职业工效学精品文稿.ppt

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1、职业工效学第1页，本讲稿共53页 它是研究人它是研究人-机器机器-环境系统中人的心理、生理、效环境系统中人的心理、生理、效率、安全、健康、舒适等因素，使人的工作达到最优化。率、安全、健康、舒适等因素，使人的工作达到最优化。可以说人类功效学使机器与人相适应，创造舒适安全可以说人类功效学使机器与人相适应，创造舒适安全劳动条件，从而提高工作效率的一门科学。劳动条件，从而提高工作效率的一门科学。职业工效学职业工效学第2页，本讲稿共53页国际人类功效学会（国际人类功效学会（IEA 1960IEA 1960年正式成立年正式成立)International Ergonomics AssociationInt

2、ernational Ergonomics Association中国人类工效学（中国人类工效学（19891989年正式成立）年正式成立）每四年召开一次全国会议。每四年召开一次全国会议。一、研究进展一、研究进展(study development)第3页，本讲稿共53页中国人类工效学中国人类工效学下设下设7 7个专业委员会：个专业委员会：o人人-机工程专业委员会机工程专业委员会o安全与环境工效学委员会安全与环境工效学委员会o管理工效学委员会管理工效学委员会o工效学标准化委员会工效学标准化委员会o认知工效学委员会认知工效学委员会o工效生物力学与效应委员会工效生物力学与效应委员会o交通安全工效专业

3、委员会交通安全工效专业委员会第4页，本讲稿共53页 1 1、研究工作环境对作业者健康的影响，并采取相应措、研究工作环境对作业者健康的影响，并采取相应措施保护作业者安全、健康、舒适，保证工作质量，减少施保护作业者安全、健康、舒适，保证工作质量，减少疲劳和提高工作效率。疲劳和提高工作效率。2 2、研究人体在劳动过程中的生理变化，确定合、研究人体在劳动过程中的生理变化，确定合理的劳动强度与限量。理的劳动强度与限量。人类工效学研究的内容人类工效学研究的内容第5页，本讲稿共53页 3.3.研究工作疲劳与工作效率、生理节律、轮班工作研究工作疲劳与工作效率、生理节律、轮班工作等的关系，确定合理的工休制度。等

4、的关系，确定合理的工休制度。4.4.研究设计最佳的操作方法，研究影响人体识别反应研究设计最佳的操作方法，研究影响人体识别反应的各种因素，以提高准确性，使作业简便、省力、准的各种因素，以提高准确性，使作业简便、省力、准确、可靠。确、可靠。人类工效学研究的内容人类工效学研究的内容第6页，本讲稿共53页人类工效学研究的内容人类工效学研究的内容 5.5.研究人机系统的联系，使各种显示器、控制器研究人机系统的联系，使各种显示器、控制器能适应人的感觉与操作特性，保证人机系统的安能适应人的感觉与操作特性，保证人机系统的安全。全。6.6.研究制定人类工效学标准。研究制定人类工效学标准。第7页，本讲稿共53页

5、1.1.肌肉骨骼的力学特征肌肉骨骼的力学特征 1 1）肌肉的力学特征）肌肉的力学特征 骨骼肌做功的效率与负荷大小有关，过大过骨骼肌做功的效率与负荷大小有关，过大过小都会使效率下降，小都会使效率下降，当肌肉负荷为最大收缩力的当肌肉负荷为最大收缩力的50%50%左右左右，肌肉做功效率最高，肌肉做功效率最高，在组织生产劳动，在组织生产劳动时，应考虑这一特点。时，应考虑这一特点。一、作业过程的生物力学一、作业过程的生物力学一般在用力不超一般在用力不超过最大收缩力过最大收缩力50%50%情况下，工作可情况下，工作可以持久且不容易以持久且不容易引起损伤。引起损伤。第8页，本讲稿共53页 2 2）动力单元）

6、动力单元(kinetic element)(kinetic element)：包括关节在内的某些解剖结构结合在一起可以包括关节在内的某些解剖结构结合在一起可以完成以关节为轴的运动，称为动力单元。动力单元完成以关节为轴的运动，称为动力单元。动力单元由肌肉、骨骼、神经、血管等组成。由肌肉、骨骼、神经、血管等组成。3 3）动力链）动力链(kinetic chain):(kinetic chain):两个以上的动力单元组合在一起称动力链。可以在两个以上的动力单元组合在一起称动力链。可以在较大范围内完成复杂的动作。较大范围内完成复杂的动作。1.1.肌肉骨骼的力学特征肌肉骨骼的力学特征第9页，本讲稿共53

7、页 1 1）重心）重心 尽可能使物体的重尽可能使物体的重心靠近人体，可以使力心靠近人体，可以使力矩变小，减轻劳动负荷，矩变小，减轻劳动负荷，减少用力。减少用力。2.2.合理用力合理用力-重心重心第10页，本讲稿共53页2.2.合理用力合理用力-重心重心 注意身体重心不要注意身体重心不要倾斜，以减少静力作业倾斜，以减少静力作业时的能量消耗。时的能量消耗。第11页，本讲稿共53页2.2.合理用力合理用力-重心重心 在操纵轮盘在操纵轮盘等控制器时应尽等控制器时应尽量减少力的作用量减少力的作用点与身体相应支点与身体相应支点的距离，以减点的距离，以减少用力。少用力。第12页，本讲稿共53页 2)2)作业

8、姿势作业姿势 尽可能使操作尽可能使操作者的身体保持自然者的身体保持自然的状态，减少姿势的状态，减少姿势负荷。负荷。2.2.合理用力合理用力-姿势姿势(posture)第13页，本讲稿共53页2.2.合理用力合理用力-姿势姿势(posture)o避免和减少强迫体位；避免和减少强迫体位；o使操作者不必改变姿势即可完成操作；使操作者不必改变姿势即可完成操作；o操作者的手和前臂避免长时间位于高出肘部的地方；操作者的手和前臂避免长时间位于高出肘部的地方；o如果操作者的手和脚需要长时间处于正常高度以上时，如果操作者的手和脚需要长时间处于正常高度以上时，应提供合适的支撑物。应提供合适的支撑物。o长时间保持任

9、何一种姿势，都易产生疲劳。操作者长时间保持任何一种姿势，都易产生疲劳。操作者在劳动过程中适当变换姿势。在劳动过程中适当变换姿势。第14页，本讲稿共53页 3 3）对称用力）对称用力 生产中用力要对称，生产中用力要对称，这样可以保持身体的平这样可以保持身体的平衡与稳定，减少肌肉静衡与稳定，减少肌肉静态收缩，减轻姿势负荷，态收缩，减轻姿势负荷，降低能量消耗。降低能量消耗。2.2.合理用力合理用力-对称用力对称用力第15页，本讲稿共53页 1 1、人体测量类型、人体测量类型 1 1）静态测量）静态测量 静态测量是被测者在静止状态下进行的测量，又叫静态测量是被测者在静止状态下进行的测量，又叫静态人体尺

10、寸测量。这种方法测量的是人体各部分的固静态人体尺寸测量。这种方法测量的是人体各部分的固定尺寸。定尺寸。二、人体测量及应用二、人体测量及应用第16页，本讲稿共53页 2 2）动态测量）动态测量 是被测者在规定运动状态下进行的测量。这种方法测是被测者在规定运动状态下进行的测量。这种方法测量的是人体在某一部分空间运动的尺寸，即活动范围。量的是人体在某一部分空间运动的尺寸，即活动范围。二、人体测量及应用二、人体测量及应用第17页，本讲稿共53页部分国家人体身高部分国家人体身高 国国 别别身高（均值，身高（均值，cm）男男 女女中国中国168.3157.2美国美国175.5161.8日本日本165.11

11、54.4法国法国169.0159.0意大利意大利168.0156.0非洲地区非洲地区168.0157.0二、人体测量及应用二、人体测量及应用第18页，本讲稿共53页 我国不同地区人体身高（均值，我国不同地区人体身高（均值，cm）地区地区男男女女东北、华北东北、华北169.3158.6西北西北168.4157.6东南东南168.6157.5华中华中166.9156.0华南华南165.0154.9西南西南164.7154.6二、人体测量及应用二、人体测量及应用第19页，本讲稿共53页中国成年人人体主要尺寸（均值，中国成年人人体主要尺寸（均值，cm）项项 目目男男女女项项 目目男男女女身高身高168

12、.3157.2足宽足宽 9.6 8.8上臂长上臂长 31.4 28.5胸宽胸宽28.126.0前臂长前臂长 23.7 21.4胸厚胸厚21.219.8大腿长大腿长 46.6 43.8肩宽肩宽37.635.0小腿长小腿长 37.0 34.4最大肩宽最大肩宽43.239.6眼高眼高157.2145.5臂宽臂宽30.531.7肩高肩高136.9127.3坐姿臀宽坐姿臀宽32.034.5肘高肘高102.6 96.1坐姿两肘肩宽坐姿两肘肩宽42.140.4手功能高手功能高 74.2 70.4胸围胸围86.9 82.3会阴高会阴高 79.2 73.2腰围腰围73.477.5胫骨点高胫骨点高 44.4 41

13、.0臀围臀围87.490.0坐高坐高 91.1 85.7头全高头全高22.321.6第20页，本讲稿共53页中国人体主要尺寸（均值，中国人体主要尺寸（均值，cm）项项 目目男男女女项项 目目男男女女坐姿颈椎点高坐姿颈椎点高 65.9 61.8头矢状弧头矢状弧35.032.9坐姿眼高坐姿眼高 80.1 74.0头冠壮弧头冠壮弧36.234.9坐姿肩高坐姿肩高 60.0 55.6头最大宽头最大宽15.414.9坐姿肘高坐姿肘高 26.4 25.1头最大长头最大长18.417.6坐姿大腿厚坐姿大腿厚 13.0 13.0头围头围56.154.6坐姿膝高坐姿膝高 49.4 45.8形态面长形态面长11.

14、910.9小腿加足高小腿加足高 41.5 38.3手长手长18.317.1坐深坐深 45.8 43.4手宽手宽 8.2 7.6臀膝距臀膝距 55.2 52.9示指长示指长 7.0 6.6坐姿下肢长坐姿下肢长 99.1 91.2示指近位关节宽示指近位关节宽 1.9 1.7足长足长 24.7 22.9示指远位关节宽示指远位关节宽 1.6 1.5第21页，本讲稿共53页 1 1）适合于）适合于90%90%的人使用的人使用 所谓所谓90%90%的人并非是从的人并非是从低到高或由高到低低到高或由高到低90%90%的的人群，而是要求适合第人群，而是要求适合第5 5百分位数至第百分位数至第9595百分位数百

15、分位数的人。的人。2 2、人体测量数据的应用、人体测量数据的应用使第使第5 5百分位百分位数的人正常可数的人正常可以抓握到！以抓握到！使第使第9595百分位数百分位数的人不许弯腰可的人不许弯腰可以抓握到！以抓握到！第22页，本讲稿共53页2 2、人体测量数据的应用、人体测量数据的应用 2 2）单限值设计）单限值设计 有些设计只有些设计只需要一个人体尺寸需要一个人体尺寸的百分位数值作为的百分位数值作为上限值或下限值，上限值或下限值，称单限值设计。称单限值设计。第23页，本讲稿共53页 3 3）一般设计：）一般设计：有一类设计不是采用上限值或下限值，通常以第有一类设计不是采用上限值或下限值，通常以

16、第5050百分位数的值作为设计依据。百分位数的值作为设计依据。4)4)注意实际应用注意实际应用 在设计时应注意操作和使用设备及工具的人在设计时应注意操作和使用设备及工具的人的年龄、性别、种族、职业等。的年龄、性别、种族、职业等。2 2、人体测量数据的应用、人体测量数据的应用第24页，本讲稿共53页 生产劳动过程中，人和机器生产劳动过程中，人和机器(包括设备和工具包括设备和工具)组成一个统一的整体，共同完成生产任务，称作人机组成一个统一的整体，共同完成生产任务，称作人机系统。系统。人机界面：人机界面：在人机系统中，人和机器之在人机系统中，人和机器之 间存在一个相互作用的面称人机界面。间存在一个相

17、互作用的面称人机界面。三、人机系统三、人机系统(man-machine system)(man-machine system)第25页，本讲稿共53页三、人机系统三、人机系统(man-machine system)(man-machine system)实现机实现机-人信息传递人信息传递对信息进行对信息进行分析、判断分析、判断作出反应作出反应实现人机信息传递实现人机信息传递基本过程：信息接受基本过程：信息接受-作出反应作出反应-采取行动采取行动显示器显示器控制器控制器第26页，本讲稿共53页 人人机机系系统统中中，用用来来向向人人表表达达机机械械性性能能和和状状态态的的部部分分称称为为显显示示

18、器器。显显示示器器包包括括各各种种仪仪表表、指指示示灯灯、信号发生器等。信号发生器等。视觉显示器视觉显示器 听觉显示器听觉显示器 1 1、显示器（、显示器（displaydisplay）第27页，本讲稿共53页第28页，本讲稿共53页 1 1）视觉显示器）视觉显示器(visual display)(visual display)设计要求设计要求:容易判读容易判读;尽可能使显示方式简单明了尽可能使显示方式简单明了;一个显示器传递的信息不宜过多一个显示器传递的信息不宜过多;对于数字显示器，要符合阅读习惯。对于数字显示器，要符合阅读习惯。指针粗细长短要适当；指针粗细长短要适当；数数字字、指指针针的的

19、大大小小、颜颜色色、视视角角应应符符合合人人体体生生理理、心心理理学学特点。特点。1 1、显示器（、显示器（displaydisplay）第29页，本讲稿共53页2 2）听觉显示器）听觉显示器(auditory display)(auditory display)设计要求：设计要求：采用人耳敏感的频率采用人耳敏感的频率 需要传输很远的信号，使用低频声音。需要传输很远的信号，使用低频声音。紧急报警采用间断的声音信号或改变频率紧急报警采用间断的声音信号或改变频率和强度，以便引起人们的注意。和强度，以便引起人们的注意。信号持续时间适当。信号持续时间适当。1 1、显示器（、显示器（displaydis

20、play）第30页，本讲稿共53页 是操作者用以改变机械运动状态的装置或部件。是操作者用以改变机械运动状态的装置或部件。按钮按钮 旋钮旋钮 扳动开关扳动开关 轮盘轮盘 脚控制器脚控制器 2 2、控制器、控制器(control)(control)第31页，本讲稿共53页 1)1)按钮按钮:有三个主要参数：直径、作用力、移动距离。有三个主要参数：直径、作用力、移动距离。形状：四方形最为方便，表面稍凹。形状：四方形最为方便，表面稍凹。直径：单指按钮最佳直径为直径：单指按钮最佳直径为13mm13mm。移动距离：按下距离移动距离：按下距离3-6mm3-6mm，并有一定阻力。，并有一定阻力。同一个区域如果

21、有个功能不同的按钮，需要用颜色、同一个区域如果有个功能不同的按钮，需要用颜色、形状或指示灯加以区别。形状或指示灯加以区别。2 2、控制器、控制器(control)(control)第32页，本讲稿共53页 2)2)旋钮旋钮:多用于定位开关和精细控制开关。形状有圆形、多多用于定位开关和精细控制开关。形状有圆形、多边形、箭形或转盘。边形、箭形或转盘。定位开关的转动阻力应大于连续旋钮，目的在定位开关的转动阻力应大于连续旋钮，目的在于达到定位位置时操作者能获得接触信号。于达到定位位置时操作者能获得接触信号。2 2、控制器、控制器(control)(control)第33页，本讲稿共53页 3)3)扳动

22、开关扳动开关:多多为为上上下下扳扳动动装装置置，通通常常只只具具有有开开和和关关两两个个位位置置，其位置上要有明显标志，上下扳动角度不应小于其位置上要有明显标志，上下扳动角度不应小于4040。4)4)轮盘轮盘:用用于于力力度度较较大大或或角角度度较较大大的的旋旋转转，边边缘缘宜宜设设计计成成波波纹状，便于抓握和用力。纹状，便于抓握和用力。2 2、控制器、控制器(control)(control)第34页，本讲稿共53页 5 5）脚控制器：）脚控制器：多多用用于于精精度度要要求求不不高高或或需需要要用用力力较较大大的的场场合合或或要要同同时时操操纵纵多多个个控控制制器器时时 ，为为了了减减轻轻上

23、上肢肢负负担担和和节节约约时间，也采用脚控制器。时间，也采用脚控制器。要要求求：大大小小与与脚脚掌掌相相适适应应，表表面面有有齿齿纹纹以以便便用用力和防滑。力和防滑。2 2、控制器、控制器(control)(control)第35页，本讲稿共53页脚踏开关脚踏开关第36页，本讲稿共53页 工工具具的的设设计计和和选选择择需需注注意意外外形形、尺尺寸寸、重重量量等等符符合合人人体体尺尺寸寸和人的解剖及生理特点。和人的解剖及生理特点。1 1）工工具具的的把把柄柄应应符符合合手手的的尺尺寸寸并并有有合合适适的的波波纹纹以以增增加加抓抓握的牢度。握的牢度。2 2）工具的重心应符合力学原理。）工具的重心

24、应符合力学原理。3 3）使使用用工工具具时时应应使使操操作作者者的的手手和和上上肢肢保保持持自自然然状状态态，以以少人体相应部位的静态紧张。少人体相应部位的静态紧张。4 4）还需具有外形美观、坚实耐用、使用安全等。）还需具有外形美观、坚实耐用、使用安全等。3 3、工具设计、工具设计第37页，本讲稿共53页使用不同钢丝钳后使用不同钢丝钳后患腱鞘炎人数比较患腱鞘炎人数比较第38页，本讲稿共53页 1 1、工作面高度：、工作面高度：应按基本作业姿势（站立、坐位交替）设计一个最应按基本作业姿势（站立、坐位交替）设计一个最佳的工作面，站位或坐位的最佳工作面为肘下佳的工作面，站位或坐位的最佳工作面为肘下5

25、-10cm5-10cm，也有人提出工作面高度是身高的也有人提出工作面高度是身高的70%-60%70%-60%。对于精密作业。对于精密作业（如绘图）则工作面应上升到肘高以上（如绘图）则工作面应上升到肘高以上5-10cm,5-10cm,以适应眼的以适应眼的观察距离，同时给肘关节一定的支撑，以减轻背部肌肉的静观察距离，同时给肘关节一定的支撑，以减轻背部肌肉的静态负荷。态负荷。四、作业区的设计四、作业区的设计第39页，本讲稿共53页 若若作作业业强强度度大大，借借助助身身体体的的重重力力操操作作则则工工作作面面应应降低到降低到肘下肘下15-40cm15-40cm.采采用用可可调调工工作作台台来来适适应

26、应人人的的操操作作需需要要是是最最为为理理想想的的设设计计。但但有有的的工工作作无无法法调调节节(如如机机床床)则则工工作作面面可可按按9595百百分分位位数数的的身身高高设设计计，身身材材矮矮小小的的人人可可采采用用不不同同高度的垫脚板。高度的垫脚板。也也可可采采用用调调节节工工作作椅椅高高度度来来达达到到适适宜宜的的工工作作面面高度。高度。1 1、工作面高度、工作面高度第40页，本讲稿共53页第41页，本讲稿共53页 生生产产劳劳动动离离不不开开手手和和脚脚来来操操作作，手手和和脚脚在在水水平平和和垂垂直直面面内内所所能能触触及及的的最最大大轨轨迹迹范范围称为围称为作业区作业区。它是构成作

27、业空间的主要部分。它是构成作业空间的主要部分。2 2、手和脚的作业区、手和脚的作业区第42页，本讲稿共53页 1 1）手在空间的最大作业范围：）手在空间的最大作业范围：一一般般以以减减去去手手掌掌长长度度后后的的手手臂臂为为半半径径所所形形成成的的圆圆弧弧范范围围。凡凡在在这这个个范范围围所所布布置置的的作作业业，均均可可保保证证在在作作业时能很好地抓握或操纵控制装置和进行其他工作。业时能很好地抓握或操纵控制装置和进行其他工作。以以上上是是按按身身材材矮矮小小的的人人的的尺尺寸寸（5 5百百分分位位）设设计计的的，以保证大多数人都能达到。以保证大多数人都能达到。2 2、手和脚的作业区、手和脚的

28、作业区第43页，本讲稿共53页 2 2）脚作业范围）脚作业范围 以以脚脚在在水水平平方方向向可可能能移移动动的的尺尺寸寸来来确确定定，但但舒舒适适的的作作业业范范则则要要根根据据脚脚的的出出力力、动动作作频频率率、操操作作姿姿势势、作业内容等综合分析来确定。作业内容等综合分析来确定。2 2、手和脚的作业区、手和脚的作业区第44页，本讲稿共53页第45页，本讲稿共53页 理理想想的的工工作作座座椅椅是是能能使使体体重重均均衡衡分分布布、大大腿腿平平放放、两两足足着着地地、肌肌肉肉松松弛弛、上上臂臂不不担担负负身身体体的的重重量量，并有利于操作。并有利于操作。舒适坐姿的生理要求：舒适坐姿的生理要求

29、：应应保保持持腰腰曲曲弧弧形形处处于于自自然然状状态态、腰腰背背肌肌肉肉松松弛弛、大大腿血管不受压。腿血管不受压。3 3、工作座椅设计、工作座椅设计第46页，本讲稿共53页第47页，本讲稿共53页 1 1）工工作作椅椅的的高高度度：取取决决于于肘肘部部与与工工作作面面之之间间合合适适的的高高度度差差，有人建议按工作面与座面距离有人建议按工作面与座面距离27.52.5cm27.52.5cm来设计。来设计。2 2）座座椅椅的的深深度度：一一般般38-40cm38-40cm，以以保保证证臀臀部部得得到到全全面面支支撑撑，不不影响腘窝部血循环。影响腘窝部血循环。3 3）椅面：）椅面：平整、光滑、透气。

30、平整、光滑、透气。4 4）扶扶手手：两两扶扶手手间间最最小小距距离离47.5cm47.5cm，扶扶手手高高度度一一般般为为座座面面上上20cm,20cm,靠背与座椅面之间的夹角为靠背与座椅面之间的夹角为9595。-110-110。3 3、工作座椅设计、工作座椅设计第48页，本讲稿共53页 1 1、环境因素、环境因素 1 1）气温）气温 气气温温升升高高或或降降低低不不但但对对人人体体健健康康产产生生影影响响，还还可可以以影影响响作作业业能能力力和和工工作作效效率率。例例如如，在在高高温温或或低低温温环环境境中中，可可以以使使反反应应速速度度减减慢慢、准准确确性性降降低低，导致作业能力下降和差错

31、事故发生。导致作业能力下降和差错事故发生。五、影响工作效率的因素五、影响工作效率的因素第49页，本讲稿共53页 2 2）噪声噪声 使人的注意力难以集中，严重时可以出现烦使人的注意力难以集中，严重时可以出现烦躁、反应迟钝等。躁、反应迟钝等。3 3）照明）照明 人的信息有人的信息有80%80%是通过视觉获得的。生产劳动过程是通过视觉获得的。生产劳动过程中，合适的照明条件可以增加周围物体中，合适的照明条件可以增加周围物体的识别度，有利于的识别度，有利于获得信息的准确性和提高速度。获得信息的准确性和提高速度。1 1、环境因素、环境因素第50页，本讲稿共53页 4 4）颜色）颜色 颜色是物体的一种属性，

32、也称色彩。适当的颜色可以帮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。和识别，减少操作错误。o暖色：红、橙、黄等颜色，给人以温暖的感觉。暖色：红、橙、黄等颜色，给人以温暖的感觉。o冷色：蓝、绿、紫等颜色，给人以寒冷的感觉。冷色：蓝、绿、紫等颜色，给人以寒冷的感觉。o其他一些颜色称为中间色。其他一些颜色称为中间色。1 1、环境因素、环境因素第51页，本讲稿共53页 合理地组织生产劳动和各项工作，可以减轻劳合理地组织生产劳动和各项工作，可以减轻劳动者的生理及心理负荷，提高作业能力。动者的生理及心理负荷，提高作业能力。1)1)减少负重及用力减少负重及用力 2)2)改善人视界面改善人视界面 3)3)人员的选择与培训人员的选择与培训 4)4)轮班作业轮班作业 5)5)工间休息工间休息 2 2、劳动组织、劳动组织第52页，本讲稿共53页思考题思考题o1、人类工效学有关的基本概念人类工效学有关的基本概念o2、人体测量及应用、人体测量及应用o3、人机功效学的基本过程、人机功效学的基本过程o4、显示器、控制器的种类及设计的基本要求、显示器、控制器的种类及设计的基本要求第53页，本讲稿共53页