第三节 职业工效学

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 。
负荷过小 肌肉收缩时用来做功的能量也很少，效率低。
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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 主要功能是支持、运动和保护；青年人骨骼强度比老 人高，男>女。
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人类工效学的简史
“人-机-环境整体优化”时代 20世纪60年代以后，研究者们发现除了改善人与机器的
关系以外，环境因素对生产的影响也很重要，逐渐明确了人、 机器和环境是一个完整的系统，且在这一系统中人是最重要 的因素，标志着人类工效学进入“人-机-环境整体优化”的 时代。
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主要内容
➢ 工效学定义及简史 ➢ 时间动作分析 ➢ 工作过程中的生物力学 ➢ 人体测量及应用 ➢ 机器和工作环境 ➢ 工效学相关疾患
一、时间动作分析
➢研究作业人员在各种操作中的身体动作和花费时间 ➢目标是减少完成工作所需的动作量，消除多余的动作，
减轻劳动强度，减短劳动时间，使操作简便有效。 ➢制定出最佳的动作程序和操作方法，提高工作效率，减
少工人疲劳。
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高效工作准则
➢ 最小化劳动者获取工具、操作机器所需空间距离； ➢ 双手同时操作，动作尽量对称，用手取物时应伸向同侧； ➢ 操作过程中手不应该闲下来； ➢ 不用手做身体其它部分，尤其是腿和脚可以完成的工作； ➢ 在盛放工作物资时应该使用机械装置（如钳子），而不是
用手； ➢ 工作桌、椅应该有合适的高度，使劳动者坐在高椅上或站
着就能够完成工作。
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主要内容
➢ 工效学定义及简史 ➢ 时间动作分析 ➢ 工作过程中的生物力学 ➢ 人体测量及应用 ➢ 机器和工作环境 ➢ 工效学相关疾患
二、工作过程的生物力学
生物力学（Biomechanics）
是将力学与生物学的原理和方法有机地结合起来，研 究生命过程中不断发生的力学现象及其规律的科学。
高度（cm） 肱桡肌 肱二头肌 三角肌 斜方肌
Height
Brachior. Biceps Deltoid Trapezius
74
5.0
4.2
9.3
8.1
79
5.0
4.4
10.2
9.0
84
5.1
4.6
11.1
9.5
注：MVC（%）为肌肉最大随意收缩百分比
工作姿势的注意事项
➢ 尽可能使操作者的身体保持自然状态； ➢ 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
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。
工作负荷
搬运重物或手持工具时需要克服物体的重力，这种作 用力称为工作负荷。在物体重量固定的情况下，人体承受 的负荷与物体重心到支点的垂直距离直接相关。
注意
• 尽可能使物体重心靠近人体，减少工作负荷。 • 避免人体整体重心的偏移，使其靠近脊柱及其延长
机器
环境
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人类工效学的简史
“人适机”阶段
产生于19世纪末，基本思路是充分利用人体机能、使之 与机器相适应，重点集中于选择、培训人员和改善劳动环境、 减轻疲劳等方面。
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人类工效学的简史
“机适人”阶段
20世纪以来，研究者逐渐认识到人的因素才是人机系统 中的核心因素，适应于人的机器才是最有效率的机器，故学 科思路开始向以人为中心，强调机器对人的适应。20世纪50 年代，“机适人”思想基本确定，工效学学科框架逐渐成型。
线，减少姿势负荷。
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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。
物体重心与作业效率
• 人体重心：除了物体重心以外，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。
职业生物力学（occupational biomechanics）
研究工作过程中人和机器设备间力学的关系，目的在 于提高工作效率并减少肌肉骨骼损伤的发生。
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（一）肌肉骨骼的力学特性
肌肉的力学特性 劳动时肌肉做功的效率与负荷大小有关。
负荷过大 肌肉收缩时不能缩短或缩短很少，工作效率
低，还容易引起肌肉或骨骼的损伤。
提供合适的支撑物。
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（三）合理用力
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。
对称用力 动作自然 动作的节奏性 利用身体的重力
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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。
第三节 职业工效学
主要内容
➢ 工效学定义及简史 ➢ 时间动作分析 ➢ 工作过程中的生物力学 ➢ 人体测量及应用 ➢ 机器和工作环境 ➢ 工效学相关疾患
职业工效学的定义 occupational ergonomics
是人类工效学应用的重要分支，以解剖学、心理 学、生理学、人体测量学、工程学、社会学等多学科 理论知识为基础，以职业人群为中心，研究人-机器设备环境之间的相互关系，旨在实现人在工作中的健 康、安全、舒适，同时保持最佳工作效率。
◆关节：支点 是骨间连接，以转动的方式运动
（二）姿势
最常见工作的姿势是站姿和坐姿
站姿 运动比较灵活，便于用力，适合从事体力劳动。 坐姿 身体比较稳定，宜于从事精细工作。
无论是站姿还是坐姿，都存在一些不利 于健康的因素。 长时间工作维持某一姿势可以引起损伤。
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不同高度工作台操作时各肌肉的负荷（MVC %）