安全人机工程(第三版) 课件 第3章 安全人机系统中人的作业特性

安全人机工程第三章安全人机系统中人的作业特性

第三章安全人机系统中人的作业特性

学习目标：了解作业过程中人体能量代谢的基本知识掌握作业疲劳疲劳分类及其产生的原因，能够制定预防作业疲劳措施了解职业适应性的基本知识

培养实事求是的科学精神，强化“生命至上”理念第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢一、能量代谢

在物质代谢过程的同时发生着能量释放、转移、贮存和利用的过程，称为能量代谢。1．劳动时的能量来源

糖是人体的主要能源。人体所需能量约有70%由糖的分解代谢来提供。脂肪则起着储存和供应能量的作用。糖和脂肪在体内经生物氧化后生成二氧化碳和水，同时产生能量。

人体摄入的物质（糖、脂肪、蛋白质）在体内氧化分解，同时释放能量。能量中约有一半是热能，用以维持体温并不断地向体外散发；另一部分以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷（ATP）内，ATP分解时放出能量，供应合成代谢和各种生理活动所需的能量。机体活动的大部分能量来源于三磷酸腺苷。机体每天消耗的能量都可用热量单位千焦（kJ）来表示。ATP生成后，除直接为各种生理活动提供能量外，还可以把它的高能磷酸键转移给肌酸，生成磷酸肌酸（CP)。CP是机体内的贮存库，多含于肌细胞内，其贮存量是ATP的5倍。每当细胞内ATP消耗时，即由CP生成新的ATP加以补充，使ATP在细胞内的量保持恒定。脑力劳动时上述的补充足以满足，但体力劳动时单纯靠CP分解用以产生ATP就不够了。

人的劳动，从生理学角度而言，是体力劳动和脑力劳动相结合进行的，只是不同的工作其体、脑劳动所占比例不同而已。由于骨骼肌约占体重的40%，故体力劳动的消耗较大。【想一想，查一查】你了解什么是“失温”？在哪些场景可能会导致“失温”？“失温”有什么危害？第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢3．能量代谢率

由于人的体质、年龄和体力等差别，从事同等强度的体力劳动所消耗的能量则因人而异，这样就无法用能量代谢量进行比较。

为了消除个人之间的差别，通常采用劳动代谢量和基础代谢量之比来表示某种体力劳动的强度。这一指标称为能量代谢率（RMR，RelativeMetabolicRate）。

（式3-1）

在同样条件、同样劳动强度下，不同的人劳动代谢量虽然不同，但劳动代谢率是基本相同的。表3-2给出了RMR的一般实测值。第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢

表3-2实测的RMR值第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢二、作业时的氧消耗1．氧需与氧债

作业时人体所需要的氧量取决于劳动强度。随着劳动强度的增加，所需能量亦随之增加，需氧量也增多。需氧量就是氧化能源物质所需的氧气量。劳动过程中每分钟的需氧量称为氧需。成年人安静时的需氧量为0.2～0.3L/min。劳动时随着劳动强度的增加，需氧量也随之增多（最大需氧量可达安静休息时的30倍），供氧能否满足人体活动的需要取决于人体的循环系统和呼吸系统。人体在每分钟内能供应的最大氧量称为最大摄氧量（也称氧上限），成年人的最大摄氧量一般不超过3L，经常锻炼的人可达4L以上。

一般情况下，摄氧量与耗氧量大致相等。在劳动过程中，随着劳动强度的增强，存在摄氧量满足不了需氧量增加的情况，即需氧量大于摄氧量时，使肌肉在缺氧的状态下从事活动，形成氧缺乏，这种供氧与需氧之间的差，称为氧债。第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢二、作业时的氧消耗2．氧债及其偿还

氧债及其偿还与劳动强度之间存在密切的关系。

（1）摄氧量与需氧量可以达到平衡

图3-1(a)所示，劳动开始后几分钟内，呼吸和循环系统的活动暂时不能适应氧需，随着呼吸循环功能逐渐增强，供氧得到满足，即进入供氧的稳态(x点开始），这样的作业可维持很长的时间，劳动结束后(Y点开始），即从稳态转入偿还氧债阶段。

（2）摄氧量小于需氧量

图3-1（b）所示，劳动开始后，若劳动强度的过大，需氧量接近或超过最大摄氧量负荷，则人体或在最大摄氧量状态下维持稳态，或劳动在缺氧状态下进行。由于储能物质所限，劳动将不能持久，并且在劳动结束后仍将维持较高的氧需，以偿付劳动中所欠的氧债；劳动后恢复期的长短取决于氧债大小及个体循环、呼吸机能的强弱。第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢第三章安全人机系统中人的作业特性

第一节作业过程中人体的能量代谢第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防一、疲劳及其产生机理疲劳是指在长时间连续或过度活动后引起的机体不适和工作绩效下降的现象。无论是从事体力劳动，还是脑力劳动，都会产生疲劳。这是由于长时间或高强度的体力活动，使得体内储存的能量和潜能耗尽，导致身体内部生物化学环境失调，使得确保活动的各个系统工作失调，从而产生了疲劳；而长时间的脑力活动，致使大脑中枢神经系统从兴奋转为抑制状态，导致思维活动迟缓，注意力不集中，动作反应迟钝，从而出现疲劳状态。

二、疲劳的主要特征疲劳是人们在日常生产及生活中常常体验到的一种生理和心理现象，其主要特征可以表现在以下五个方面：1．休息的欲望人的肌肉和大脑经过长时间的大量活动后就会出现“累了”或“需要休息”的疲劳感觉，而且身体的各个部位都会出现疲劳症状，比如颈部酸软、头昏眼花，这些疲劳感觉不仅仅自己感觉很明显，而且周围的人也同样可以感觉到。2．心理功能下降疲劳时人的各项心理功能下降，例如反应速度、注意力集中程度、判断力程度都有相应的减弱，同时还会出现思维放缓、健忘、迟钝等。第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防二、疲劳的主要特征

3．生理功能下降疲劳时人的各种生理功能都会下降，随后人就进入疲劳状态。①对于消化系统，会出现诸如口渴、呕吐、腹痛、腹泻、食欲不振、便秘、消化不良、腹胀等现象。②对于循环系统，会出现诸如心跳加速、心口痛、头昏、眼花、面红耳赤、手脚发冷、嘴唇发紫等现象。③对于呼吸系统，会出现诸如呼吸困难、胸闷、气短、喉头干燥等现象。④对于新陈代谢系统，会出现诸如盗汗、身体发热等现象。⑤对于肌肉骨骼系统，会出现诸如肌肉疼痛、关节酸痛、腰酸、肩痛、手脚酸痛等现象。出现以上各种现象的同时，眼睛会觉得发红发痛，出现眼皮下垂，视觉模糊，视敏度下降，泪水增多，眼睛发干，眼球颤动，刺眼感，眨眼次数增多等现象；听力也会相对下降，出现辨不清方位和声音大小，耳内轰鸣，感觉烦躁、恍惚等现象。此外，甚至会出现尿频、尿量减少等现象。第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防二、疲劳的主要特征4．作业姿势异常疲劳可以从疲劳人员作业的姿势中看出来。在作业姿势中，立姿最容易疲劳，其次是坐姿，卧姿最不容易疲劳。

作业疲劳的姿势特征主要有：头部前倾；上身前屈；脊柱弯曲；低头行走；拖着脚步行走；双肩下垂；姿势变换次数增加，无法保持一定姿势；站立困难；靠在椅背上坐着；双手托腮；仰面而坐；关节部位僵直或松弛等。5．工作质量下降疲劳会导致工作能力、工作质量和速度下降，差错率增加，进而可能导致事故的发生，甚至造成人身伤亡与财产的损失。第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防三、疲劳的分类根据疲劳发生的功能特点，可以将疲劳分为生理性疲劳和心理性疲劳。1．生理性疲劳生理性疲劳是指人由于长期持续活动使人体生理功能失调而引起的疲劳。生理性疲劳又可以分为肌肉疲劳、中枢神经系统疲劳、感官疲劳。（1)肌肉疲劳是指由于人体肌肉组织持久重复地收缩，能量减弱，从而使工作能力下降的现象。（2)中枢神经系统疲劳也被称为脑力疲劳，是指人在活动中由于用脑过度，使大脑神经活动处于抑制状态的一种现象，是一种不愿意再作任何活动和懒惰的感觉，中枢神经系统疲劳意味着肌体迫切需要休息。（3）感官疲劳感官疲劳是指人的感觉器官由于长时间活动而导致机能暂时下降的现象。第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防三、疲劳的分类2．心理性疲劳心理性疲劳是指在活动过程中过度使用心理能力而使其他功能降低的现象，或者长期单调地进行重复简单作业而产生的厌倦心理。心理性疲劳和生理性疲劳有着显著的差别，它与群体的心理气氛、工作环境、工作态度和工作动机以及与周围共同工作的同事的人际关系、自身的家庭关系、工作的薪金等诸多因素有着密切的关系。就好比足球比赛后，胜负双方的疲劳感觉是完全不同的。第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防五、预防疲劳的措施预防疲劳的措施归纳起来可以有以下几方面：1．合理安排休息时间(1)工间暂歇工间暂歇是指工作过程中短暂休息。（2）工间休息即在工作效率开始下降或在明显下降之前，及时安排工间休息，有利于保持一定的工作效率。工间休息必须根据作业的性质和条件而定。休息的方法也很重要。一般重体力劳动可以采取安静休息，也就是静卧或静坐。对局部体力劳动为主的作业，则应加强其对称部位相应地活动，从而使原活动旺盛的区域受到抑制，处于休息状态。作业较为紧张而费力的，可多做些放松性活动。（3）工余时间的休息工作后生理上或多或少会有一些疲劳，因此注意工余时间的休息同样重要。要根据自身的具体情况适当合理地安排休息、学习和家务活动，而且应该适当地安排文娱和体育活动。当然，安静和充足的睡眠更是非常必要的。第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防五、预防疲劳的措施2．合理安排作业休息制度，适当调整轮班工作制度

从根本上解决违反人体生物规律的轮班工作制度所带来的疲劳，必须对轮班工作制度做出合理的调整。最好的方法，是将所采取的轮班工作制度彻底地消除，采取新的工作时间制度如弹性工作制度，但这种方法对于一些必须24小时不间断工作的行业企业（例如铁路，航空等），并不适用。在这种情况下，可以考虑采用以下几种方法。（1）调整轮班工作制度的周期（2）对轮班工作员工的休息给予充分的照顾第三章安全人机系统中人的作业特性

第二节作业疲劳及其预防五、预防疲劳的措施3．改进操作方法，合理分配体力正确选择作业姿势，使作业者处于一种合理的姿态。降低由于单调的重复作业引发的不良影响，可以采取如下等措施:①通过播放音乐等手段克服单调乏味的作业；②交换不同工作内容的作业岗位。

4．改善环境条件及其他因素改善工作环境，科学地安排环境色彩、环境装饰及作业场所布局，设置合理的温度、湿度，确保充足的光照，努力消除或降低作业现场存在的噪声、粉尘、以及其他有毒有害物质，创造一个整洁有序的作业场地等，都对于减少疲劳有所帮助。5．建立合理的医疗监督制度为工作人员建立一套医务档案，定期对其生理、心理功能进行检查。第三章安全人机系统中人的作业特性

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职业适应性第三章安全人机系统中人的作业特性

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职业适应性

第三章安全人机系统中人的作业特性

课堂讨论：你认为安全管理人员应具备的职业素养有哪些？习题及思考题一、选择题1.造成劳动者疲劳的原因主要来自工作条件和作业者本身两方面。下列属于作业者本身因素的是（

）A.生产组织不合理

B.技术熟练程度

C.机器设备条件差

D.工作环境照明欠佳2.疲劳分为肌肉疲劳和精神疲劳。下列措施中，不属于消除精神疲劳的是（

）A.播放音乐克服作业的单调乏味

B.不断提示工作的危险性

C.科学地安排环境色彩

D.科学地安排作业场所布局3.某职工在皮包加工厂负责给皮包上拉链，工作时间从8:00到16:00。工作一段时间后，该职工认为作业单一、乏味，没有兴趣，经常将拉链上错。造成此现象的主要原因是