作业能力与作业疲劳(人因工程).ppt

1、4.1作业能力的动态分析,指作业者完成某种作业所具备的生理、心理特征，综合体现了个体所蕴藏的内部潜力。,一、什么是作业能力？,在以体力劳动为主的作业中，如流水线作业，作业能力可以从作业者单位作业时间内生产的产品产量和质量间接地体现出来。,在以脑力劳动和神经紧张型为主的作业中，如仪表监视、汽车、飞机的驾驶等，其作业能力可以用误动作率、感受性、视觉反应时间等作为衡量指标。,第四章 作业能力与作业疲劳,二、作业能力的动态变化规律,生产成果（产品的产量和质量）除受作业能力的影响外，还受作业动机等因素的影响，因此生产成果可以用下面的表达式来表示：,生产成果= f（作业能力作业动机）,1入门期 2稳定期

2、3疲劳期 4终末激发期,脑力劳动稳定期较短，应安排短暂休息。,1.生理和心理因素,三.影响作业能力的主要因素,（2）情绪 积极情绪能对人的神经系统增加新的活力，刺激人的大脑皮层，发挥人体的潜在能力，提高人们的作业能力和工作效率，对人的生命活动产生极为良好的作用。 消极情绪会使人失去心理上的平衡，削弱有机体潜力发挥的能力，产生肌肉的紧张度和负荷感，降低了作业能力。,（1）身体条件 体力劳动的作业能力与身材、年龄、性别、健康和营养状况、情绪等有关。 脑力劳动的作业能力与身材、年龄、性别无关系。,2.环境因素 指工作场地的物理环境因素，对脑力和体力劳动都有较大影响，可能是直接的，也可能是间接的。,3

3、.工作条件和性质 （1）生产工具是否按照工效学原则设计。 （2）作业时间：根据不同的作业性质、强度大小合理制定作业时间。 （3）现代企业是集体协作的行为，要综合考虑社会、家庭、体力等多种因素，制定合理科学的作业制度。,4. 锻炼和熟练效应,(1)锻炼可以巩固动力定型，使动作敏捷、准确、协调、肺活量增加，使所从事的作业有良好的适应性和持久性。 锻炼对脑力劳动来讲。可以开发潜在的智力。,(2)熟练效应（动力定型）：反复从事某项活动，形成一种全身性的适应性变化，使机体协调、不易产生疲劳，达到提高作业能力的效果。,通过熟练效应可以使人对所进行的动作产生预定位，预定位指人脑高级神经活动配合作业过程所产生

4、的预先意识的生理和心理现象。,例如，机车修理工人利用听觉的熟练，靠听铁锤敲打车轴的声音，鉴别火车车轴有没有损坏；炼钢工人利用视觉的熟练，通过钢水颜色判断炼钢的情况；印染工人靠眼力辨别色度；皮革工人通过触觉判断皮革的品质。,4.2作业疲劳及其测定,二. 作业疲劳的危害 不仅造成作业能力下降，而且诱发事故。,一. 作业疲劳 在作业过程中，作业者的作业机能衰退、作业能力明显下降，有时伴随有疲倦感等主观症状的现象，称为作业疲劳。,延长作业时间，疲劳增加，产量直线下降，原因是休息恢复时间短。缩短工作时间，生产率却会大大提高，而且劳动强度越大，生产率提高越大。,例如：一战期间的英国企业，缩短劳动时间，对于

5、轻体力工作，如加工枪管的妇女，每小时生产率提高13%，对于从事中等强度作业的妇女，每小时生产率提高19%，对于从事重体力劳动的男工，每小时生产率提高33%。,（1）疲劳的可感受性。 人在主观上能够感受到疲劳状态的存在，有自觉不适的反应，如感到身体不适、头晕、头痛、控制力下降、注意力涣散、信心不足等。人对疲劳的可感受性可以防止人产生过度疲劳。,（3）疲劳的滞后性。 对疲劳的感受比较迟钝，虽然主观上尚未感受到疲劳，但机体早已进入疲劳状况，这是疲劳的滞后性。滞后性除与人的体质有和心理状态有关。体质较好的人或活动时注意力较集中的人较能抑制疲劳感。疲劳的可耐性和滞后性有时会造成人的过度疲劳，甚至会积劳成

6、疾。,三. 疲劳的特点 疲劳不仅是一种生理反应，还包括大量的心理和环境因素。,（2）疲劳的可耐受性。 人对疲劳有一个从轻微疲倦到精疲力竭的感受过程，这一过程所经历时间长短因人而异。,（5）疲劳的超前性。 人主观上已有疲倦感，而实际上机体尚未进入疲劳状态。这种疲劳的超前性是由人的心理作用所致，与人的工作动机、兴趣、事业心等有关。,（6）疲劳的暗示性。 分为自我暗示和他人暗示。 自我暗示是一个人在某项活动中，自己向自己发出某种指令。在同一活动过程中，由于自我暗示的不同会导致不同的结果，积极的自我暗示能使人废寝忘食，消极的疲劳暗示易使人疲劳。 他人暗示是指某人对疲劳的感受会传播给他人。如在紧要关头，

7、领导者的坚持往往会使下属克服疲劳感而完成任务；而某人对疲劳的感受会暗示、传播给他人，使疲劳像传染病那样蔓延开来。,（4）疲劳的可恢复性。 疲劳可以通过适当的休息得到恢复。,四. 疲劳的类型,1. 生理疲劳,4.技术性疲劳：主要出现脑力和体力劳动均有的、神经系统高度集中作业中，疲劳表现为头昏脑胀、全身乏力、瞌睡等。 例如：汽车、飞机驾驶、收发电报、电话接线员等。,3.脑力疲劳：由于长时间从事紧张的脑力劳动而引起的第二信号系统机能减退，表现为头昏脑胀、全身乏力、失眠或瞌睡等。 例如：参加各种考试。,2.全身性的疲劳：全身参加繁重体力劳动引起的疲劳。表现为全身肌肉、关节酸痛、疲乏、不愿动等主观疲倦感

8、和客观的工作能力下降、误操作增加，反应迟钝、打瞌睡等。 例如：长时间的体力劳动，游泳运动。,1. 局部性疲劳：在个别器官或肢体参与紧张活动时，在身体局部产生疲劳，一般不影响其他部位的功能。 例如：抄写、打字，计算机操作所带来的手臂、视觉疲劳等。,4.缺氧疲劳：由于长期营养不足或氧气供应不足所造成的疲劳。这种疲劳表现为乏力无劲，有的会造成疾病。如睡眠时间太长，就会引起缺氧疲劳，这在医学上称为久卧伤身。,3. 姿势疲劳：由于某一姿势活动持续较久，又没有注意合理调节，从而引起某些器官的疲劳。这种疲劳的产生过程较长，未能引起操作者本人的注意，如长期伏案写字引起胸痛、颈椎腰椎疲劳、肩部不适，时间久了会引

9、起疾病。,2.慢性疲劳：由于长时间活动累积成的疲劳。这种疲劳恢复较慢，要进行长期的治疗和休养，如果得不到妥当的处理，就会积劳成疾。,1.急性疲劳：由于短时间过重的活动所引起的疲劳。这种疲劳只要及时减轻或消除活动负荷，适当休息，即可恢复。,5.病理疲劳：指由于疾病造成的疲劳。如感冒发烧或肝炎病人在发病期和恢复期，都会感到四肢酸痛、浑身乏力。,2心理疲劳,劳动强度不大，但由于神经系统过于紧张或长时间从事单调、厌烦的工作而使操作者表现出较强的疲劳症状，如感觉体力不支、注意力不集中、反应迟缓、情绪低落，心烦意乱，并往往伴随着工作效率低下、错误率上升等现象，这种现象属于心理疲劳的症状。,心理疲劳常常带有

10、主观体验的性质，并不完全是客观生理指标变化的反映。,心理疲劳的产生与工作特征和操作者个体因素均有关系 ，主观上，操作者对工作的态度、动机、期望以及操作者的情绪状态等对心理疲劳的产生和积累程度也有重大影响。,1疲劳物质累积机理 短时间大强度体力劳动所引起的局部肌肉疲劳，是由于乳酸在肌肉和血液中大量积蓄引起的。称为“疲劳物质累积机理”。 这与机体的供能方式有关。 2.力源耗竭机理 较长时间从事轻或中等强度体力劳动引起的疲劳，既有局部肌肉疲劳，又有全身性疲劳。此时的疲劳是由于肝糖原贮备耗竭引起的，故称为“力源耗竭机理”。 3.局部血流阻断机理 长时间的静态作业，身体某个局部会产生血流阻断或阻滞现象，

11、就会出现局部机体的疲劳。静态作业引起的局部疲劳，是由于局部血流阻断引起的。,五. 疲劳产生的机理,5. 生化变化机理 英、美学者认为，全身性体力疲劳是由于作业及其环境所引起的体内平衡状态紊乱，引起这种平衡紊乱的原因除包含局部肌肉疲劳外，还有许多其它原因，如血糖水平下降、肝糖原耗竭、体液丧失（脱水）、电解质丧失（Na+和K+）、体温升高等等，这称为“生化变化机理”。,4.中枢变化机理 前苏联学者认为，强烈或单调的劳动刺激会引起大脑皮层细胞贮存的能源迅速消耗，这种消耗会引起恢复过程的加强，当消耗占优势时，会出现保护性抑制，以避免神经细胞进一步耗损并加速其恢复过程，这种机理称为“中枢变化机理”。,实

12、际上疲劳产生的机理是复杂的，是体内神经、生理、心理、能量变化、血液循环、物质消耗等多种因素的综合反应。,六测定疲劳的方法,2.疲劳测试应满足的三个条件 (1)测定结果应能客观地描述出疲劳的程度，而不是依赖于研究者的主观解释。 (2)测定结果应能定量描述疲劳程度。 (3)疲劳测定时不能导致被测者附加的疲劳或造成反感，如分神、造成心理负担而加重疲劳。,1.测定疲劳的目的 研究疲劳与劳动产量和质量之间的关系，测量人体对不同劳动强度和紧张水平的反应，为发展生产和改善劳动条件提供依据。,3.疲劳的表现特征 (1)生理状态发生特殊变化。 例如：心率、血压、呼吸及血液中的乳酸含量等发生变化。 (2)作业能力

13、下降。 例如：对特定信号的反应速度、正确率及感受能力等下降。 (3)疲劳的自我体验。 例如：自我感觉体力不支、乏力，缺乏继续工作的动机。,4.疲劳测定的常用方法 疲劳的测定方法多种多样， 归纳起来有三类： （1）生化法：检查作业者的血液、尿液、汗液、唾液等成分的变化，进行疲劳判断。 缺点：必须终止作业，易造成作业者带来反感和不适。,（2）生理心理测试法：七种,连续色名呼叫法：识别颜色 。 疲劳愈严重回答速度越慢（反应迟钝），出错率越高。,频闪融合阈限法：频闪光源刺激。 疲劳愈严重频闪融合阈限值越低。,两点刺激敏感阈限法：针状物同时刺激皮肤。 疲劳愈严重两点刺激敏感阈限值越大。,膝腱反射机能法：

14、 医用小榔头敲击膝盖部，根据小腿的弹起角度大小高度评价疲劳的大小 。 510轻度疲劳，1015中度疲劳， 1530重度疲劳,脑电图、肌电图检查法：用脑电图判断疲劳程度，用肌电图检测局部肌肉的疲劳程度。 疲劳愈严重放电振幅越大，节律变缓。,（3）他觉观察及主诉症状法,心率、血压检查法：通过心率、血压的变化判定疲劳。 疲劳愈严重脉压1/2最大脉压，心率超过正常值40次。,反应时间测定法：通过简单反应时间，来判断疲劳程度。 疲劳愈严重简单反应时间越长。,一、改进操作方法、合理应用体力,第四节 提高作业能力及降低疲劳的措施,（2）避免不良体位： 消耗能量大，易疲劳。 静止不动，长期反复弯腰，身体左右扭

15、曲， 单侧负重，长期双（单）手前伸。,例如：搬运重物时的氧耗量比较：肩挑100%（基准）,一肩扛110%，两手提114%，头顶重物132%，一手提140%。,1.合理选择作业姿势和体位 （1）尽量避免和减少静态作业，采用随意姿势。,（3）适宜采用立位姿势操作的作业： 需经常改变体位的操作，如钳工、车工、装配工等。 工作地控制装置分散，需手脚活动幅度较大的作业；如锻打。 在无容膝空间的机台旁操作。 用力较大的作业。 单调作业。,（4）适宜采用坐姿操作的作业： 持续时间较长的作业； 精确而又细致的作业，如手表、钟表等装配； 需要手和脚并用的作业，如缝纫机操作。,注意：坐姿操作时，要有合适的座椅、工

16、作台、容膝空间、搁脚板等。,2.合理设计作业中的用力方法,（1）合理安排负荷。 例如：负重步行时，当负荷小于体重的40%时，氧耗量基本不变，否则，氧耗量剧增。并非负重越轻，能耗越少。,（2）按生物力学原理，将力用于完成某一操作动作的做功上去。 例1：挑扁担利用生物力学原理，扁担软较好。,（3）利用人体活动特点获得力量和准确性。 例：大肌肉关节弯曲时产生大的爆发力（适宜立姿操作）。对抗肌肉群可获得准确性，如手臂操作（坐姿）。,（4）利用人体动作的最经济原则。 动作自然： 利用最适合运动的肌肉群，符合自然位置的关节参与动作，否则耗能较大。 动作对称： 保证用力后，不破坏身体的平衡和稳定。 动作有节

17、奏： 使能量不至于因肢体过度减速而浪费。 肌群换着工作。,（5）降低动作能级 用手能完成的不用手臂动作，用手臂完成的不用全身动作。 （6）充分考虑不同体位的用力特点。图,劳动生产率计算原则： 为了避免累积疲劳，一般要求工作时间加上休息时间的平均能耗不能超过16.75KJ/min（耐力水平）。,基本假设：由德国学者提出， 一般人不休息连续作业时的最大能耗界限为16.75KJ/min,若作业时超过此水平，就必须动用机体的能量储备。 机体的标准能量储备为100.47KJ。,二、合理安排作业休息制度,1、实际劳动生产率的确定,明确两点： 工间休息是必要的，不是工人偷赖，而是生理上的需要。 例如：工人有

18、时通过擦擦汗、挪动一下位置等，掩盖一下所需的工间休息，试图表明这是技术上的需要，而实际上是生理需要。,实际生产中，尤其是流水线作业，自动化程度高，工人心理紧张，单调感增加，容易形成心理疲劳；高温、强辐射、噪声等环境也会产生精神疲劳。因此适当安排工间休息对恢复、缓解疲劳有好处。 休息次数和时间应视作业类型及强度大小而定。,2. 换班制度,换班制度受生物节律的影响。,（1）背景 生产的需要，作业者可能要换班，即有上午班、下午班、晚班等，这样人体的生物钟紊乱，导致工作效率下降。 （2）主要原因 生物节律破坏； 晚班作业在白天得不到充分的休息和恢复。 长此下去，作业者的健康、家庭、社会生活等带来障碍。

19、,（3）措施 尽量取消不必要的换班，若要必须换班，应适当改善作业和生活条件，采用“四班三转”或“五班四转” ，逐步过渡，减少工人的不适应性。,“五班四转”换班制度： 20点凌晨2：00上午8：00下午2：00晚上20点 前夜 后夜 上午 下午 休息 5组，每班6小时,返回,一般对于轻度、中等劳动，作业1天后，第二天可以恢复，而重体力劳动连续工作56天，需休息12天才能恢复，因此必须安排休息日制度。,3. 休息日制度,对于不同的工作性质，休息时间也不同，如钢铁工人可能要休息3天/周，采矿、采煤等野外工作人员，休息半年、工作半年。 采用休息日制度不仅是从作业需要上进行补偿，而且在心理上也是一种补偿

20、。,三.改善工作内容，克服单调感,2.单调感的特点 （1）作业节奏发生变化，工作质量下降，工作不能坚持下去。,什么是单调工作？,内容单一，短暂而动作高度重复的作业，限制作业者创造力发挥的作业都是单调乏味的，使人产生不愉快的情绪。,例如：流水线作业。 单调工作不仅指短期高度重复的工作，还指长年累月干同样的工作。,（2）作业能力动态曲线发生变化，稳定期变成为疲劳期。 例如：早上1小时以后，下午0.5小时以后出现疲劳，仿佛工作时间延长了。上午班结束时，以为该完成工作量，有时出现终末激发现象。,（3）作业时能耗不多，但容易精神疲劳。,4.克服单调感的措施,（1）操作再设计 将若干操作时间短的工序合为一

21、个长工序，作业内容丰富，克服了单调感，提高了作业效率。,Walker对IBM公司的电动打字机框架装配操作进行了合并处理， 提高了生产率，减少了缺勤和事故率。,案例分析,合并前：辅助装配工（框架的预装配，做准备工作） 正式装配工（正式装配和调试） 检验工（产品检验） 没有成就感，工作单调，效率低，质量无保证。,合并后：所有人都干相同工作（预装装配调试检验） 质量、效率提高，缺勤和工伤减少有成就感。,（2）操作变换（作业变换） 从一种单调工作变换到另一种单调工作，从心理上克服了单调感。,案例分析,a.会操作能做出好产品； b.会进行工具调整； c.改变加工对象时，能调整设备； d.改变加工对象后能出好产品。,日本企业重视作业变化的作用，他们将作业内容的变换巧妙地同职工成长结合起来，每个人在某一道工序中要进行4步变换：,工人完成上述四步工作变换后就可以调到班内的其它工序上工作，谁先完成，谁就可以任命为“工长”待遇提高有挑战、