1、职业功效学（p59）ergonomics,概述工作过程中的生物力学人体测量学及其应用机器和工作环境劳动组织预防措施,职业工效学概述,职业工效学（ergonomics）：又称人类（体)工程学，人类（体）因素学、人机工程学、人机学、工效学、人体因素工程学。Ergonomics 由两个希腊语的词根组成: Ergo=劳动, 工作; Nomos=规律, 规则 Ergonomics=工作的自然规律,定义 国际劳工组织（ILO） 国际工效学学会（IEA） 工效学名词术语 职业工效学：以人为中心，研究人、机器设备和环境之间的相互关系，旨在实现人在生产劳动及其他活动中的健康、安全、舒适，同时提高工作效率。,人
2、机器 工效学设计 界面（interface）,培训,工效学的主要任务,(这项工作)是否可执行且无危险吗？,1.人体方面,生理学（生物力学）,解剖学（人体测量与应用）,心理学,工作过程中的生物力学,职业生物力学（Biomechanics） ： 主要研究工作过程中人和机器设备间的力学关系，目的是提高工作能力并减少肌肉骨骼损伤的发生。,骨骼肌力学特性姿势合理用力常见疾患,工作过程中的生物力学,肌肉骨骼肌的力学特点,运动系统主要组成及作用肌肉：主动部分 肌肉做功的效率与负荷大小有关，负荷过大或过小，效率都低。 当肌肉负荷为肌肉最大收缩力的一半时，肌 肉收缩所做的功具有最大值。骨骼：被动部分 主要功能是
3、支持、运动和保护；骨骼强度青年人比老人高，男女。关节：支点 是骨间连接，以转动的方式运动,根据肌肉收缩情况、参与劳动肌肉量的多少以及是否做功等，可将作业类型分为静力作业和动力作业。,静力作业（Staticwork）,定义: 主要依靠肌肉的等长性收缩来维持一定的体位， 使躯体和四肢关节保持不动势所进行的作业。,不能持久 耗能不高但易疲劳 需要的恢复时间较长 容易引起肌肉关节的过度紧张和损伤 工作效率低,特点,动力作业（Dynamicwork）,定义: 主要依靠肌肉的等张性收缩保持肌肉张力不变， 运用关节的活动来进行的作业。,肌肉交替收缩与舒张 血流量增加 不易疲劳 做功效率高，较少引起肌肉关节的
4、损伤,特点,放松状态,动力作业,静力作业,人在劳动时需要保持一定的姿势（posture）常见的姿势是站姿和坐姿不管采取何种姿势，人体都要承受由于保持某种姿势所产生的负荷，如站或坐时颈椎需要承担头部的负荷，腰椎需要承担腰以上躯体的负荷，这种负荷称作姿势负荷（posture load）。,姿势,为了方便操作和减少姿势负荷及外加负荷的影响，在采用作业姿势时需注意：尽可能使操作者的身体保持自然的状态；避免头部、躯干、四肢长时间处于倾斜状态或强迫体位使操作者不必改变姿势即可清楚地观察到需要观察的区域；操作者的手和前臂避免长时间位于高出肘部的地方；如果操作者的手和脚需要长时间处于正常高度以上时，应提供合适
5、的支撑物。,合理用力,合理运用体力，可以减少能量消耗，减轻疲劳程度，降低慢性肌肉骨骼损伤的发病率，提高工作效率。,动力单元：由肌肉、骨骼、神经、血管等组成。 一个动力单元可完成简单的动作，两个以上的动力单元组合在一起称为动力链，可以在较大范围内完成复杂动作。 多数劳动是通过动力链来完成的。但是一个动力链包括的动力单元越多，出现障碍的机会也就越多，因此，在组织生产劳动时，应尽可能用较简单的动力链。,合理用力,重心物体的重心：为了减少用力，在劳动时应尽可能使物体的重心靠近人体，这样可以使力矩变小。采用这种方法，做同样的功可以搬运更重的物体，提高做功效率。,图3-1 物体重心与作业效率,人体重心：除
6、了物体重心以外，人体本身也有重心。 除了整体重心以外，人体各个部分，又称体段（segment），也有各自的质量和重心，如头、手、前臂、上臂、躯干等，每一部分力矩的大小取决于该体段的空间位置与相应的关节（支点）之间的垂直距离（图3-2）。距离越大，力矩越大，机体的能量消耗也随之增加。,图3-2 肢体重心与功耗（M）,对称用力生产中用力要注意力的对称，这样可以保持身体的平衡与稳定，否则机体为保持某种姿势需要有较多的肌肉收缩而消耗能量。 生产劳动可能使用各种动作，要根据生物力学基本原理，合理运用体力 。,合理应用体力有助于降低能量消耗，减轻疲劳程度，减少劳动引起的慢性损伤，提高劳动效率。,对程用力
7、动作自然 动作的节奏性 利用身体的重力,身体保持自然状态避免身体任何部位长时间处于强迫状态使操作者不用改变姿势就能观察到需观察的区域避免手和前臂长时间高出肘部，如需手、脚长时间处于高出正常高度，应提供合适支撑物在可能的情况下，在劳动过程中适当变换姿势。对称用力：有利于减少能量消耗、保持稳定和平衡,掌握正确劳动姿势的注意事项,常见疾患,强迫体位引起的疾患个别器官紧张压迫及摩擦所致疾患,1. 强迫体位引起的疾患,肌肉骨骼损伤 下背痛 颈、肩、腕损伤 下肢静脉曲张 扁平足 腹疝,是一种常见的与工作有关的疾病，影响面很广，在各种行业都可以发生。下背痛（low back pain, LBP）是肌肉骨骼损
8、伤中最常见的一种，半数以上的劳动者在工作年龄都曾患过下背痛。站姿作业和坐姿作业均可发生下背痛，因此许多作业均可引起这种疾病，其中以站立负重作业发病率最高，如搬运工。,（1）肌肉骨骼损伤（musculoskeletal injury）,常见原因 负重; 姿势; 用力不当; 在负重过程中突然转身。职业性下背痛常见的类型： 腰功能不全：表现为下背部疲劳、强直或疼痛。清早起床，向前弯腰、持久保持站或坐的姿势均可引起发作，发作时腰不能伸直； 腰痛：腰部剧烈疼痛，活动受限，多发生于突然用力或转身等动作。 坐骨神经痛：疼痛向腿的后、侧部放射，脚和趾可有麻木或刺痛。,颈、肩、腕损伤常见的姿势及职业活动：见于坐
9、姿作业，常见职业活动： 键盘操作者： 流水线生产工人： 手工工人：缝纫、制鞋、刺绣等； 音乐工作者：钢琴师、手风琴演奏者等。主要原因, 长时间保持一种姿势，特别是不自然或不正确的姿势下工作更容易发生; 频繁活动，工作中进行重复、快速操作，手部反复曲、伸； 用力，作业中反复用力。,主要表现 疼痛、肌张力减弱 感觉过敏或麻木 活动受限 严重者只要处于工作姿势即产生剧烈的疼痛，以 至于不能坚持工作。 腕部严重损伤者还可以引起手部肌肉的萎缩等。,常见的姿势及职业活动：长期站立或行走或站立负重作业多见，常见的职业活动有：警察、纺织工等。本病随着工龄延长而增加，女性比男性更容易患病，常见部位在小腿内侧。表
10、现：感到下肢及脚部疲劳、坠胀或疼痛，严重者可出现水肿、溃疡、化脓性血栓性静脉炎等。,（2）下肢静脉曲张,常见的姿势及职业活动：立姿作业、行走、搬运或需要用力踩脚控制器，使胫部肌肉过劳，韧带拉长、松弛，导致脚弓变平，成为扁平脚。扁平脚形成比较缓慢，但青少年从事这类作业发生和发展均较快。表现：早期表现为脚跟及趾骨头疼痛，随着病情继续发展，可有步态改变、下肢肌肉疲劳、坐骨神经痛、腓肠肌痉挛等，严重时，站立及步行即出现剧烈疼痛，并伴有胫部水肿。,（3） 扁平足,常见的姿势及职业活动：长期从事重体力劳动者，由于负重，使腹部肌肉紧张，腹内压升高，久而久之可形成腹疝，青少年从事重体力劳动更容易发生这种疾病。
11、其中脐疝和腹股沟疝比较常见，其次是股疝。表现：一般无疼痛，对身体影响不大。劳动中突然发生的称为创伤性疝，疼痛剧烈，但很快可缓解或转为钝痛。,（4）腹疝,（1）视觉器官紧张所致疾患：常见的职业活动： 计算机录入、文字校对、钟表工、细小零件装配工 电子元件生产以及有些科研和医务工作者。 表现：长期视觉紧张可以出现眼干、眼痛、视物模糊、复视等一系列症状，并可出现眼睛流泪、充血、眼睑浮肿、视力下降等临床改变，严重者可发生黄斑性脉络视网膜炎，甚至视网膜剥离。,2.个别器官紧张,（2）发音器官过度紧张所致疾患： 常见的职业活动：有些职业，如歌唱家、教师、讲解员等，不仅发音器官使用多，而且紧张度高，可以引起
12、发音器官的变化或疾病。,疾患的类型：功能性发音障碍 开始发音有不久即出现声音嘶哑、失调、或失声。器质性损害：表现为发音器官炎症、声带出血、声带不全麻痹，甚至出现“歌唱家小结节”。实际工作中“歌唱家小结节”较少，“假性歌唱家小结节”比较多见，在比较严重的咽喉炎或气管炎之后过早地唱歌容易出现这种现象。,（1）胼胝：常见的作业：身体与工具或其他物体接触的部位因摩擦和压迫，可使局部皮肤反复充血，表皮增生及角化，形成胼胝（callus）或胼胝化（callosity）。胼胝范围小且后，界限清楚，反之则为胼胝化。常见部位：手部最常见，脚其次。 这种情况一般不影响作业，甚至有一定保护作用，但如果数量多或面积大
13、，也会使活动受限，感觉灵敏度降低，影响正常功能。如果发生感染，出现炎症，则会影响身体健康。,3. 压迫及摩擦所致疾患,（2）滑囊炎常见的作业：一种常见的疾患，很多工种都可以引起滑囊炎，尤其多见于快速、重复性的操作。可以发生于各种不同的部位，如包装工的腕部，跪姿工作者的漆部等。发生主要原因：局部长期受到强烈的压迫和摩擦，这种压迫可以是来自外部的力，也可以是机体内部的力，如包装工或打字员的腕部受力主要是手腕反复曲伸产生的力。表现：职业性滑囊炎呈现慢性或亚急性过程，一般症状较轻，表现为局部疼痛、肿胀，对功能影响不大。,（3）掌挛缩病：常见的作业：长期使用手控制器，如手柄、轮盘等。原因：由于持续压迫和
14、摩擦，可引起掌挛缩病。发病的特点： 掌挛缩病发病缓慢，一般要工作20-30年才发生。 其发生过程先是由于手掌腱鞘因反复刺激而充血，形成炎性小结节，在此基础上，出现腱膜纤维性增生，进一步发展腱膜可与皮肤粘连，使手掌及指的掌面形成线状瘢痕，皮肤变厚，活动受限，严重者失去活动功能。 掌挛缩病以右手多见，常发生于尺侧，累及无名指和小指，病程进展缓慢。,二、人体测量学及其应用,（一）人体测量类型及方法,1. 人体测量类型(1) 静态测量 ： 静态测量是被测者在静止状态下进行的测量，又叫静态人体尺寸测量（static measurement of dimensions）。这种方法测量的是人体各部分的固定尺
15、寸，如身高、眼高、上臂长、前臂长等。 (2) 动态测量：动态测量是被测者在规定的运动状态下进行的测量，又称动态人体尺寸测量（dynamic measurement of dimensions）。这种方法测量的是人体或某一部分空间运动尺寸，即活动范围，又称功能人体尺寸测量（functional measurement of dimensions）。,按照传统的测量方法，人体立姿测量项目正面60项，横向10项，头部49项，共119项。,图3-3 脚上下活动范围及适宜范围,(二) 人体测量数据的应用,1. 人体尺寸的百分位数人体测量除了项目很多，在分析计算时，对于每一个项目都要进行统计分析，分别计算
16、出不同百分位数的人体尺寸，以满足不同设计需要。一般从小到大计算出1%、2%、5%、10%，直到99%的百分位数值。 在实际工作中，使用人体测量数据要根据具体要求选择性应用，并非简单地使用第50百分位数（P50）的值。,2. 人体尺寸的应用(1) 最常用的设计方法是使机器设备或工具适合于90%的人。这里所指的90%的人并非是指从低到高90%的人群，而是要求适合第5百分位数至第95百分位数的人。如门的高度 等。 (2) 有些设计只需要一个人体尺寸的百分位数值作为上限值或下限值，这种情况称单限值设计。单限值设计有时需要取上限值 ，在另外一些情况下，只要考虑身材小的人体尺寸即可，所以又称小尺寸设计。如
17、工作场所为了防止肢体伸入危险区所采用的防护网的网孔直径或栅栏的间距 等。,3.注意事项（1）人体尺寸受年龄、性别、种族等多种因素的影响，使用人体测量数据进行设计的时候，需考虑各种影响因素 。不同种族的人体尺寸差别较大，进入国际市场的机器设备的设计必须考虑到各种使用者。 （2）使用人体尺寸进行工程设计时，还要适当增加修正量以满足实际需要 。此外，为了减少空间压抑感、恐惧感或为了满足美观的心理需要等，还要使用心理修正量 。如大的厅、堂的高度，比人体测量尺寸的上限值高出很多，更多考虑的是心理因素。,4.影响因素（1） 年龄：人体尺寸在成年以前随年龄增长而增加，这种变化过程一般男性到20岁，女性到18
18、岁基本停止。 （2） 性别：每一个国家或地区的人群，男性和女性的人体尺寸数据均存在明显差别 。（3） 种族：不同种族的人体尺寸可以有较大差别，一般白种人比较高大 。（4）地区：由于各种原因，长期生存在不同地区的人，即使是同一种族，人体尺寸也会有所不同 。（5） 职业：不同职业的人，在身体高矮和比例方面可以存在一定差别 。,（三）机器和工作环境,人机系统：生产劳动过程中，人和机器（包括设备和工具）组成一个统一的整体，共同完成生产任务，称作人机系统。在人机系统中，人和机器具有不同的特征，只有合理的分工才能保证生产的正常运行和人体健康。人机界面：在人机系统中，人与机器之间存在一个相互作用的“面”，称
19、人机界面。人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。,在人机系统中，人和机器之间的信息传递是至关重要的，人机之间信息是通过人和机器之间的界面（interface）传递的。人机界面主要包括显示器和控制器以及工具，机器的信息通过显示器向人传递，人的信息（包括指令）通过控制器向机器传递。 从工效学角度研究人机界面，就是要使显示器和控制器适合于人的解剖、生理和心理特点。,（1）视觉显示器,1.显示器,查对显示器警戒显示器读数显示器,（2）听觉显示器,2.控制器,1、手控制器,按钮旋钮扳动开关轮盘,2、脚控制器,工具的外形、尺寸、重量等方面的设计，应符合工效学的基本原则，符合人的生理、心理特点
20、，这样才能更好地发挥作用。,3.工具,4.作业环境与工作效率工效学十分重视环境有害因素对人体的影响，除了物理的和化学性等外界环境的有害因素以外，还有社会因素，包括劳动负荷、劳动报酬、位置升迁、人际关系等。对于自然环境中（包括生产过程中产生的）各种有害因素，工效学根据本学科的特点，重点研究如何创造良好的作业环境。,（1）气温：温度升高或降低不但对人体健康产生影响，还可以影响作业能力和工作效率 。（2）噪声: 在噪声环境里，人的注意力不易集中，严重时可以出现烦躁、反应迟钝。（3）照明: 人的信息有80%是通过视觉获得的。生产劳动过场中，合适的照明条件有利于保证获得信息的准确性和提高获取速度。（4）
21、颜色: 颜色是物体的一种属性，也称色彩。适当的颜色可以帮助作业人员提高人对信号或标志的辨别速度，进行正确的观察和识别，减少操作错误。颜色对人的心理可以产生一定影响，使人产生某种感情或引起情绪变化 。,（四）劳动组织,减少负荷及用力改善人机界面人员的选择与培训轮班工作工间休息其他,四、预防措施：（一）流行病学及功效学调查分析： （二）采取正确的作业姿势： 1、避免不良的作业姿势 如将躺卧在地上修理汽车改为站在地沟内修理，既便于操作，又减少上肢的紧张。 2、在站姿或坐姿状态下工作，身体各部位处于自然状态，避免倾斜或过度弯曲。如果需要高低变化，应在工作台或座椅设计中加以解决。此外，在生产容许的情况下
22、，可以适当变换操作姿势。,铁路邮政（Bahnpost）在德国有130多年的历史，其工作原则上一直没有多大的变化。 Veredarius 1894年这样描述邮政火车上的工作：双腿叉开地站直了，宛如暴风雨中站在甲板上，双手满是信件，恰如牌场老手，信件从手中飞向分检盒，一件也不能错。夜幕降临，一眼就能认出邮政车厢，它的灯光最亮，里面的人工作不分昼夜。 工作空间狭窄，少于m2/人，没有通常的通道。工人的心率瞬间可达150次/min,工效学改进后的邮政车,（三）改善人机界面： 除了使显示器和控制器按照人的特点设计外，工作台的高低、工件的放置位置等，要有利于作业人员的使用和保持良好的姿势，有条件的使用高度
23、可调节的工作台，不同性别或不同高矮的人使用时可以根据自身的情况，将其调节到合适位置。（四）减少负重作业： 负重是造成损伤的重要原因之一，在可能的情况下应尽量减少作业过程中的外加负荷，以减轻机体负担。,（五）减少压迫和摩擦： 使用合适的工具和控制器（包括脚控制器），特别是抓握部位的外型和材料要适合于手的特点，避免局部受力过大。对于经常产生摩擦或需要反复运动的部位，如手和手腕，可使用个人防护用品加以防护。（六）作业人员的选择与培训： 为了更好地胜任工作，工人就业时应经过严格挑选，选择的依据不限于是否有职业禁忌症，而是根据所从事作业的特点和要求，确定录用标准，如人体尺寸、体力、动作协调性、反应速度、文化程度、心理素质等。经过这样选择的工人具有较强的从事该项作业的能力，既可缩短培训时间，又能较好地胜任工作。,（七）工间休息： （八）优化劳动组织： （九）改善作业环境：,
