第6章人的作业能力与疲劳

1、第六章第六章 人的作业能力与疲劳人的作业能力与疲劳6.1 体力工作负荷及劳动强度人体活动的最基本特征有三个：人体活动的最基本特征有三个： 力量力量 耐力耐力 能量代谢能量代谢 一、人体活动力量一、人体活动力量 人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿势、着力部位以及力的作用方向。势、着力部位以及力的作用方向。 施力部位可把人体力量分为施力部位可把人体力量分为手部力量手部力量、脚脚（含腿）部力量（含腿）部力量、背部力量背部力量和和颈部力量颈部力量。 人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力量和脚部力量在所有各类力量中起着重要的作

2、量和脚部力量在所有各类力量中起着重要的作用。用。 一、人体活动力量一、人体活动力量 （一）手部力量（一）手部力量 （1 1）握力：握力的大小在很大程度上反映手）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年龄、性别等因素的的用力能力。握力大小因年龄、性别等因素的变化而有很大的差异。表变化而有很大的差异。表8-18-1是根据对一组被试是根据对一组被试的测定所得到的实验结果。从表的测定所得到的实验结果。从表8-18-1可以看出，可以看出，人体力量与人的年龄、性别有关，年龄和性别人体力量与人的年龄、性别有关，年龄和性别对力量有很大的影响。对力量有很大的影响。 一、人体活动力量一、人体活动

3、力量 （一）手部力量（一）手部力量 （2 2）手的操纵力。与人的作业姿势、用力方向等因）手的操纵力。与人的作业姿势、用力方向等因素有关。素有关。1 1）坐姿手操纵力）坐姿手操纵力2 2）立姿手操纵力）立姿手操纵力3 3）卧姿手操纵力）卧姿手操纵力4 4）常见手部操作动作及其力量极限）常见手部操作动作及其力量极限 一、人体活动力量一、人体活动力量 （二）脚部力量（二）脚部力量 脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达方向有关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达2568N,2568N,左脚为左脚为2362N2362N；膝部伸展

4、角度在；膝部伸展角度在1300130015001500或或1600160018001800之间时，脚蹬力最大。之间时，脚蹬力最大。 一般来说，右脚脚力大于左脚；男性脚力一般来说，右脚脚力大于左脚；男性脚力大于女性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超大于女性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超过过264N264N。否则易疲劳。右脚使用力的大小、速度。否则易疲劳。右脚使用力的大小、速度和准确性都优于左脚。和准确性都优于左脚。 操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。二、人体活动的耐力二、人体活动的耐力 一般把人体能够在较长时间内保持特定工作水一般把人体能够在较长时间内保持特

5、定工作水平的能力称为耐力。平的能力称为耐力。 研究表明，随着活动持续时间的增加，人体力研究表明，随着活动持续时间的增加，人体力量出现下降。人体力量与持续时间之间存在一种非线量出现下降。人体力量与持续时间之间存在一种非线性的反比关系，如图所示。性的反比关系，如图所示。6.2 体力工作负荷及其测定 体力工作负荷是指人体单位时间内承受的体力工体力工作负荷是指人体单位时间内承受的体力工作量的大小。工作量越大，人体承受的体力工作负作量的大小。工作量越大，人体承受的体力工作负荷强度越大。人体的工作能力是有一定限度的。荷强度越大。人体的工作能力是有一定限度的。 对操作者承受负荷的状况进行准确评定，既能保对操

6、作者承受负荷的状况进行准确评定，既能保证工作量，又能防止操作者在最佳工作负荷水平外证工作量，又能防止操作者在最佳工作负荷水平外超负荷工作，是人机系统设计的一项重要任务。超负荷工作，是人机系统设计的一项重要任务。一、体力工作负荷的定义一、体力工作负荷的定义 可运用上述生理指标和生化指标的变化测定人可运用上述生理指标和生化指标的变化测定人体工作负荷水平，体力工作负荷可以从生理变化、体工作负荷水平，体力工作负荷可以从生理变化、生化变化、主观感觉等三个方面进行测定。生化变化、主观感觉等三个方面进行测定。二、二、 体力工作负荷的测定体力工作负荷的测定 （一）生理变化测定（一）生理变化测定 生理变化测定主

7、要通过吸氧量、肺通气量、生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血压和肌电图等生理变量的变化来测定体心率、血压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。生理变化的测定也可以使用某些派力工作负荷。生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率指标。生的吸氧量和心率指标。 （二）生化变化测定（二）生化变化测定 经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的负荷对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的“运动性尿蛋白运动性尿蛋白”现象。现象。二、二、 体力工作负荷的测定体力工作负荷的测定 （三）主观感觉测定（三）主观感觉测定

8、主观感觉测定是通过自认劳累分级量表进主观感觉测定是通过自认劳累分级量表进行评价行评价(P147)(P147)。经过多次修改，目前普遍使用的。经过多次修改，目前普遍使用的是是1515点（点（6 62020点）量表，该量表的特征是要求点）量表，该量表的特征是要求操作者根据工作中的主观体验对承受的负荷程度操作者根据工作中的主观体验对承受的负荷程度进行评判。进行评判。 劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。劳动强度不同，单位时间人体所消及紧张程度。劳动强度不同，单位时间人体所消耗的能量也不同。从劳动生理学方面来看，以能耗的能量也不同。从劳动生理学方面来

9、看，以能量代谢为标准进行分级是比较合适的。这种分级量代谢为标准进行分级是比较合适的。这种分级法可以把千差万别的作业，从能量代谢角度进行法可以把千差万别的作业，从能量代谢角度进行统一的定义。目前，国内外对劳动强度分级的能统一的定义。目前，国内外对劳动强度分级的能量消耗指标主要有两种：量消耗指标主要有两种： 相对指标，即相对代谢率相对指标，即相对代谢率RMRRMR。该指标在国外。该指标在国外应用比较普遍，目前在我国已开始使用；应用比较普遍，目前在我国已开始使用； 绝对指标，如绝对指标，如8h8h的能量消耗量，劳动强度指的能量消耗量，劳动强度指数等。数等。三、三、 劳动强度及其分级劳动强度及其分级1

10、 1、以相对代谢率指标分级、以相对代谢率指标分级 依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准的典型代表是日本能率协会的划分标准，它将劳动的典型代表是日本能率协会的划分标准，它将劳动强度划分为强度划分为5 5个等级。个等级。 作业的越高，规定的作业率应越低。作业的越高，规定的作业率应越低。 2.72.7适宜的作业；适宜的作业； 444的作业不能连续进行；的作业不能连续进行； 77的作业应实行机械化。的作业应实行机械化。三、三、 劳动强度及其分级劳动强度及其分级 相对代谢率指标分级相对代谢率指标分级 能耗能耗量指标分级量指标分级 劳动强度指数劳动强度指数分级分

11、级 耗氧量、心率等指标分级耗氧量、心率等指标分级2 2、以能耗量指标分级、以能耗量指标分级 不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照资料见表。该资料为日本劳动研究所发表。照资料见表。该资料为日本劳动研究所发表。 性别性别等级等级主作业的主作业的 RMR8h8h劳动能耗量劳动能耗量/kJ/kJ一天能耗量一天能耗量/kJ/kJ男男A AB BC CD DE E0 01 11 12 22 24 44 47 77 7111123032303385238523852385252345234523452347327732773277327908590859085908

12、510844108447746774692119211921192111067610676106761067612770127701277012770146541465414654146541632916329女女A AB BC CD DE E0 01 1l l2 22 24 44 47 77 71111192619263014301430143014427042704270427059455945594559457453745374537453891889186908690880398039803980399295929592959295109701097010970109701247712

13、47712477124771394213942 我国我国19841984年颁布了体力劳动强度分级标准年颁布了体力劳动强度分级标准(GB3869-83)(GB3869-83)，19971997年重新确定标准（年重新确定标准（GB3869-1997GB3869-1997）代替）代替GB3869-83GB3869-83，标，标准规定了体力劳动强度分级的划分原则和级别，是劳动安准规定了体力劳动强度分级的划分原则和级别，是劳动安全卫生和管理的依据。全卫生和管理的依据。 3 3、以劳动强度指数分级、以劳动强度指数分级本标准采用下列定义。本标准采用下列定义。1 1）能量代谢率）能量代谢率energy met

14、abolic radeenergy metabolic rade（M M）2 2）劳动时间率）劳动时间率working time rate (T) working time rate (T) 3 3）体力劳动性别系数）体力劳动性别系数sex coeffcient of physical work (S)sex coeffcient of physical work (S)4 4）体力劳动方式系数）体力劳动方式系数way coefficient of physical work (W)way coefficient of physical work (W)5 5）体力劳动强度指数）体力劳动强度指

15、数 intensity index of physical work (I)intensity index of physical work (I)3 3、以劳动强度指数分级、以劳动强度指数分级3 3能量代谢率、劳动时间率和体力劳动强度能量代谢率、劳动时间率和体力劳动强度指数的计算方法指数的计算方法（1 1） 平均能量代谢率平均能量代谢率M M计算方法计算方法 单项劳动能量代谢率计算如下：单项劳动能量代谢率计算如下： 每分钟肺通气量每分钟肺通气量3.03.07.3L7.3L时采用式：时采用式： lgMlgM0.0945x 0.0945x 0.537 94 0.537 94 每分钟肺通气量每分钟

16、肺通气量8.08.030.9L30.9L时采用式：时采用式： lg(13.26lg(13.26) )1.1648 -0.0125x 1.1648 -0.0125x 每分钟肺通气量每分钟肺通气量7.37.38.0L8.0L时采用上面两式的时采用上面两式的平均值。平均值。 上式中，上式中，M M为能量代谢率（为能量代谢率（kJkJminminm m2 2）；）；x x为为单位体表面积气体体积，单位体表面积气体体积，L Lminminm m2 2。（2 2）劳动时间率）劳动时间率T T计算方法计算方法 每天选择接受测定的工人每天选择接受测定的工人2 23 3名，记录自上工名，记录自上工开始至下工为止

17、整个工作从事各种劳动与休息的开始至下工为止整个工作从事各种劳动与休息的时间。每个测定对象应连续记录时间。每个测定对象应连续记录3 3天，取平均值，天，取平均值，求出劳动时间率求出劳动时间率(T)(T)。 工作日内纯净劳动时间（工作日内纯净劳动时间（min） T (%) 100 工作日总工时（工作日总工时（min） 各单项劳动占用的时间（各单项劳动占用的时间（min） 100 工作日总工时（工作日总工时（min） （3 3）体力劳动强度指数计算方法）体力劳动强度指数计算方法 体力劳动强度指数计算公式：体力劳动强度指数计算公式： I=10 I=10 T TM MS SW W式中：式中：I I体力劳

18、动强度指数；体力劳动强度指数；T T劳动时间率，；劳动时间率，；M M8h8h工作日平均能量代谢率，工作日平均能量代谢率，KJKJminminm m2 2；S S性别系数：男性性别系数：男性1 1，女性，女性1.31.3；W W体力劳动方式系数：搬体力劳动方式系数：搬1 1，扛，扛0.400.40，推，推/ /拉拉0.050.05其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均值值4 4、以氧耗、心率等指标分级、以氧耗、心率等指标分级 以能量消耗为指标划分劳动强度时，耗氧量、以能量消耗为指标划分劳动强度时，耗氧量、心率、直肠温度、出汗率、乳酸浓度和相对代

19、谢心率、直肠温度、出汗率、乳酸浓度和相对代谢率等具有相同意义。典型代表是国际劳工局率等具有相同意义。典型代表是国际劳工局8383年年标准，将工农业生产劳动强度划分为标准，将工农业生产劳动强度划分为6 6个等级。个等级。劳动强度等级劳动强度等级很轻很轻轻轻中等中等重重很重很重极重极重耗氧量耗氧量/(l/min)/(l/min)O O5 5O.5O.51.01.01.01.01.51.51.51.52.02.02.O2.O2.52.52.52.5能量消耗能量消耗/(kJ/min)/(kJ/min)lO.5lO.510.5-10.5-20.920.920.920.931.431.431.431.44

20、1.941.941.941.952.352.352.352.3心率心率/(beats/min)/(beats/min)7575100100100100125125125125150150150150175175175175直肠温度直肠温度/37.537.53838383838.538.538.538.539393939排汗率排汗率/(ml/h)/(ml/h)200200400400400400600600600600800800800800 能量产生和消耗可以从人体消耗的氧量上反应出来。能量产生和消耗可以从人体消耗的氧量上反应出来。作业时人体所需的氧量取决于劳动强度大小，劳动强度作业时人体所需

21、的氧量取决于劳动强度大小，劳动强度越大，需要氧量也越多。因此，以体力为主的作业，可越大，需要氧量也越多。因此，以体力为主的作业，可以利用人在作业中的耗氧量计算作业时耗能量。以利用人在作业中的耗氧量计算作业时耗能量。（1 1）氧债及其补偿）氧债及其补偿 氧需：单位时间所需的氧量（氧需能否得到满足主氧需：单位时间所需的氧量（氧需能否得到满足主要取决于循环系统和呼吸系统的功能）要取决于循环系统和呼吸系统的功能） 。 氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧量氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧量（成年人的氧上限一般不超过（成年人的氧上限一般不超过3L/min3L/min，有锻炼者可达到，有锻炼者

22、可达到4L/min4L/min） 。耗氧量耗氧量b)氧需超过氧上限a)氧需小于氧上限（1 1）氧债及其补偿）氧债及其补偿 氧债：氧需和供氧量之差（如图）。氧债：氧需和供氧量之差（如图）。（2 2）静态作业的氧需）静态作业的氧需 静态作业的特征是能量消耗水平不高，但容易发生静态作业的特征是能量消耗水平不高，但容易发生疲劳。即使劳动强度很大，氧需也达不到氧上限，通疲劳。即使劳动强度很大，氧需也达不到氧上限，通常每分钟不超过常每分钟不超过1L1L。但在作业停止后数分钟内，氧耗。但在作业停止后数分钟内，氧耗不像动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后再逐不像动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后再逐渐降

23、低到安静水平。具体如图渐降低到安静水平。具体如图8-88-8所示。所示。（3 3）氧耗量的测定与计算）氧耗量的测定与计算 相对代谢率相对代谢率(RMR)(RMR)指标通过作业中氧耗量来指标通过作业中氧耗量来计算，计算公式如下：（要注意，对恢复期还计算，计算公式如下：（要注意，对恢复期还氧债部分的氧耗量不能忽略）氧债部分的氧耗量不能忽略）R M R作 业 时 的 氧 耗 量安 静 时 的 氧 耗 量基 础 代 谢 氧 消 耗 量 其中作业时的氧耗量直接作业过程中测得其中作业时的氧耗量直接作业过程中测得 基础代谢氧的消耗量可以通过由体重、身高计基础代谢氧的消耗量可以通过由体重、身高计算的体表面积值

24、查表求出算的体表面积值查表求出 安静时氧的消耗量，一般以基础代谢氧消耗量安静时氧的消耗量，一般以基础代谢氧消耗量的的1.21.2倍来计算倍来计算5 5、最大能量消耗界限、最大能量消耗界限 一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中，人体一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中，人体工作工作8h8h不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最大工作负荷不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最大工作负荷值通常以能量消耗界限、心率界限以及最大摄氧量的百分值通常以能量消耗界限、心率界限以及最大摄氧量的百分数表示。数表示。 国外一般认为，能量消耗国外一般认为，能量消耗20.93kJ/min20.93kJ/min、心率、心

25、率(110(110115) beats /min115) beats /min、吸氧量为最大摄氧量的、吸氧量为最大摄氧量的33%33%左右时的工左右时的工作负荷为最佳负荷。作负荷为最佳负荷。 对于重强度劳动和极重对于重强度劳动和极重( (很重很重) )强度劳动，只有增加工强度劳动，只有增加工间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中的总能耗，间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中的总能耗，使使8h8h的能耗量不超过最佳能耗界限。为了补充体内的能量的能耗量不超过最佳能耗界限。为了补充体内的能量贮备，就必须在作业过程中，插入必要的休息时间。贮备，就必须在作业过程中，插入必要的休息时间。 6.3 6

26、.3 体力疲劳及其消除体力疲劳及其消除一、体力疲劳及其分类一、体力疲劳及其分类 体力疲劳是指劳动者在劳动过程中，出现的体力疲劳是指劳动者在劳动过程中，出现的劳动机能衰退，作业能力下降，有时伴有疲倦感劳动机能衰退，作业能力下降，有时伴有疲倦感等自觉症状的现象。等自觉症状的现象。 疲劳是一种信号，它提醒你，你的机体已经疲劳是一种信号，它提醒你，你的机体已经超过正常负荷，应该进行调整和休息。超过正常负荷，应该进行调整和休息。 体力疲劳根据身体使用部位可分为局部疲劳体力疲劳根据身体使用部位可分为局部疲劳和全身疲劳。根据活动时间长短和活动强度的高和全身疲劳。根据活动时间长短和活动强度的高低，可分为短时间

27、剧烈活动后产生的疲劳和长时低，可分为短时间剧烈活动后产生的疲劳和长时间中等强度作业后产生的疲劳，后一种疲劳在人间中等强度作业后产生的疲劳，后一种疲劳在人机系统中比较普遍。机系统中比较普遍。二、疲劳的产生与积累二、疲劳的产生与积累 体力疲劳是随工作过程的推进逐渐产生和发体力疲劳是随工作过程的推进逐渐产生和发展的。按照疲劳的积累状况，工作过程一般分为展的。按照疲劳的积累状况，工作过程一般分为四个阶段：四个阶段： （1 1）工作适应期。）工作适应期。 （2 2）最佳工作期。）最佳工作期。 （3 3）疲劳期。）疲劳期。 （4 4）疲劳过度积累期。）疲劳过度积累期。二、疲劳的产生与积累二、疲劳的产生与积

28、累 疲劳的积累过程可用疲劳的积累过程可用“容器容器”模型来说明，模型来说明，图图8-98-9为为“容器容器”模型示意图。从图中可以看到，模型示意图。从图中可以看到，操作者的疲劳受很多因素影响，最典型的是以下操作者的疲劳受很多因素影响，最典型的是以下五个方面。五个方面。 二、疲劳的产生与积累二、疲劳的产生与积累 （1 1）劳动强度与工作持续时间。）劳动强度与工作持续时间。劳动强度是劳动强度是决定疲劳出现时间以及疲劳积累程度的主要因素。决定疲劳出现时间以及疲劳积累程度的主要因素。 （2 2）作业环境条件作业环境条件。环境条件包括许多方面，。环境条件包括许多方面，如照明，噪声、振动、微气候、空气污染

29、、色彩如照明，噪声、振动、微气候、空气污染、色彩布置等。布置等。 （3 3）劳动制度和生产组织方式劳动制度和生产组织方式。不合理的劳。不合理的劳动制度和生产组织方式不利于人体保持最佳工作动制度和生产组织方式不利于人体保持最佳工作能力。能力。 二、疲劳的产生与积累二、疲劳的产生与积累 （4 4）身体素质身体素质。不同的作业者身体素质不同。不同的作业者身体素质不同 。 （5 5）营养、睡眠等营养、睡眠等。营养和睡眠是影响操作。营养和睡眠是影响操作者疲劳状况的另一类因素，生活条件差，营养不者疲劳状况的另一类因素，生活条件差，营养不良，长期睡眠不足的个体，其工作能力受到明显良，长期睡眠不足的个体，其工

30、作能力受到明显的影响，容易产生疲劳。的影响，容易产生疲劳。 （6 6）其他作业者本身的因素其他作业者本身的因素，如熟练程度、，如熟练程度、操作技巧、对工作的适应性、年龄以及劳动情绪操作技巧、对工作的适应性、年龄以及劳动情绪等影响因素也都会带来生理疲劳。等影响因素也都会带来生理疲劳。三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理 疲劳的类型不同，发生的机理也不同。对于疲劳的类型不同，发生的机理也不同。对于疲劳现象的解释在学术界未能达成共识，目前主疲劳现象的解释在学术界未能达成共识，目前主要有下述几种论点。要有下述几种论点。 1.1.物质累积理论。物质累积理论。短时间大强度作业产生的疲短时间大强度作业产生的

31、疲劳，主要是肌肉疲劳。大量研究表明，短时间大劳，主要是肌肉疲劳。大量研究表明，短时间大强度作业后，肌肉中的强度作业后，肌肉中的ATPATP、CPCP含量明显下降。含量明显下降。 ATPATP、CPCP浓度下降至一定水平时必定导致肌肉进行浓度下降至一定水平时必定导致肌肉进行糖酵解以再合成糖酵解以再合成ATPATP。糖酵解伴随乳酸的产生和积。糖酵解伴随乳酸的产生和积累。这种物质在肌肉和血液中大量累积，使人的累。这种物质在肌肉和血液中大量累积，使人的体力衰竭，不能再进行有效的作业。体力衰竭，不能再进行有效的作业。 三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理 2.2.力源消耗理论力源消耗理论 随着劳动过程的

32、进行，能量不断消耗，人体内随着劳动过程的进行，能量不断消耗，人体内的的 ATPATP、CPCP浓度和肌糖原含量下降。人体的能量浓度和肌糖原含量下降。人体的能量供应是有限的，当可以转化为能量的能源物质供应是有限的，当可以转化为能量的能源物质“肌糖原肌糖原”储备耗竭或来不及加以补充时，人体储备耗竭或来不及加以补充时，人体就产生了疲劳。就产生了疲劳。 三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理 3.3.中枢系统变化理论中枢系统变化理论 作业过程中，除了作业过程中，除了ATPATP、CPCP浓度和肌糖原含量不浓度和肌糖原含量不断下降以外，同时还伴随着血糖的降低和大脑神断下降以外，同时还伴随着血糖的降低和大脑

33、神经抑制性递质含量上升。由于血糖是大脑活动的经抑制性递质含量上升。由于血糖是大脑活动的能力供应源，它的降低将引起大脑活动水平的降能力供应源，它的降低将引起大脑活动水平的降低，即引起中枢神经疲劳。低，即引起中枢神经疲劳。 三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理 4.4.生化变化理论生化变化理论 全身性体力疲劳是由于作业及环境引起的体内全身性体力疲劳是由于作业及环境引起的体内平衡状态紊乱。人体在长时活动过程中会出汗。平衡状态紊乱。人体在长时活动过程中会出汗。导致体液丢失。一旦体液减少到一定程度，则循导致体液丢失。一旦体液减少到一定程度，则循环的血量也将减少，从而引起活动能力下降。同环的血量也将减少，

34、从而引起活动能力下降。同时，汗液排出时还伴随着盐的丢失，这会影响血时，汗液排出时还伴随着盐的丢失，这会影响血液的渗透压和神经肌肉的兴奋性，结果导致疲劳。液的渗透压和神经肌肉的兴奋性，结果导致疲劳。 三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理 5.5.局部血流阻断理论局部血流阻断理论 静态作业时，肌肉等长收缩来维持一定的体位，静态作业时，肌肉等长收缩来维持一定的体位，虽然能耗不多，但易发生局部疲劳。这是因为肌虽然能耗不多，但易发生局部疲劳。这是因为肌肉收缩的同时产生肌肉膨胀，且变得十分坚硬，肉收缩的同时产生肌肉膨胀，且变得十分坚硬，内压很大，将会全部或部分阻滞通过收缩肌肉的内压很大，将会全部或部分阻滞

35、通过收缩肌肉的血流，于是形成了局部血流阻断。人体经过休整、血流，于是形成了局部血流阻断。人体经过休整、恢复，血液循环正常，疲劳消除。恢复，血液循环正常，疲劳消除。 三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理 疲劳产生的机理疲劳产生的机理可以概括为可以概括为大量的能量被消大量的能量被消耗，同时身体内产生疲劳毒素；由于能量的不足，耗，同时身体内产生疲劳毒素；由于能量的不足，细胞活力下降，机体各系统的功能减退；疲劳毒细胞活力下降，机体各系统的功能减退；疲劳毒素在体内聚积，体内环境恶化，细胞发生中毒，素在体内聚积，体内环境恶化，细胞发生中毒，兴奋性衰减，甚至兴奋性衰减，甚至诱发凋亡或被动死亡诱发凋亡或被动死

36、亡；疲劳毒；疲劳毒素刺激中枢神经系统，产生全身性疲劳反应。素刺激中枢神经系统，产生全身性疲劳反应。四、疲劳测定方法四、疲劳测定方法 （一）疲劳测定方法应满足的条件（一）疲劳测定方法应满足的条件 为了测定疲劳，必须有一系列能够表征疲劳为了测定疲劳，必须有一系列能够表征疲劳的指标。作为测定疲劳的方法应满足：的指标。作为测定疲劳的方法应满足： 测定结果应当是客观的表达，而不依赖于测定结果应当是客观的表达，而不依赖于作业者的主观解释。作业者的主观解释。 测定的结果应当定量化表示疲劳的程度。测定的结果应当定量化表示疲劳的程度。 测定方法不能导致附加疲劳，或使被测者测定方法不能导致附加疲劳，或使被测者分神

37、。分神。 测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成心理负担或病态感觉。成心理负担或病态感觉。四、疲劳测定方法四、疲劳测定方法 （二）疲劳特征及测定方法（二）疲劳特征及测定方法 疲劳可以从三种特征上表露出来：疲劳可以从三种特征上表露出来： 身体的生理状态发生特殊变化。例如：心身体的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。率、血压、呼吸及血液中的乳酸含量等发生变化。 进行特定作业时的作业能力下降。例如：进行特定作业时的作业能力下降。例如：对特定信号的反映速度、正确率、感受能力下降，对特定信号的反映速度、正确率、感受能力下降，工作绩

38、效下降等。工作绩效下降等。 疲劳的自我体验。疲劳的自我体验。四、疲劳测定方法四、疲劳测定方法 （二）疲劳特征及测定方法（二）疲劳特征及测定方法 1生化法生化法 通过检查作业者的血、尿、汗及唾液等液体中乳通过检查作业者的血、尿、汗及唾液等液体中乳酸、蛋白质、血糖等成分含量的变化来判断疲劳。酸、蛋白质、血糖等成分含量的变化来判断疲劳。 2. 工作效绩测定工作效绩测定 随着疲劳程度的加深，操作者的工作能力明显下随着疲劳程度的加深，操作者的工作能力明显下降。这样，操作者的工作效绩，包括完成产品的数量、降。这样，操作者的工作效绩，包括完成产品的数量、质量以及出现错误或发生事故的概率等，都可作为疲质量以及

39、出现错误或发生事故的概率等，都可作为疲劳评定的指标。劳评定的指标。 四、疲劳测定方法四、疲劳测定方法 （二）疲劳特征及测定方法（二）疲劳特征及测定方法3.生理心理测试法生理心理测试法 （1）膝腱反射机能测定法。）膝腱反射机能测定法。 这是通过测定由疲劳这是通过测定由疲劳造成的反射机能钝化程度来判断疲劳的方法。造成的反射机能钝化程度来判断疲劳的方法。 （2）触二点辨别阈值测定法。用两个短距离的针）触二点辨别阈值测定法。用两个短距离的针状物同时刺激作业者皮肤上二点，当刺激的二点接近状物同时刺激作业者皮肤上二点，当刺激的二点接近某种距离时，被试仅感到是一点，似乎只有一根针在某种距离时，被试仅感到是一

40、点，似乎只有一根针在刺激。这个敏感距离称作触二点辨别阈或两点阈。刺激。这个敏感距离称作触二点辨别阈或两点阈。 3.生理心理测试法生理心理测试法 （3）皮肤划痕消退时间测定法。用类似于粗圆）皮肤划痕消退时间测定法。用类似于粗圆笔尖的尖锐物在皮肤上划痕，即刻显现一道白色痕笔尖的尖锐物在皮肤上划痕，即刻显现一道白色痕迹，测量痕迹慢慢消退的时间，疲劳程度越大，消迹，测量痕迹慢慢消退的时间，疲劳程度越大，消退得越慢。退得越慢。 （4）皮肤电流反应测定法。测定时把电极任意安）皮肤电流反应测定法。测定时把电极任意安在人体皮肤的两处，以微弱电流通过皮肤，用电流在人体皮肤的两处，以微弱电流通过皮肤，用电流计测定

41、作业前后皮肤电流的变化情况，可以判断人计测定作业前后皮肤电流的变化情况，可以判断人体的疲劳程度。人体疲劳时皮肤电传导性增高，皮体的疲劳程度。人体疲劳时皮肤电传导性增高，皮肤电流增加。肤电流增加。 3.生理心理测试法生理心理测试法 （5）心率值测定法。心率，即是心脏每分钟跳动）心率值测定法。心率，即是心脏每分钟跳动的次数。心率随人体的负担程度而变化，因此，可以的次数。心率随人体的负担程度而变化，因此，可以根据心率变化来测定疲劳程度。根据心率变化来测定疲劳程度。 （6）色名呼叫时间测定法。通过检查作业者识别）色名呼叫时间测定法。通过检查作业者识别颜色并能正确呼出色名的能力，判断作业者疲劳程度。颜色

42、并能正确呼出色名的能力，判断作业者疲劳程度。 （7）勾消符号数目测定法。将五种符号共）勾消符号数目测定法。将五种符号共200个，个，随机排列，在规定的时间内只勾掉其中一种符号，要随机排列，在规定的时间内只勾掉其中一种符号，要求正确无误。这是一个辨识、选择、判断的过程，敏求正确无误。这是一个辨识、选择、判断的过程，敏锐快捷程度受制于体力、脑力状态。因此，从勾掉符锐快捷程度受制于体力、脑力状态。因此，从勾掉符号数目的多少可以判别疲劳程度。号数目的多少可以判别疲劳程度。 3.生理心理测试法生理心理测试法 （8）反应时间测定法。反应时间，是指从）反应时间测定法。反应时间，是指从呈现刺激到感知，直至做出

43、反应动作的时间间呈现刺激到感知，直至做出反应动作的时间间隔。反应时间的变化，可反映被试中枢系统机隔。反应时间的变化，可反映被试中枢系统机能的钝化和机体疲劳程度。能的钝化和机体疲劳程度。 （9）闪光融合值测定法。融合值与闪光值）闪光融合值测定法。融合值与闪光值的平均值称为闪光融合值的平均值称为闪光融合值 ，一般在，一般在30Hz55Hz之间。人的视觉系统的灵敏度，与人的之间。人的视觉系统的灵敏度，与人的大脑兴奋水平有关。疲劳后，兴奋水平降低，大脑兴奋水平有关。疲劳后，兴奋水平降低，亦即中枢系统机能钝化，视觉灵敏度降低。亦即中枢系统机能钝化，视觉灵敏度降低。 四、疲劳测定方法四、疲劳测定方法 （二

44、）疲劳特征及测定方法（二）疲劳特征及测定方法4. 疲劳症状调查法疲劳症状调查法 该法通过对作业者本人的主观感受即自觉症状该法通过对作业者本人的主观感受即自觉症状的调查统计，来判断作业疲劳程度。该方法简易、的调查统计，来判断作业疲劳程度。该方法简易、省时，不仅切实可行，且具有较高的精确性。值得省时，不仅切实可行，且具有较高的精确性。值得强调的是，调查的症状应真实，有代表性，尽可能强调的是，调查的症状应真实，有代表性，尽可能调查全作业组人员。另外，选择量表时应注意量表调查全作业组人员。另外，选择量表时应注意量表的信度和效度。的信度和效度。 五、疲劳的一般规律五、疲劳的一般规律 （1）疲劳可以通过休

45、息恢复。）疲劳可以通过休息恢复。 （2）疲劳有累积效应。）疲劳有累积效应。 （3）疲劳程度与生理周期有关。）疲劳程度与生理周期有关。 （4）人对疲劳有一定的适应能力。）人对疲劳有一定的适应能力。六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径 1.合理设计工作环境合理设计工作环境 工作环境包括：照明、色彩、噪声、振动、微气工作环境包括：照明、色彩、噪声、振动、微气候条件、粉尘及有害气体等。候条件、粉尘及有害气体等。 2.改进设备和工具改进设备和工具 采用先进的生产技术和工艺，提高设备的机械化、采用先进的生产技术和工艺，提高设备的机械化、自动化水平，是提高劳动生产率，减轻劳动强度，彻自动化水平，是提高劳动生

46、产率，减轻劳动强度，彻底改善劳动条件的根本措施。底改善劳动条件的根本措施。 工具和辅助设备的改工具和辅助设备的改进，可以减少静态作业，减轻劳动强度，提高工作效进，可以减少静态作业，减轻劳动强度，提高工作效率。率。（一）（一） 改善工作条件改善工作条件六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径 3. 改进工作方法改进工作方法 （1）采用合适的工作姿势。需要设计合理的工作）采用合适的工作姿势。需要设计合理的工作场地和工作位置，研究合理的工作姿势。设备、工具场地和工作位置，研究合理的工作姿势。设备、工具的安置要合理。的安置要合理。 （2）采用经济作业速度。经济速度，就是进行某）采用经济作业速度。经济速度，

47、就是进行某项作业时消耗最小能量的作业速度。在这个速度下，项作业时消耗最小能量的作业速度。在这个速度下，作业者不易疲劳，持续工作时间最长。作业者不易疲劳，持续工作时间最长。 （3）选择最佳的作业方法。操作者作业过程中的）选择最佳的作业方法。操作者作业过程中的用力原则是：将力投入到完成某种动作的有用功上去。用力原则是：将力投入到完成某种动作的有用功上去。这样可以延缓疲劳的到来或者在某种程度上减少疲劳。这样可以延缓疲劳的到来或者在某种程度上减少疲劳。六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径 1.1.疲劳后身体的恢复疲劳后身体的恢复 包括体内产能物质及体液等其他成分的恢复；疲劳物包括体内产能物质及体液等其

48、他成分的恢复；疲劳物质的消除等。质的消除等。 （二）合理确定休息时间和休息方式（二）合理确定休息时间和休息方式 2.2.休息时间的确定休息时间的确定 （1 1）以能耗指标确定。）以能耗指标确定。 设作业时实际能耗量为设作业时实际能耗量为M M，工作日总工时为，工作日总工时为T T，其，其中实际劳动时间为中实际劳动时间为T T劳劳，休息时间为，休息时间为T T休休，则，则 /rTTT劳休（%）/wTTT劳（%）TTT劳休 因为在一个周期中，实际劳动时间为因为在一个周期中，实际劳动时间为100.47 kJ100.47 kJ能量贮备被耗尽的时间，所以能量贮备被耗尽的时间，所以=100.47(M-16

49、.75)T劳(1)16.75MTT劳休六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径 由于要求总的能量消耗满足平均能量消耗不超过由于要求总的能量消耗满足平均能量消耗不超过16.75KJ/min16.75KJ/min，所以：，所以：16.75T MTT劳劳休/116.75rMTTT劳休1/1wrTTTT劳例o 8h工作制中，作业开始前和作业结束后各有半小时准备和整理工作地，中午1h午饭时间。作业时能量消耗为32kj/min，安静时的能量消耗为6 kj/min 。试分析该工作进行过程中至少还应安排几次休息时间？六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径 2.休息时间的确定休息时间的确定（2）综合各因素考虑确定。）

50、综合各因素考虑确定。 综合考虑休息时间的长短、次数和时刻，还与综合考虑休息时间的长短、次数和时刻，还与作业性质、紧张程度、作业环境等相关因素。作业性质、紧张程度、作业环境等相关因素。 3.休息方式休息方式 可分为：积极休息（交替休息），积极休息比可分为：积极休息（交替休息），积极休息比消极休息使工作效率恢复快约消极休息使工作效率恢复快约60%70%；消极；消极休息（安静休息休息（安静休息 ），重体力劳动一般采取这种休），重体力劳动一般采取这种休息方式。息方式。六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径（三）改进生产组织与劳动制度（三）改进生产组织与劳动制度 1.1.休息日制度休息日制度 休息日制度直

51、接影响劳动者的休息质量与疲休息日制度直接影响劳动者的休息质量与疲劳的消除。劳的消除。 2.2.轮班制度轮班制度 轮班制分为单班制、两班制、三班制或四班轮班制分为单班制、两班制、三班制或四班制等。应当根据行业的特点、劳动性质及劳动者制等。应当根据行业的特点、劳动性质及劳动者身心需要安排轮班方式身心需要安排轮班方式 。 下面是几种具有代表性的定义。下面是几种具有代表性的定义。 (1)(1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策速度和决策的困难程度。速度和决策的困难程度。 (2)(2)脑力负荷是人在工作时占用的脑力资源程度，即脑力负荷是人在工作时占用的脑

52、力资源程度，即脑力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的。脑力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的。 (3)(3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑力负荷与工作时感到的压力是相关的。即脑力负荷与工作时感到的压力是相关的。 (4)(4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工作时实际有多忙。在执行脑力工作时实际有多忙。 将将脑力负荷定义脑力负荷定义为反映工作时人的信息为反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标。脑力负荷与人的处理系统被使用程度的指标。脑力负荷与人的闲置未用的信息处

53、理能力之和就是人的信息处闲置未用的信息处理能力之和就是人的信息处理能力。人的闲置未用的信息处理系统与人的理能力。人的闲置未用的信息处理系统与人的信息处理能力、工作任务对人的要求、人工作信息处理能力、工作任务对人的要求、人工作时的努力程度等有关，因而脑力负荷也与这些时的努力程度等有关，因而脑力负荷也与这些因素有关。因素有关。 工作内容、人的能力及人的业绩对脑力负荷的测工作内容、人的能力及人的业绩对脑力负荷的测量有着十分重要的影响。量有着十分重要的影响。 （1 1）工作内容。工作内容对脑力负荷有直接影）工作内容。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的情况下，工作内容越多，越响。在其他条件不

54、变的情况下，工作内容越多，越复杂，操作人员所承受的脑力负荷就越高。复杂，操作人员所承受的脑力负荷就越高。 （2 2）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存在差异，干同样的王作，能力越大的力劳动能力存在差异，干同样的王作，能力越大的人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷越高。人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷越高。 （3 3）人的业绩（绩效）。脑力负荷的适当与否）人的业绩（绩效）。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。许多研究发现，工作绩效与脑均有很大的影响。许多研究发

55、现，工作绩效与脑力负荷强度存在明显的依赖关系，图力负荷强度存在明显的依赖关系，图10-210-2为工作为工作绩效与脑力负荷强度的关系模型。绩效与脑力负荷强度的关系模型。 低低 脑力负荷脑力负荷 高高 （一）主观评价法及其特点（一）主观评价法及其特点 是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。该方法要求系是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。该方法要求系统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。特点：荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。特点： （1 1）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。）

56、主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。 （2 2）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰 。 （3 3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负荷）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负荷评价结评价结 果可相互比较。果可相互比较。 （4 4）使用简单、省时。）使用简单、省时。 （二）主观评价法分类（二）主观评价法分类 脑力负荷主观评定技术有多种类型。最常见脑力负荷主观评定技术有多种类型。最常见的有古柏一哈柏的有古柏一哈柏 (Cooper-Harper)(Cooper-Harper)评价法、主观评价法、主观负荷评价法（负荷评价法

57、（SWATSWAT量表）、量表）、NASANASATLXTLX量表等。量表等。 （三）主观评价法的缺陷（三）主观评价法的缺陷 （1 1）评价结果有偏差。）评价结果有偏差。 （2 2）评价结果容易混淆。）评价结果容易混淆。 （3 3）方法应用存在局限性。）方法应用存在局限性。 （4 4）方法敏感性存在特异性。）方法敏感性存在特异性。 人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类，人员带来的脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类，一类是单指标测量法，一类是多指标测量法。一类是单指标测量法，一类是多指标测量法。 （一

58、）单指标测量法（一）单指标测量法 单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。在使用单指标测量法时，指标选择的好坏对脑力荷。在使用单指标测量法时，指标选择的好坏对脑力负荷的测量成功与否有着决定性的作用。负荷的测量成功与否有着决定性的作用。 人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负荷的研究，在这些研究中主要是用错误或时间延迟作荷的研究，在这些研究中主要是用错误或时间延迟作为业绩指标。为业绩指标。 （二）多指标测量法（二）多指标测量法 用多个业绩指标来测量脑力负荷是希望通过用多个业绩指标来测量脑力负荷是希望通过

59、多个指标的比较和结合减小测量的误差，另外可多个指标的比较和结合减小测量的误差，另外可以通过多个指标来找出脑力负荷产生的原因，这以通过多个指标来找出脑力负荷产生的原因，这样也可提高测量的精度。样也可提高测量的精度。 主任务测量法存在主任务测量法存在两个问题两个问题。其一，各种操作性质不同，不可能提出一种广泛适用其一，各种操作性质不同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，因此各操作之间脑力负荷状况无法比较。的绩效参数，因此各操作之间脑力负荷状况无法比较。其二，根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力其二，根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少，但时，虽然工

60、作负荷的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于得到充足资源的供应并不出现下降，主任务绩效由于得到充足资源的供应并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。( (一一) )辅助任务测量法的原理辅助任务测量法的原理 应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作做两件工作, ,把主要精力放在主任务上。当他有多把主要精力放在主任务上。当他有多余能力时，尽量做辅助任务。主任务的脑力负荷是余能力时，尽量做辅助任务。主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现进行。主任务脑力负荷越大，通过辅助任务的表现进