作者：精工咨询高级顾问 Charles Xie
人体的力量是由人的肌肉系统提供的, 为了在工作时省力, 或不至于劳累过度, 我们需要了解人体的肌肉系统.人能够运动是因为有分布在全身的肌肉, 它差不多占人身体总重量的40%.肌肉的一个最重要的特点是它可以缩短到正常尺寸的一半左右, 这种现象我们称之为肌肉收缩. 肌肉收缩的功率随着肌肉长度的增加而增加.在肌肉的收缩过程中, 机械能的产生是由消耗肌肉中贮存的化学能转化来的, 肌肉工作实际上是一个化学能向机械能转化的过程. 收缩的直接能源是在化学反应中含有丰富的磷酸脂由高能状态变为低能状态.
产生能量的重要原料--葡萄糖和氧--在肌肉中只贮存了很少一部分, 因此它们需要不断地从血液中得到补充, 因此是血液的供应最后限制着肌肉运动的效率.在一块肌肉处于运动状态时, 它对血液的需要量增加了好几倍. 为了满足这个需求, 血液循环系统开始发生一些变化: 心跳加快而且有力, 血压增加, 通向肌肉的血管开始扩张. 下面是斯切尔(Scherer)发现的人的肌肉在不同状态下的血液的循环量.
在不同状态下肌肉的血液供应量
静止时 4毫升/分钟/100克肌肉
中等劳动 80毫升/分钟/100克肌肉
重体力劳动 150毫升/分钟/100克肌肉
肌肉的负荷可以分为两种形式. 一种是动态的(节奏性的)负荷, 简称为动负荷. 一种是静止不动的负荷, 简称为静负荷. 这两种形式的肌肉负荷可以描述如下:
(1)动负荷的特点是收缩, 伸展, 紧张或放松交替地进行.
(2)反过来, 静负荷的特点是肌肉长期处于收缩状态. 这通常发生在保持某一姿式不动.
在动负荷的情形下, 负荷可以由肌肉缩短的长度与所施展的力的乘积来表示. 在静负荷状态下, 肌肉没有伸展, 而是保持在一个较高的紧张状态, 力要保持相当的时间. 在静负荷时, 没有看得见的功, 也不能用重量*距离来测量. 这很象电磁铁. 电磁铁为了吸住一定的重量要消耗大量的能量, 但外表好象没做有用的功.
动负荷与静负荷显然有根本的不同. 在静负荷中,血管被肌肉组织内部压力所压迫, 所以血液不再流入肌肉,相反在动负荷中,正如走路一样,肌肉的作用就象是血液循环系统的水泵一样,收缩时把血液压出肌肉,紧接着的松驰又把新的血液带到肌肉中来.由于这种方法,血液的供应比平时大好几倍.事实上,肌肉可能接受比平时大10-20倍的血液.因此在动负荷情况下,肌肉有充分的血液供应,始终保持着高能状态的糖和氧,同时废物被随时带走.而在静负荷状态下, 肌肉从血液中得不到足够的糖和氧,不得不依赖于自己的贮存,而且更为不利的是废物不能被排出.这些废物积累起来,形成我们所感觉到的肌肉疲劳和酸疼.
由于这个原因, 在静负荷状态下, 我们不能保持工作很长一段时间. 疼痛的感觉将迫使我们放弃这项工作.相反, 一个动负荷可以保持很长一段时间而不感到疲劳, 条件是我们选择一个合适的节奏. 在人体中只有一块肌肉事可以不停地工作而不被损坏和感到疲劳. 这就是心脏的肌肉.
在静负荷时, 血液流动所受到的阻力与静负荷的值是成正比的. 当这个负荷达到了肌肉的最大力的60%时, 通向这块肌肉的血液差不多完全被阻断. 当负荷低于最大力的15-20%, 血液流动基本正常.许多专家们认为, 如果静负荷不超过最大力的8%, 那么人可以每天工作几个小时而不感到疲劳. 在大致相当的条件下, 相对于动负荷, 静负荷导致:
(1) 更高的能量消耗;
(2) 心跳的增加;
(3) 需要更长的恢复疲劳时间.
静负荷使肌肉产生疲劳, 这种疲劳可以慢慢地发展成不可忍受的疼痛.如果人的身体的某一部分每天都承受相当的静负荷, 经过较长的一段时间, 人就会或多或少地感觉到疼痛, 这不仅涉及到肌肉, 也涉及到骨骼, 关节, 肌肉键及身体的其他结构. 这一类问题统称肌骨失调.
一些调查研究已经表明静负荷与下列疾病是相关的:
(1) 关节浮肿;
(2) 肌肉腱销浮肿;
(3) 肌肉腱节点附近发炎.
(4) 关节的坏死, 慢性关节炎.
(5) 肌肉抽筋;
(6) 脊椎毛病.
一些不好的姿式也会造成一些不好的影响.
工作姿式 可能影响的部位
站在一个地方 小腿, 大腿, 静脉血管
坐着没有背靠 背部的肌肉
坐椅太高 膝盖, 小腿, 脚部
坐椅太低 肩膀, 脖子
站着或坐着时躯干前倾 腰椎附近, 脊椎
手臂向前或向侧面伸出 肩膀, 手臂, 肩关节
过度地向前或向后低头 脖子, 脊椎功能的下降
手不自然地抓起东西 手臂, 可能引起肌肉腱的发炎
在站立时,人的脊椎相对的直一些. 在坐下时, 人的脊椎是弯曲的, 而且在腰椎以下要承受较大的扭力。纳切森(Nachemson)测出的在四种不同姿式下人的第三根腰椎与第四根腰椎之间的压力, 以站立时的压力为100%, 直着坐着时, 压力为140, 弯着身子坐下时, 压力为190%, 增加了近一倍.人的脊椎在短时间内是能够承受高于空手直立时所产生的压力的. 问题是坐着工作的人长所累月地使脊椎超负荷运行. 由于尚不知道的原因, 脊椎之间的脊椎盘慢慢地失去了弹性, 功能开始下降, 在严重的情况下, 脊椎盘之内的液汁甚至被挤出脊椎盘, 使脊椎的功能彻底丧失. 而不正确的坐姿, 不合适的椅子更加快了这种速度,
为了减轻或恢复疲劳, 除了应限制每天的工作时间长度外, 还应该在工作时间内给予一定的休息时间. 工人在工作时可以有四种方式休息. 第一种方式是自发的休息, 比如伸伸腰, 向附近望一望等, 这种休息一般都比较短. (当然把工作停下来与旁边的人聊天是另一个问题). 第二种休息是掩盖性休息, 例如擦一擦机器, 打扫一下工作地, 或找组长商量一个不是很重要的问题等. 第三种休息是工作任务性休息, 这是由于前后工作的顺序或工作使人不得不停下来等工作. 第四种休息是规定的休息, 如上午和下午的coffee break时间. 调查研究表明这四种休息方式是相关的, 如果规定的休息时间和工作性休息时间很短, 则自发的休息和掩盖性休息就较多. 根据对工间休息的研究结果, 我们推荐:
1. 对于重体力劳动, 或在热环境中的劳动, 休息时间的安排应保证工作一个小时内和每天的工作量(能量消耗)不超过所确定的最大值（女职员为10000-12000KJ每天）. 对于极重的体力工作, 休息时间甚至多于工作时间.
2. 对于一般的体力或脑力工作, 应在上午和下午各有一个10-15分钟的休息时间.
3. 对于脑力负荷较高或时间压力较大的工作(如没有等待时间的装配线), 在上午和下午就各再加一到两次3-5分钟的短暂休息时间.
4. 对于正在学习技术的工人, 应根据所学技术的难易程度, 多给一些休息时间.
5. 休息方式有两种, 一种是安静休息, 如坐着不动. 一种是活动休息. 活动休息就是交替工休息, 如体力劳动和脑力劳动交替, 室内工作与室外工作交替, 坐位与立位交替等. 研究发现, 除了重体力者劳动之外, 对于做一般工作的工作,活动休息比安静休息使工作效率恢复速度快60-70%. 自然我们推荐活动性休息.
总的来说，坐着操作和站着操作都有优缺点的，最主要的是工作设计的好坏。
如坐着没法用背靠，躯干前倾，手臂向前或向侧面伸出，手不自然地抓起东西等等，这些都是些很不推荐的动作。而改为站着操作可解决上面问题。当然站着操作也会增加静负荷，但是从工作台走到机器前这样小范围活动，可以大大减速少它的影响。站着操作增加的走动，与站着所减少的动作相比，能量消耗只会少，并且容易恢复。所以，对某些操作，我们改为站着作业。很多以前坐着工作的作业员也是感觉站着工作更轻松些。当然我们同时也增加中间休息时间，这个中间休息是相当重要的，对减少疲劳有很大帮助。实际工作中，我们发现作业员有时为了赶时间，而没有中间休息，这点很不好。应该保证中间休息时间，而且最好是活动休息。
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