓板夾緊機構(gòu)代替手柄螺旋夾緊機構(gòu)；l通過布置左右對稱的作業(yè)現(xiàn)場使雙手同時作業(yè)；l采用足操作以簡單作業(yè)；l將材料箱布置成圓弧型以縮短動作距離；l采用橋式操作臺；l利用猾槽縮短工件的運送距離；l利用重力運送物料；l利用慣性力分離工件與切削液；l利用高度調(diào)整機構(gòu)固定作業(yè)高度；l利用導(dǎo)柱簡化重疊鋼板作業(yè)；l改變工具材質(zhì)減輕重量；l將氣動螺絲刀吊起來減輕重量。l1

28、 勞動過程對機體的影響與勞動強度l2 作業(yè)能力與作業(yè)疲勞分析l3 提高作業(yè)能力與降低作業(yè)疲勞的措施l4 勞動安全與事故l1.1 人體能量的產(chǎn)生機理l 體力勞動時，供骨骼肌活動的能量來源：三磷酸腺苷ATP。補充ATP的過程稱為產(chǎn)能。l 產(chǎn)能的三種途徑：lATP-CP系列：無氧、非常迅速、產(chǎn)生ATP很少、適宜任何勞動類型l乳酸系列：無氧、迅速、產(chǎn)生ATP有限、適宜短期重體力勞動類型l需氧系列：需氧、較慢、產(chǎn)生ATP幾乎不受限制、適宜長期輕及中等強度勞動類型l1.2 作業(yè)時氧消耗動態(tài)l氧債及其補償l氧需和供氧之間的差別叫做氧債。l處于穩(wěn)定狀態(tài)的作業(yè)一般能維持較長時間。若勞動強度較大，氧需超過氧上限，

29、機體將處于缺氧狀態(tài)下工作，作業(yè)不能持久。l作業(yè)停止后，機體還需要繼續(xù)消耗較多的氧以補償氧債。l 靜態(tài)作業(yè)的氧消耗動態(tài)l以肌肉等長收縮為主的作業(yè)稱為靜態(tài)作業(yè)。只有收縮張力保持相對穩(wěn)定，靜態(tài)作業(yè)才能維持較長時間。但當(dāng)肌張力超過一定水平時則容易產(chǎn)生疲勞。l靜態(tài)作業(yè)的特征是能量消耗水平不高卻很容易疲勞。l靜態(tài)作業(yè)停止數(shù)分鐘內(nèi)，氧消耗不僅不像動態(tài)作業(yè)停止后那樣迅速下降，反而先升高后再逐漸下降到原有水平。l應(yīng)盡量減少不必要的靜態(tài)作業(yè)。l1.3 體力勞動時的機體調(diào)節(jié)與適應(yīng)l動力定型：長期在同一環(huán)境中從事同一項作業(yè)活動，通過復(fù)合條件反射逐漸形成。動力定型對提高作業(yè)能力極為有利，但在建立時較困難，一旦改變對大腦

30、皮層細胞是一種很大的負擔(dān)。l體力勞動對生理的影響l 對感覺器官、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、體溫均產(chǎn)生影響。大強度作業(yè)能降低大腦皮層的興奮性，引起條件反射活動的紊亂和加強抑制，而輕度和中等強度作業(yè)能使條件反射良好。腦力勞動與神經(jīng)緊張型作業(yè)的生理變動特點l技術(shù)進步使體力勞動的比重和強度不斷下降，而需要智力和神經(jīng)緊張型作業(yè)會越來越多。l大腦即使處于高度緊張狀態(tài)，全身能量消耗的增加也不致超過基礎(chǔ)代謝的10%。l腦組織對缺氧、缺血十分敏感，但總攝取量明顯增高時，并不意味著腦力勞動效率的提高。l腦力勞動時心率減慢，但特別緊張時使心跳加快、血壓上升、呼吸頻率提高、腦電圖頻率加快。l1.4 勞動強度等級

31、的劃分l能量代謝l基礎(chǔ)代謝量：維持心率、呼吸和正常體溫的最基本的能量消耗量。l安靜代謝量：機體為了保持其各部位的平衡及某種姿勢所消耗的能量。l能量代謝量：人體進行作業(yè)或運動時所消耗的總能量。l相對代謝率RMR：衡量勞動強度，（能量代謝量-安靜代謝量）/基礎(chǔ)代謝量l勞動強度分級標(biāo)準(zhǔn)l依作業(yè)時的相對代謝率RMR，可將勞動強度分為五個等級。l極輕勞動（01）：制圖員、電話交換員l輕勞動（12）：機械工具的修理工l中勞動 （24）：車工、銑工l重勞動（47）：土建工、煉鋼工l極重勞動（7）：采煤工、伐木工l體力勞動強度指數(shù)l I=3T+7M（I：勞動強度指數(shù)，T：凈作業(yè)時間比率，M：8小時工作日能量代

32、謝率）l1 作業(yè)能力的動態(tài)分析l1.1 作業(yè)能力l生產(chǎn)成果=作業(yè)能力作業(yè)動機l勞動生產(chǎn)的典型曲線：入門期、穩(wěn)定期、疲勞期、終末激發(fā)期。l以腦力勞動和神經(jīng)緊張型作業(yè)為主的作業(yè)，其作業(yè)能力動態(tài)特性差異極大。l為了提高作業(yè)能力，對以腦力勞動和神經(jīng)緊張型作業(yè)為主的作業(yè)，應(yīng)在每周之間安排一段短暫的休息時間。l1.2 影響作業(yè)能力的主要因素l 生理因素：作業(yè)者的身材、年齡、性別、健康和營養(yǎng)狀況等。l 環(huán)境因素：空氣狀況、噪聲狀況和微氣候（溫度、濕度、風(fēng)速）等。l 工作條件和性質(zhì)：生產(chǎn)設(shè)備與工具的好壞、勞動強度的大小及作業(yè)時間、勞動組織與勞動制度等。l 鍛煉與熟練效應(yīng)：鍛煉能使機體形成鞏固的連鎖條件反射動力

33、定型，使動作更加協(xié)調(diào)、敏捷和準(zhǔn)確，且不易疲勞。熟練效應(yīng)意味著隨產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，平均單位工時消耗越來越少。l2 作業(yè)疲勞及其測定l2.1 作業(yè)疲勞l作業(yè)疲勞：作業(yè)機能衰退，作業(yè)能力明顯下降，有時伴有疲倦感等主觀癥狀的現(xiàn)象。l疲勞者的勞動極不經(jīng)濟，為了達到某一種結(jié)果，疲勞的人要比精力充沛的人消耗更多的能量。l作業(yè)疲勞不僅使作業(yè)能力下降，而且增加事故率。l將工作日時間縮短，生產(chǎn)率可大大提高，而且勞動強度越大，生產(chǎn)率提高的幅度越大。l2.2 作業(yè)疲勞的特點與分類l 個別器官疲勞：常發(fā)生在僅需個別器官或肢體參與的緊張作業(yè)。l 全身性疲勞：有全身參與較為繁重的體力勞動所致。l 智力疲勞：長時間從事緊張的腦

34、力勞動所引起的信號系統(tǒng)活動能力的減退。l 技術(shù)性疲勞：常見于腦力勞動與體力勞動并重，且神經(jīng)相當(dāng)緊張的作業(yè)，如駕駛汽車、操縱半自動設(shè)備。l2.3 疲勞的發(fā)生機理l疲勞的類型不同，發(fā)生機理也不盡相同。l 疲勞物質(zhì)累計機理：短時間大強度體力勞動所引起的局部肌肉疲勞，由乳酸在肌肉和血液中大量蓄積引起的。l 力源衰竭：較長時間輕或中等強度勞動所引起，肌糖原貯備耗竭所致。l 生化變化機理：全身或中樞性疲勞。由于作業(yè)及其環(huán)境所引起的體內(nèi)平衡的紊亂狀態(tài)，如血糖水平下降、脫水、體溫升高等。l 局部血流阻斷機理：靜態(tài)作業(yè)引起的局部疲勞。肌肉張力逐漸增大時，血液流動逐漸減少乃至完全停止。l2.4 測定疲勞的方法l

35、生化法l 生理心理測試法：反射機能檢查法、兩點刺激敏感閾限檢查法、頻閃融合閾限檢查法、連續(xù)色名呼叫檢查法、反應(yīng)時間測定法等l 他覺觀察及主訴癥狀法l1 改進操作方法合理應(yīng)用體力l1.1 正確選擇作業(yè)姿勢和體位l在改進操作方法，改進工作地布置時，應(yīng)當(dāng)盡量避免以下不良體位：l（1）靜止不動；l（2）長期或反復(fù)彎腰；l（3）身體左右扭曲；l（4）負荷不平衡，單側(cè)肢體承重；l（5）長時間雙手或單手前伸。l在確定作業(yè)姿勢時，主要考慮：l（1）作業(yè)空間的大小和照明條件；l（2）體力負荷的大小和用力方向；l（3）作業(yè)場所各種一起、機具和加工件的擺放位置；l（4）工作臺高度及有無容腿或腳的空間；l（5）操作時

36、的起坐頻率。l下列情況采用立位操作為佳：l（1）需要經(jīng)常改變體位的作業(yè)；l（2）工作地的控制裝置分散，需要手、足活動幅度較大的作業(yè)；l（3）在沒有容腿或腳空間的機臺旁進行的作業(yè)；l（4）用力較大的作業(yè)；l（5）單調(diào)的作業(yè)。l下列情況采用坐位操作為佳：l（1）持續(xù)時間較長的作業(yè)；l（2）要求精確細致的作業(yè)；l（3）需要手、足并用的作業(yè)。l1.2 合理設(shè)計作業(yè)中的用力方法l 要合理安排負荷，并不是負荷越輕，單位勞動成果所消耗的能量越少；l 按照生物力學(xué)原理作業(yè)，盡量避免浪費在身體或不合理的動作上；l 利用人體轟動特點獲得力量和準(zhǔn)確性；l 利用人體的動作經(jīng)濟原則；l 降低動作能級；l 充分考慮不同體

37、位時的用力特點。l2 合理安排作業(yè)休息制度l2.1 確定實際勞動率l 一般情況下，作業(yè)時間成等差級數(shù)增加時，恢復(fù)疲勞所需的休息時間成等比級數(shù)增加。延長作業(yè)時間對消除疲勞極為不利。l T=T勞+T休，實際勞動率：T= T勞/Tl 工作休息是必要的，不能認為是偷懶。許多作業(yè)的能量消耗水平都超過或等于最大能量消耗界限，不能連續(xù)作業(yè)8小時。 l 為了使作業(yè)者不致過勞，必須根據(jù)作業(yè)時的能量代謝率安排作業(yè)時間。l 在進行流水線生產(chǎn)組織設(shè)計時，要適當(dāng)考慮作業(yè)者在每一節(jié)拍的作業(yè)中，有一點短暫的停頓時間。l 根據(jù)作業(yè)能力變化規(guī)律而不是隨意間歇安排工間休息，有利于提高勞動生產(chǎn)率。第一次間歇時間規(guī)定在上班后的1.5

38、2小時之間較為合理，可使后一段時間的作業(yè)能力水平更高一些。l2.2 輪班制度l為什么凌晨24點鐘，電話交換臺值班員的答話速度比白班慢一倍？原因在于：夜班工作破壞了作業(yè)者的生物節(jié)律，或夜班作業(yè)者在白天得不到充分的休息。l生物節(jié)律的周期一般比24小時長一些，也稱為“約近晝夜節(jié)律”，人體內(nèi)部的約近晝夜節(jié)律是獨立運行的，所以它必須每天校正復(fù)位才能納入日常生活中24小時一天的作息時間表。l突然轉(zhuǎn)入到新的明暗周期，往往需要很長一段適應(yīng)時間。l 采取一周一輪班的輪班制度，甚至不如不輪班的效果更好一些。這時體溫節(jié)律剛剛適應(yīng)了這一輪班的休息，又不得不再進行一次變更。l 采用“四班三輪轉(zhuǎn)”的輪班制度更好一些，即2

39、個早班、 2個中班、 2個晚班，然后休息兩天。這樣不會使機體產(chǎn)生不適應(yīng)性疲勞。l 解決不適應(yīng)疲勞的方法，首先是考慮輪班是否有必要，取消那些不必要的輪班。對不得不采用晝夜輪班的場合，也要適當(dāng)改善作業(yè)者的勞動和生活條件。l 輕度或中等勞動強度作業(yè)一天后，其反射機能到第二天可恢復(fù)到原有水平，而重勞動強度作業(yè)則不能。確保休息日制度的實施是非常重要的。l3 改善工作內(nèi)容克服單調(diào)感l(wèi)3.1 單調(diào)感的特點l 勞動分工的細化給工人帶來了不利影響，單調(diào)作業(yè)所產(chǎn)生的不愉快心理表現(xiàn)為單調(diào)感和枯燥感，并壓抑了工人的多種生產(chǎn)志趣和才能。l 單調(diào)感回使工作能力曲線產(chǎn)生特殊的改變，使作業(yè)者錯誤估計工作班時間的長短。l 短期

40、內(nèi)高度重復(fù)性的操作，雖然不需要消耗多少體力，但卻可能成為疲勞的原因。l 但是，當(dāng)一個班的工作時間快要結(jié)束時，卻又錯誤的估計工作量也該完成了，常常會出現(xiàn)終末激發(fā)而提高生產(chǎn)效率。l3.2 單調(diào)感的克服l 操作設(shè)計：使作業(yè)內(nèi)容豐富化。lIBM公司對電動打字機框架裝配操作進行了研究。以前的操作是由輔助裝配工、熟練裝配工及檢驗工分別完成，將操作合并后既提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也減少了缺勤和工傷事故。l 操作變換：用一種單調(diào)的操作去代替另一種單調(diào)的操作。l日本企業(yè)將作業(yè)內(nèi)容的變換巧妙的同職工成長結(jié)合起來，每個人要在某一工序中的作業(yè)進行四步變換：會操作能出好產(chǎn)品；會進行工具調(diào)整；改變加工對象時會調(diào)整設(shè)備；改變加工對

41、象后能出好產(chǎn)品。l 突出工作的目的性：在工作中設(shè)置中間目標(biāo)，使人感到工作有進步。l 例如，某云母廠組織女工撕云母作業(yè)時，把全天任務(wù)按小時分成若干段，使女工清楚的看到每小時的生產(chǎn)效果。既減輕了機體疲勞和精神緊張，又降低了對工作的厭倦感，還提高了勞動生產(chǎn)效率。l 向工人報告工作完成情況l 例如，在沖模裝配工面前放置一塊小黑板，每隔20分鐘寫出他們的產(chǎn)量，使生產(chǎn)率增長了1630%。但信息變更頻率過快，反而會給工人心理增加負擔(dān)。l4 合理調(diào)節(jié)作業(yè)速率l人的生理上有一個最有效或最經(jīng)濟的作業(yè)速率，在經(jīng)濟速率下工作肌體不易疲勞，持續(xù)時間最長。l作業(yè)速率影響工人對作業(yè)活動內(nèi)容的態(tài)度，從而影響到對單調(diào)感的體驗。l作業(yè)速率過快或過慢都對工人不利，但很難制定一個適合所有人的速率。l可以由速率相同的人組成班組，或根據(jù)不同工人的作業(yè)速率設(shè)計操作組合，并根據(jù)不同的操作挑選操作人員。l短暫的間歇時間是適當(dāng)速率水平的必要成分。最短最快的動作方式未必是最有利的，因為它可能很快引起疲勞。l莫斯科紅色力士鞋廠，改進了制造膠鞋的流水線傳送帶，將沉重的模具拆卸改為固定在傳送帶，從而消除了