讲稿课程名称：职业卫生与职业医学课程编号：y100103授课学期：2013-2014学年秋（学期)授课班级：09 预防姚三巧任课教师：河北联合大学公共卫生学院1
1 讲 稿 课程名称： 职业卫生与职业医学 课程编号： y100103 授课学期：2013-2014 学年秋(学期) 授课班级： 09 预防 任课教师： 姚三巧 河北联合大学公共卫生学院
1首页格式及要求课程名称：《职业卫生与职业医学》第12周，第24讲次摘要第一章概论第二节职业卫生与职业医学的医学基础授课题目（章、节）三、职业工效学本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，了解工作过程中的生物力学及不良姿势及不合理用力的健康损害，人体测量学的内容、方法及其应用，人机系统及工效学因素所致健康损害，工作环境中的气温、噪声、照明、颜色对机体的影响，劳动组织在人机工效学中的作用。【重点】人体测量及人机系统【难点】不良工效学因素的预防控制内容2
2 1 首页格式及要求 课程名称：《职业卫生与职业医学》 第 12 周，第 24 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第一章 概论 第二节 职业卫生与职业医学的医学基础 三、职业工效学 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】通过本讲课程的学习，了解工作过程中的生物力学及不良姿势及不合理用力的健 康损害，人体测量学的内容、方法及其应用，人机系统及工效学因素所致健康损害，工作环境 中的气温、噪声、照明、颜色对机体的影响，劳动组织在人机工效学中的作用。 【重 点】人体测量及人机系统 【难 点】不良工效学因素的预防控制 内 容
【本讲课程的引入】人类工效学（ergonomics）又称为人机工效学、人机工程学，或简称工效学，产生于19世纪末。学科建立的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，此阶段的特点是以机器为中心，探讨人如何能够更好地适应机器，故称为“人适机”阶段。进入20世纪，工效学工作者在一系列实践中，尤其是在第二次世界大战的装备改进过程中，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。上世纪50年代，“机适人”思想基本确定，工效学学科框架逐渐成型。1957年《人类工效学》创刊，1959年国际人类工效学学会正式成立，全世界各相关行业专业人员纷纷涉足本学科专项研究，人类工效学进入蓬发展期。随着研究进一步深入，研究者们发现除了改善人与机器的关系以外，环境因素，包括自然环境和社会环境，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此栏为教学组重要的因素，标志着人类工效学进入“人一机-环境整体优化”的时代，织中的备注学科任务强调使机器、设备、工具和任务等适应人的生理特点和心理特点。人类工效学是一门综合性应用学科，涉及到人的工作和生活等各个方面，在国防、交通运输、航天、航空以及多种工业企业以及娱乐设施，医疗器械等多个领域有着广泛的应用。板书“职业工效学”。【本讲课程的内容】下面我们通过2个案例来了解本讲课程的知识体系。例1震惊中外的2000年9月27日发生在贵州省木冲沟煤矿的特大瓦斯爆炸，一次死亡矿工162人的事故，其中很重要的一个原因就是井下矿工每日作业时间普遍延到12小时以上，致使时间紧迫，矿工上下班交接时间由地表转移到了井下，因而增加了此事故的死亡人数。例2震惊中外的1996年11月27日发生在山西省大同市东村煤矿的特大瓦斯煤尘爆炸，死亡矿工114人的事故；2002年6月20日发生在黑龙江省鸡西市城子河煤矿的特大瓦斯爆炸，死亡矿工124人的事故等，都是由于井下通风不良而引起的。3
3 【本讲课程的引入】人类工效学（ergonomics）又称为人机工效学、人机工 程学，或简称工效学，产生于 19 世纪末。学科建立的基本思路是充分利 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，此阶段的特点是以机器为中心，探讨人如何 能够更好地适应机器，故称为“人适机”阶段。进入 20 世纪，工效学工 作者在一系列实践中，尤其是在第二次世界大战的装备改进过程中，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。 上世纪 50 年代，“机适人”思想基本确定，工效学学科框架逐渐成型。 1957 年《人类工效学》创刊，1959 年国际人类工效学学会正式成立,全 世界各相关行业专业人员纷纷涉足本学科专项研究，人类工效学进入蓬 发展期。随着研究进一步深入，研究者们发现除了改善人与机器的关系 以外，环境因素，包括自然环境和社会环境，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， 学科任务强调使机器、设备、工具和任务等适应人的生理特点和心理特 点。人类工效学是一门综合性应用学科，涉及到人的工作和生活等各个 方面，在国防、交通运输、航天、航空以及多种工业企业以及娱乐设施， 医疗器械等多个领域有着广泛的应用。板书“职业工效学”。 【本讲课程的内容】 下面我们通过 2 个案例来了解本讲课程的知识体系。 例1 震惊中外的2000 年9 月27 日发生在贵州省木冲沟煤矿的特大瓦斯爆炸, 一次死亡矿工 162 人的事故，其中很重要的一个原因就是井下矿工每日作业时间普 遍延到 12 小时以上，致使时间紧迫，矿工上下班交接时间由地表转移到了井下， 因而增加了此事故的死亡人数。 例 2 震惊中外的 1996 年 11 月 27 日发生在山西省大同市东村煤矿的特大瓦 斯煤尘爆炸,死亡矿工 114 人的事故; 2002 年 6 月 20 日发生在黑龙江省鸡西市城 子河煤矿的特大瓦斯爆炸, 死亡矿工 124 人的事故等, 都是由于井下通风不良而 引起的。 此栏为教学组 织中的备注
职业工效学（occupationalergonomics）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、社会学等多学科的理论知识为基础，以职业人员为中心，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。职业工效学的内容主要涉及动作时间分析，工作过程中的生物力学，人体测量学，人-机-环境系统相互关系，以及以肌肉骨骼疾患为主的工效学相关疾病等几个方面。一、时间动作分析时间动作分析是职业工效学中较传统的研究领域。主要研究作业人员在各种操作中的身体动作和花费时间，自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，从而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。泰勒和吉尔布雷斯夫妇是时间动作分析的代表人物。泰勒在铁实验中对“铲”这一动作的规律进行了研究，发现铲子的大小及铲动东西的重量对劳动效率会产生明显影响，铲10公斤重的东西时可以获得最佳劳动效率。泰勒还对铲的操作方法进行了研究，识别出多余不合理动作，并据此制定最省力的高效操作方法。吉尔布雷斯夫妇开展的时间动作分析是通过快速拍摄影片，详细记录工人操作并分析，简化砌砖动作，使砌砖动作从原来的18个减少到4.5个，砌砖速度从每小时120块提高到每小时350块。根据若于时间动作分析的结果，研究者们提出以下高效工作的准则：（1)要将劳动者获取工具、操作机器所需空间距离最小化：(2)双手应该同时开始和完成动作，动作应该尽可能对称。右手取物时应伸向右边，左手取物时应伸向左边：(3)操作过程中手不应该闲下来；（4)不应该用手做身体其它部分，尤其是腿和脚可以完成的工作，比如采用脚踏设计将手从许多操作中解放出来：（5)在盛放工作物资时应该使用机械装置（如钳子），而不是用手：(6)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，位置变化可以减少疲劳。在当今的工作场所时间动作分析更适合于简单重复性劳动，比如流水线工作。从职业卫生的视角出发，除了提高劳动生产率以外，还需要格外关注那些容易造成身体损伤的成份。在面对复杂操作、设备时，人与机器的总体关系需要仔细考虑与平衡，以设计出更加精密的人机互动方式。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，简单的说就是研究生物与力学的有关问题。生物力学其研究内容十分广泛，其中研究人在生产劳动中肌肉骨骼力学的内容称为职业生物力学（occupationalbiomechanics），主要研究工作过程中人和机器设备（包括工具）间力学的关系，自的在手提高工作效率并减少肌肉骨骼损伤的发生。（一）肌肉骨骼的力学特性人体运动系统主要由肌肉、骨骼和关节组成，其中肌肉是主动部分，骨骼是被动部分，在神经系统支配下，通过肌肉收缩，牵动骨骼以关节为支点产生位置4
4 职业工效学（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、社会学等多学科的理论知识为 基础，以职业人员为中心，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。职业工效学的内容主要 涉及动作时间分析，工作过程中的生物力学，人体测量学，人-机-环境系统相互 关系，以及以肌肉骨骼疾患为主的工效学相关疾病等几个方面。 一、时间动作分析 时间动作分析是职业工效学中较传统的研究领域。主要研究作业人员在各 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，从而制定出最佳的动 作程序和操作方法，提高工作效率，减少工人疲劳。 泰勒和吉尔布雷斯夫妇是时间动作分析的代表人物。泰勒在铁锹实验中对 “铲”这一动作的规律进行了研究，发现铲子的大小及铲动东西的重量对劳动效 率会产生明显影响，铲 10 公斤重的东西时可以获得最佳劳动效率。泰勒还对铲 的操作方法进行了研究，识别出多余不合理动作，并据此制定最省力的高效操作 方法。吉尔布雷斯夫妇开展的时间动作分析是通过快速拍摄影片，详细记录工人 操作并分析，简化砌砖动作，使砌砖动作从原来的 18 个减少到 4.5 个，砌砖速 度从每小时 120 块提高到每小时 350 块。 根据若干时间动作分析的结果，研究者们提出以下高效工作的准则： ⑴要将劳动者获取工具、操作机器所需空间距离最小化； ⑵双手应该同时开始和完成动作，动作应该尽可能对称。右手取物时应伸 向右边，左手取物时应伸向左边； ⑶操作过程中手不应该闲下来； ⑷不应该用手做身体其它部分，尤其是腿和脚可以完成的工作，比如采用 脚踏设计将手从许多操作中解放出来； ⑸在盛放工作物资时应该使用机械装置（如钳子），而不是用手； ⑹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，位置变化可以减少疲劳。 在当今的工作场所时间动作分析更适合于简单重复性劳动，比如流水线工 作。从职业卫生的视角出发，除了提高劳动生产率以外，还需要格外关注那些容 易造成身体损伤的成份。在面对复杂操作、设备时，人与机器的总体关系需要仔 细考虑与平衡，以设计出更加精密的人机互动方式。 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，简单的说就是研究生 物与力学的有关问题。生物力学其研究内容十分广泛，其中研究人在生产劳动中 肌肉骨骼力学的内容称为职业生物力学（occupational biomechanics），主要 研究工作过程中人和机器设备（包括工具）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。 （一）肌肉骨骼的力学特性 人体运动系统主要由肌肉、骨骼和关节组成，其中肌肉是主动部分，骨骼是 被动部分，在神经系统支配下，通过肌肉收缩，牵动骨骼以关节为支点产生位置
变化，完成运动过程。体力劳动是通过人体或人体某一部分的运动来实现的。骨骼肌是可以随人的意志进行收缩的肌肉。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，较多的化学能转变为热能，这种情况不但工作效率低，还容易引起肌肉或骨骼的损伤。负荷太小，肌肉收缩时用来做功的能量也很少，效率同样很低。骨骼是身体重要组成部分，主要功能是支持、运动和保护。人类骨骼结构具承受力强的特性，但不同部位的骨骼对于压缩、拉伸、剪切等力的承受能力不同。青年人的骨骼强度比老年人高，男性比女性高约5%。软骨是一种结缔组织，具有较好的弹性和韧性，长骨的软骨具有吸收冲击能量和承受负荷的作用，关节软骨磨擦系数很低，对运动十分有利。骨间联接称为关节。关节的运动方式是转动，人体各部分的运动实际上是围绕关节的转动，关节面的形状及结构与运动形式密切相关。按照关节运动轴的多少可以分为单轴关节，如肱尺关节：双轴关节，如肱挠关节；三轴关节，如肩关节。理论上三轴关节的活动范围近似于球体。（二）姿势人在劳动时需要保持一定的姿势（posture）。劳动时最常见的姿势是站姿和坐姿两种，其他还有跪姿、卧姿等。站立状态下人体运动比较灵活，便于用力，适合从事体力劳动，特别是较重的体力劳动或活动范围较大的工作。采取坐姿时身体比较稳定，宜于从事精细工作。坐姿时下肢不需要支撑身体，处于比较放松的状态，可以用足或膝进行某些操作，如机动车驾驶。随着科学技术的发展和生产方式的变化，坐姿工作的人员越来越多。无论是站姿还是坐姿，都存在一些不利于健康的因素，如站姿下肢负重大，血液回流差。坐姿状态下腹肌松弛，脊柱“S”型生理弯曲的下部由前凸变为后凸，使身体相应部位受力发生改变，长时间工作可以引起损伤。不管采取何种姿势，人体都要承受由于保持某种姿势所产生的负荷，称作姿势负荷（postureload）。姿势负荷来自于相应的体段所产生的力矩，大小取决于该体段的质量及质心与相应支点的垂直距离。例如，站姿或坐姿时颈椎需要承受头部产生的负荷，腰椎需要承受腰以上身体各个部分产生的负荷。体力劳动强度越小，即外部负荷越小，为了克服姿势负荷所消耗的能量在总能耗中所占比例越大。为了方便操作和减少姿势负荷及外加负荷的影响，在采用工作姿势时需注意：①尽可能使操作者的身体保持自然的状态：②避免头部、躯干、四肢长时间处于倾斜状态或强迫体位；③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；④操作者的手和前臂避免长时间位于高出肘部的地方：③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。长时间保持任何一种姿势，都会使某些特定肌肉处于持续静态收缩状态，容易引起疲劳。在可能的情况下，应该让操作者在劳动过程中适当变换姿势。（三）合理用力为了完成生产或其他工作任务，劳动者在劳动过程中常常需要克服外界的重力、阻力等。此外，从事任何工作都需要保持一定的姿势或体位，工作人员还要克服人体各部位所产生的重力。根据生物力学基本原理，合理运用体力，可以减少能量消耗，减轻疲劳程度，降低慢性肌肉骨骼损伤的发病率，提高工作效率。5
5 变化，完成运动过程。体力劳动是通过人体或人体某一部分的运动来实现的。 骨骼肌是可以随人的意志进行收缩的肌肉。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，较多的化学能转变为热 能，这种情况不但工作效率低，还容易引起肌肉或骨骼的损伤。负荷太小，肌肉 收缩时用来做功的能量也很少，效率同样很低。 骨骼是身体重要组成部分，主要功能是支持、运动和保护。人类骨骼结构 具承受力强的特性，但不同部位的骨骼对于压缩、拉伸、剪切等力的承受能力不 同。青年人的骨骼强度比老年人高，男性比女性高约 5%。软骨是一种结缔组织， 具有较好的弹性和韧性，长骨的软骨具有吸收冲击能量和承受负荷的作用，关节 软骨磨擦系数很低，对运动十分有利。 骨间联接称为关节。关节的运动方式是转动，人体各部分的运动实际上是 围绕关节的转动，关节面的形状及结构与运动形式密切相关。按照关节运动轴的 多少可以分为单轴关节，如肱尺关节；双轴关节，如肱挠关节；三轴关节，如肩 关节。理论上三轴关节的活动范围近似于球体。 （二）姿势 人在劳动时需要保持一定的姿势（posture）。劳动时最常见的姿势是站姿 和坐姿两种，其他还有跪姿、卧姿等。 站立状态下人体运动比较灵活，便于用力，适合从事体力劳动，特别是较重 的体力劳动或活动范围较大的工作。采取坐姿时身体比较稳定，宜于从事精细工 作。坐姿时下肢不需要支撑身体，处于比较放松的状态，可以用足或膝进行某些 操作，如机动车驾驶。随着科学技术的发展和生产方式的变化，坐姿工作的人员 越来越多。 无论是站姿还是坐姿，都存在一些不利于健康的因素，如站姿下肢负重大， 血液回流差。坐姿状态下腹肌松弛，脊柱“S”型生理弯曲的下部由前凸变为后 凸，使身体相应部位受力发生改变，长时间工作可以引起损伤。 不管采取何种姿势，人体都要承受由于保持某种姿势所产生的负荷，称作姿 势负荷（posture load）。姿势负荷来自于相应的体段所产生的力矩，大小取决 于该体段的质量及质心与相应支点的垂直距离。例如，站姿或坐姿时颈椎需要承 受头部产生的负荷，腰椎需要承受腰以上身体各个部分产生的负荷。体力劳动强 度越小，即外部负荷越小，为了克服姿势负荷所消耗的能量在总能耗中所占比例 越大。 为了方便操作和减少姿势负荷及外加负荷的影响，在采用工作姿势时需注 意：①尽可能使操作者的身体保持自然的状态；②避免头部、躯干、四肢长时间 处于倾斜状态或强迫体位；③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；④操作者的手和前臂避免长时间位于高出肘部的地方；⑤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。 长时间保持任何一种姿势，都会使某些特定肌肉处于持续静态收缩状态，容 易引起疲劳。在可能的情况下，应该让操作者在劳动过程中适当变换姿势。 （三）合理用力 为了完成生产或其他工作任务，劳动者在劳动过程中常常需要克服外界的重 力、阻力等。此外，从事任何工作都需要保持一定的姿势或体位，工作人员还要 克服人体各部位所产生的重力。根据生物力学基本原理，合理运用体力，可以减 少能量消耗，减轻疲劳程度，降低慢性肌肉骨骼损伤的发病率，提高工作效率