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TITLE: 人類工效學-第十二章 疲勞 AUTHOR: QUENCY DATE: 07/09/2013 04:56:03 PM CATEGORY: 人因工程設計 STATUS: publish ---- BODY:

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第十二章 疲勞

第一節 疲勞及其分類

早在本世紀二十年代, 著名的疲勞研究學者K.X.凱科切耶夫就指出:" 疲勞者的勞動極不經濟, 為了達到某一種結果, 疲勞的人要比精力充沛的人消耗更多的能量". 例如在第一次世界大戰期間, 英國的工業企業曾企圖以延長工作日時間的辦法增加產量, 結果生產率卻直線下降. 因為工作日時間的延長, 縮短了工作之間的休息時間, 疲勞的機體得不到恢復, 造成疲勞的積累.
對疲勞給出一個精確的定義是困難的. 一般來說, 疲勞伴隨著下列症狀:
1. 主觀上不願意工作, 無精神, 身體不適應, 頭暈, 頭痛, 控制意志的能力降低, 注意力分散, 信心不足, 工作能力降低.
2. 在生理和心理方面, 思維變呆板, 警覺性降低, 反應速度減慢, 行動減慢, 力量減弱, 人能達到的高度降低等. 有時伴隨著脊椎變彎, 上體前屈, 關節變直, 動作失調, 知覺發生錯誤等.
3. 表現在工作上, 實際作業率降低, 工作速度減慢, 工作品質差, 容易出廢品, 事故增多等.
疲勞有多種不同的分類方法, 我們可以把它分為三類:
1. 全身性疲勞. 主要是全身參與較為繁重的體力勞動所致, 表現為全身的肌肉關節酸疼, 疲乏, 不願意動, 主觀上有疲勞的感覺, 客觀上作業能力明顯下降,錯誤增加, 操作遲鈍混亂, 甚至於打瞌睡等.
2. 局部疲勞. 常常發生在僅需要個別器官或肢體參與的緊張作業, 如長期看書會使眼睛感到疲勞, 長期抄寫或刻蠟紙會使手指和手腕感到酸痛等. 局部疲勞與全身性疲勞的主要區別在於疲勞發生在局部, 一般不影響其他部位的功能. 例如我們上面所提到的, 當抄寫累了時, 一般不影響看書, 反之亦然. 而當全身性疲勞發生時, 往往會影響到人體各部位的功能, 如一天的體力勞動太重了, 下班之後,可能連電視也沒有精神看, 儘管在體力勞動中, 眼睛並沒有受累.
3. 智力疲勞. 智力疲勞主要是長時間從事緊張的腦力勞動所引起的人的資訊處理系統活動能力的減退. 表現在頭昏腦脹, 全身乏力, 嗜睡或失眠, 易激怒, 肌肉鬆馳等. 嚴格地講, 智力疲勞是一種局部疲勞, 是人的資訊處理系統的疲勞, 這時人的肌肉系統一般來說並沒有疲勞(雖然有時主觀上好象感到疲勞). 這時, 進行一下體育鍛煉不僅不會增加智力疲勞, 還會減輕智力疲勞.

第二節 疲勞發生的原因及機理

疲勞發生的原因是多種多樣的. 圖12-1形象地給出了疲勞的原因, 歸納為以下幾類:

1. 過度的體力或腦力負荷. 過度在這裡有兩層含義, 一是指單位時間內的負荷過大, 二是指高強度的負荷施加的時間太長. 過度的體力勞動會導致全身性疲勞, 而過度的腦力負荷會導致智力疲勞.
2. 環境因素. 工作環境不好, 也會使人產生疲勞. 環境對疲勞的影響是多種多樣的, 即可以產生全身性疲勞, 也可以產生局部性疲勞或智力疲勞. 如在夏天裡, 若通風條件不好, 做體力勞動的人特別容易發生全身性疲勞. 再比如, 當照明光線不足時, 人看書眼睛特別容易疲勞. 人長期暴露在噪音環境中會變得遲純等.
3. 人的生理節奏. 人在一天的不同時刻精神和身體狀態是不一樣的, 這被稱為人的生理節奏, 例如人到了睡覺的時間就想睡覺. 如果工作的安排與人的生理節奏相矛盾, 則人更容易產生疲勞. 例如對有午睡習慣的腦力勞動者, 在中午看書不僅效率低, 而且很快就昏昏欲睡. 一般的工人在上午十點和下午四點以後, 工作效率有一段時間會下降, 這也是人的生理節奏產生疲勞的結果.
4. 個人的生理, 心理特性. 疲勞顯然與人的生理和心理條件有關. 幹同樣的體力勞動性工作, 身體較差的人, 如年齡較大的工人, 婦女, 身體不適者, 顯然更容易疲勞. 另外, 同樣的人幹同樣的工作, 當他的心情不一樣時, 產生的疲勞也不一樣. 例如若他昨晚剛與妻子吵了一架, 今天他工作一會就會感到很累, 不想幹了,儘管他平時幹八小時這種活也從不叫累.
5. 疾病. 受主客觀條件的限制, 許多人經常帶病工作. 其實帶病工作不僅對人的身心健康不利, 也特別容易產生疲勞, 降低勞動效率和品質. 因此在條件允許的情況下, 要儘量減少帶病工作.
6. 營養. 人在工作時需要消耗能量, 而能量是通過人的營養來補充的. 若人的營養不足, 消耗的能量得不到補充, 則人會很快地感到疲勞. 體力勞動是這樣,腦力勞動也是這樣. 營養不足的人學習起來特別容易疲勞.

二. 疲勞的機理

疲勞的類型不同, 發生的機理也不盡相同.
1. 疲勞物質累積機理. 短時間大強度體力勞動所引起的局部肌肉肉疲勞, 是由於乳酸在肌肉和血液中大量積累所引起的.
2. 力源耗竭機理. 較長時間輕或中等強度勞動引起的疲勞, 既有局部肌肉疲勞, 又有全身性疲勞. 此時局部肌肉疲勞不是由於乳酸積累所致, 而是由於肌糖原貯備耗竭之故.
3. 中樞變化機理. 原蘇聯學者認為, 強烈或單調的勞動刺激會引起大腦皮層細胞貯存的能源迅速消耗, 這種消耗會引起恢復過程的加強, 當消耗佔優勢時, 就會出現保護性抑制, 以避免神經細胞進一步的耗損並加速及恢復過程.
4. 生化變化機理. 英美學者認為, 全身性體力疲勞是由於作業及其環境所引起的體內平衡的紊亂狀態, 引起這種平衡紊亂的原因除包含局部肌肉疲勞的原因外, 還有許多其它原因, 如血糖水準下降, 肝糖原耗竭, 體液喪失, 體溫升高等等.
5. 局部血液阻斷機理. 靜止作業引起的局部疲勞, 是由於局部血流阻斷引起的. 因為肌肉收縮時, 肌肉截面積膨脹, 使肌肉變得非常堅硬, 其內壓可達幾百毫米汞柱, 因此會部分地或完全地阻斷血液通過收縮的肌肉. 肌肉張力增加超過30%時, 血液開始減少, 乳酸開始堆積, 當達到70%時, 血液完全停止.

三. 疲勞的一般規律
疲勞規律有如下特點:
1. 疲勞有積累的傾向, 疲勞未消除可留到下一天;
2. 在生理週期中機能下降時發生的疲勞較重, 在機能上升時發生的疲勞較輕;
3. 青年人產生疲勞較小, 年紀大的人產生的疲勞較大;
4. 疲勞可以恢復, 肉體疲勞比精神疲勞容易恢復;
5. 人對疲勞有一定的適應能力;
6. 工作留有餘地可以減輕疲勞.

第三節 疲勞的測量

由於疲勞有多種類型, 多種症狀和多種機理, 因而疲勞的測量方法也是多種多樣的. 一般來說, 可以把疲勞的測量方法分為三大類.

一. 工作業績測量法

正如我們在本章概述中已經論述過的, 當人在疲勞時, 人的工作效率和工作品質開始下降. 因此很自然地可以由此反推, 當人的工作效率和(或)工作品質開始下降時, 疲勞也產生了. 因此通過人的工作效率的下降程度, 可以判斷人的疲勞程度. 但這種方法有兩個致命的弱點. 第一個弱點是, 人的工作效率的下降的原因可能很多, 而疲勞只是其中的一種. 也就是說, 人的工作效率的下降可能是由於其他原因引起的, 如注意力不集中, 而不是疲勞引起的. 因此僅依靠工作業績法測量疲勞是不夠的, 必須與測量疲勞的其它方法結合起來用. 用工作業績法測量疲勞的第二個弱點是有時當人們感到疲勞時, 人們可以通過增加自己工作時的努力程度使自己的工作業績至少在短時期內保持在一個滿意的水準.
儘管有這樣兩個缺點, 但用工作業績測量和判斷疲勞仍然是最常用和適用的方法, 因為它簡單易行, 而且比較客觀.

二. 主觀評價法

這種方法是直接對勞動者進行調查, 讓勞動者自己評估自己的疲勞程度. 這種方法通常是通過問卷的形式進行的. 問卷可以根據工作內容單獨設計, 也可以用一般通用的對疲勞的調查表. 下表給出了一位日本研究人員推薦的對疲勞的自我症狀調查表. 調查應在作業前和作業後分別進行, 必要時也可以在作業過程中進行.在調查時, 如有表中所列的症狀, 在其欄內做上記號.

表12-1. 自覺症狀調查表
A 身體症狀 B 精神症狀 C 神經感覺症狀
頭沉 頭腦不清, 頭暈 眼睛疲乏, 恍惚
頭痛 思想不集中, 不願意思考 眼睛發滯, 發幹
周身不適 不愛說話 動作笨拙, 失誤
身體某處不適或痛 焦躁 腳下不穩, 搖搖晃晃
肩膀酸痛 困倦 味有變化
呼吸困難 精神渙散 眩暈
腿軟 對事物冷淡 眼皮或其它處發抖
沒有唾液,口粘,口幹 一時想不出普通的事 耳朵背, 耳鳴
打呵欠 做事心裡沒底常出錯 手腳打顫
出冷汗 對事物放心不下 動作不准確

還有一種常用的主觀評價法是兩極問卷法. 使用這種方法, 被調查者被要求在兩個極端狀態之間作出一個選擇(打分). 下表給出了一個兩極問卷

清新 ------------------- 厌倦
欲睡 ------------------- 清醒
精力旺盛 ------------------- 精力衰竭
软弱 ------------------- 强状
目然 ------------------- 準備行動
有兴致 ------------------- 枯燥
精力集中 ------------------- 精力不集中

三. 生理心理測量法

有許多不同的生理心理測量方法被用來測量疲勞, 但是目前為至還沒有一種特別有效和可靠的方法. 下面我們把研究人員推薦的一些方法簡單地介紹一下, 謹作參考.

1. EEG. 這種方法是通過測量腦電波來判斷大腦的疲勞或不活躍性, 如人想睡眠的程度. 這種方法比較複雜, 對測量條件的控制要求較高, 所以過去這種方法主要是用在實驗室. 這種方法主要適用于腦力勞動或警覺性工作, 如汽車駕駛等.隨著科學技術的進步, EEG儀器會越來越可靠而且便宜, EEG的消費者也將會越來越多.

2. EMP. 這種方法是通過測量某一塊肌肉的電波來判斷這塊肌肉的疲勞情況, 前面我們已經顯示過好幾個這樣的例子. 這裡有一個問題需要注意. 有時肌電信號的增強表示肌肉所處的負荷的增加, 並不表示這塊肌肉的疲勞增加. 為了克服這個問題, 在通過對比測量疲勞時, 應使在工作前和工作後所測肌肉處的負荷一樣.

3. 閃光融合值(FFF). 在過去的幾十年中, 越來越多的人, 特別是日本學者, 採用閃光融合值來測量疲勞. 這種方法是, 讓被測試者看一個頻率可以調節的閃光燈, 當閃光燈的頻率很高時, 被試者看不出燈在閃, 然後逐漸降低閃光頻率, 使被試者看出燈在閃, 記下這時閃光燈的頻率. 然後把閃光頻率調到很低, 逐漸增加閃光的頻率直到被試者看不到閃光為到至, 記下這時的閃光燈頻率. 閃光融合值就是這兩個臨界值的平均值. 這一測量方法是通過視覺功能的變化來反映大腦皮層活動水準的高低, 進而反映人的疲勞狀態. 當閃光融合值降低時, 表示人的疲勞程度增加了.
閃光融合值是因人而異的, 所以用這種方法時應比較同一被試者在工作前和工作後的閃光融合值的差異. 當這個差異大於20%時, 我們一般就認為工作使這個人變得疲勞, 若小於20%, 則說明疲勞並不顯著.

4. 觸二點辨別閾值. 當皮膚表面有兩點同時受到刺激時, 能夠辨別出兩點刺激的最短距離的方法叫觸二點辨別閾值法. 當兩點之間間隔狹窄時, 僅感覺到是一點, 由於疲勞, 感覺功能遲鈍, 使二點之間辨別間隔增大. 通常刺激的部位是右面頰上部, 取水準方向.

5. 皮膚電流反應. 皮膚電流反應或稱精神電流反應, 是把電極任意安在人皮膚的兩處, 以微弱電流通過皮膚, 用電流計可以測定人受到特殊刺激時所發生的電流變化程度. 當疲勞時皮電傳導性增高.

6. 膝蓋腱反射閾值. 它是通過測定由於疲勞造成的反射機能的鈍化程度來判斷疲勞的方法. 這種方法不僅對肉體疲勞, 而且對精神疲勞的判斷也是有效的. 測定時求落錘落下使膝蓋腱反射的最小落下負叫膝蓋腱閾值. 疲勞時閾值增大, 輕度疲勞時作業前後閾值差5-10度; 疲勞較重時超過10度以上, 可達15--30度.

7. 心理測量法. 這種方法是測量人的感覺, 知覺和反應能力. 當人的這些能力下降時, 一般認為人變得疲勞了. 這裡有許多具體的測量方法, 如簡單反應實驗, 記憶實驗, 類比駕駛實驗, 打字, 腦力計算, 集中注意力等等. 但使用這些方法測量疲勞時要認識到: 第一, 許多其他條件也會影響到實驗結果, 這給解釋實驗結果增加了許多困難. 第二, 實驗往往使被試者變得比較興奮, 使得他們的疲勞被直趕跑了(至少在短時間內). 第三, 若實驗時間過長, 實驗任務本身又會給被試者帶來疲勞.

第四節 減少疲勞的方法

在本章第二節, 我們討論了疲勞產生的原因. 從疲勞的原因, 我們很容易找出減少疲勞的方法.
第一. 改變工作條件. 提高機械化自動化生產水準, 改進設備和工具, 採用先進的生產技術和工藝, 這是提高勞動生產率, 減輕勞動強度, 消除繁重, 緊張,單調的勞動, 以及徹底改善勞動條件的根本措施. 正如我們前面已經指出過的, 把人作為一種工作動力是效率是非常低的, 而且人是一種非常容易疲損(疲勞)的工作動力, 因此在條件允許的地方, 應用先進的設計取代于人.
用先進機器設備可以降低人的體力勞動強度和疲勞, 這是人們都認識到了的, 事實上, 隨著科學技術的進步, 用先進的機器設備還可以降低人的腦力負荷和精神疲勞. 如現代飛機駕駛艙的電腦大大降低了飛機駕駛員的工作負荷, 進而減少了他們的疲勞.
第二. 改變工作方法. 用先進的機器設備取代人有一個投資問題, 使得這種方法的可行性在實踐中往往要打一個很大的折扣. 有時不對機器設備進行更換, 只對工作方法進行一些改進, 或給人提供一些輔助設備, 也能大大地減輕人的疲勞.改進工作方法包括工作姿勢, 工作速度, 搬運方法, 和操作的合理化等等. 在這裡, 傳統的動作研究的結果可以得到充分的應用.
第三. 改善工作環境. 工作環境條件直接關係到作業者的工作疲勞, 照明, 噪音, 顏色, 振動, 溫度, 濕度, 風速等環境條件不良, 都會增加作業者肉體和精神的負擔, 容易引起疲勞. 本書的後面幾章, 將專門論述改善工作環境的問題.
第四. 因人制宜. 人的能力是有差異的, 不同的人做相同的工作產生的疲勞是不一樣的, 一個力量較小的人做體力勞動相對於一個身強力壯的人更容易疲勞.一個沒有經驗的人解決一個問題可能比一個經驗豐富的人更容易感到身心憔瘁. 因此解決疲勞的一個有效方法是把不適應于某一工作的人從這一工作調開.
當人在生病時, 人的能力受到了削弱, 病人此時的能力可能已不能用任這樣的工作, 正象一個能力較差的人一樣. 病人在工作時特別容易疲勞. 同時, 病人還在受到疾病的煎熬. 因此帶病參加工作是不應該鼓勵的.
第五. 增加營養. 無論是體力勞動還是腦力勞動, 都要消耗能量, 而能量最終是由人吸收的營養來補充的. 當人吸收的營養小於人的能量消耗時, 人就更容易疲勞. 因此注意食物的營養對於減少工作疲勞有著十分積極的作用. 現在人們的生活水準已經大大提高了, 人們有經濟能力關心自己的營養了.
第六. 增加休息時間. 從圖12-1 我們可以看出, 當疲勞發生後, 恢復疲勞的唯一方法是休息. 休息好了, 不僅可以消除已有的疲勞, 而且可以使下一次疲勞來得慢些. 如果休息不好, 下一次會很快再次疲勞, 造成惡性循環. 由於休息對恢復疲勞具有十分重要的作用, 下面我們用一節來專門討論工作時間問題.

第五節 工作時間

一. 工作時間的歷史

在人類最古老的工作---農業中, 農民是根據太陽來決定自己的勞動時間的, 日出而作, 日落而歇. 因而一天的工作時間有長有短. 在農忙時, 一天甚至於工作十多個小時。

　　

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