人因工程的介紹與農業上的應用

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(1)農業工程. 人因工程的介紹與. 農業上的應用. 一、前言. 農試所農工組林建志. 農忙時期，農民們為了增加農作. 作，或是職業災害發生時才進行補助，. 所得必需與時間競賽，加上照明設備普. 這些方式都屬於消極的作法；如果要積. 及，現代農民已經不再是日出而作日落. 極的減少職業災害發生，則必須從人因. 而息，而是屬於長時間的工作(一般而言. 工程( human factors engineering, ergonomic. 都是每天超過12小時)。再者農業活動通. )的觀點開始。. 常是屬於高度重複性的動作，短時間便會疲勞，因此特別容易產生職災傷害。. 在國內人因工程已普遍應用在日常生活上，像是桌椅、檯燈、吹風機、電動. 一般而言減少職業災害最有效的. 牙刷、電腦…等不勝枚舉。由此可知國. 方式是適當的休息，然而許多農民認為. 人普遍可接受人因工程的概念，然而在. 「農忙期間，事情都做不完了那有時間. 農業上並不普及，導致農機業者在設計. 休息」，導致長時間的疲勞累積引起職. 之初，並未導入人因工程的概念，再加. 業傷害而不自知。. 上許多農民為了工作方便，自行修改農. 職業災害的發生對於家庭生活造. 業機具，進而造成職業災害。例如搬運. 成嚴重影響，根據勞工委員會公佈的資. 車翻覆、中耕機壓傷腳、腰椎受傷…等. 料，2009 年因為職業災害導致永久部分. 問題時有所聞，若是我們將人因工程的. 全失能的人數為276人次，而暫時全失能. 觀念導入農業相關產業操作，相信可以. 的人數則高達10,129人次，以當時就業的. 減少許多農民之職業災害。. 勞工比例來計算，約1/1,000 勞工是屬於暫時全失能，他們可能造成家庭嚴重的. 二、什麼是人因工程. 經濟負擔。因此近年來為了降低職業災. 上述提到人因工程可以積極地減. 害的發生，政府推動降災計畫，以減少. 少職業災害的發生，但什麼是人因工程. 職業災害（行政院勞工委員會, 2010）。. 呢？人因工程對我們又有什麼樣的幫助. 然而利用公權力明訂相關條款禁止工. 呢？人因工程又稱為人體工學，它是一門研究工作的科學，主要探討日常生活與工作中，人們與物件或是工作環境之. 作者：林建志助理研究員連絡電話：04-23317716. 間互動的科學，探討的方向不再是只有人適不適合工作，也反向討論工作適不. 農業試驗所技術服務季刊．2017年12月．112期. 21.

(2) 農業工程. 適合人。簡單的說，只要是能讓操作者. (二)轉變期：隨著機械大量的使用，. 以更舒適、更輕鬆的方式操作工具，避. 研究者們開始發現人與機械之間協調的. 免傷害發生，這一類的設計都可以稱做. 重要性，因此開始重視人的因素，意識. 是人因工程概念。例如現在的曳引機，. 到若能使機械和程序符合操作者的需. 除了主要的功能外，無段變速的功能亦. 求，將能有效地增加工作效率，降低出. 開始被採用，駕駛艙的空間增加並在內. 錯的可能性，學者們的研究與應用逐漸. 部裝設冷氣、音響…等設備，都是為了. 進入工業與工程設計內。. 讓使用者能夠減少疲勞並舒適的操作曳. (三)發展壯大期：此時期與轉變期. 引機，而這些設計便可以稱為符合人因. 最大的不同係從重視人與機器之間的關. 工程概念。. 係，逐漸轉變為重視人、機器與環境之. 人因工程的發展主要可分成早期. 間的關係，並將此三項整合成一個系統. （19世紀末至西元1939年）、轉變期（西. 進行研究，所討論的已經不再是操作者. 元1939至1960年）以及發展壯大期（西元. 與機械之間的關係，而是擴大到整個工. 1960年之後）等三階段。表一為人因工程. 作環境，像是機器設備的配置、環境光. 發展的三個階段其研究對象及使用的研. 源是否適宜、廠房內的溫、濕度控制…. 究方法。. 等，這些都是為了令操作者能更舒適的. (一)早期：人因工程第一階段係在. 工作，並能夠減少錯誤。而國際人因工. 工業革命之後，人們日常生活由原本手. 程學會聯合會 (International Ergonomics. 工生產逐漸轉變成機械製造，此時機械. Association , IEA)也在此時期成立(西元. 設計者在設計之初，僅考量機械功能與. 1961年)。. 效率，並未考慮人的因素，這是機械功. 我國人因工程研究起源於西元1984. 能與效率遠大於操作者需求的時代，因. 年，由當時國科會副研究員陳琰與本. 此該時期的人因工程研究著重於操作. 國人因工程學者成立人因工程推動小. 者的動作，即是如何有效地提升工作效. 組，確認其名稱與研究方向，並於西. 率，此時期最有名的人因工程研究學家. 元 19 9 3 年成立中華民國人因工程學會. 為 Frank Gilbreth (1868-1924) 和 Lillian. (Ergonomics Society of Taiwan , EST)，二. Gilbreth (1878-1974) 夫婦，他們被認為是. 年後(西元1995年)申請加入國際人因工程. 人因工程學領域的先驅之一。. 學會聯合會，成為正式會員團體。. 表一、人因工程發展的三個階段其研究對象及使用的研究方法. 22. 早期 (19世紀末至西元1939年). 轉變期 (西元1939至1960年 ). 發展壯大期 (西元1960年之後). 研究對象. 操作者去適應機械. 機械與操作者之間的關係. 機械、操作者及工作環境之間的關係. 研究方法. 心理學. 心理學、生理學、人體測量學、生物力學. 農業試驗所技術服務季刊．2017年12月．112期. 心理學、生理學、解剖學、工業衛生學、工作研究、工作與工程設計、建築與照明工程、管理工程.

(3) 目前國內已有不少的先進將人因工. 農業工程. 三、人因工程在農業上的應用. 林等 (2013) 利用3D 攝影系統取得操作者在搬運車載台搬運農用資材時身. 程的概念導入農業領域，像邱等(2007)從. 體各關節角度，利用人因工程方式分析. 人因的角度探討操作者使用「套管式蔬. 操作者在搬運過程中腰椎受力情形。其. 果種苗嫁接機」以及「秧苗搬運作業」，. 結果顯示搬運農用資材重量不宜超過. 利用軟體模擬的方式，使用虛擬人(或稱數位人)與虛擬工作環境配合，觀察虛擬人在作業的過程中，腰椎受力 ( 下背力 ) 情形分析，提供一個安全的操作距離以及建議每次搬運秧苗的總重量不得超過 16kg。. 邱等 (2009，2010) 對攜帶型水果內部品質檢測系統進行人因工程分析，分析項目有 RULA、身體各關節受力、舒適評估以及視覺分析。建議操作者以坐姿操作攜帶型水果內部品質檢測系統，並將該系統之人機介面裝設在機械上方 40~50cm處，此種設計最符合人因工程設. 計，圖一為虛擬人操作水果內部品質檢測系統之情況，若是配合動畫與人因工. 圖一、虛擬人操作水果內部品質檢測系統之情況，藉此模擬出最佳的儀器操作條件，增加工作效率減少職業傷害。. 程分析，則可以得到最佳的操作條件，以提高工作效率，並減少疲勞度累積與工作傷害。林等(2009)則是將人因工程的概念帶入搬運車的設計，探討搬運車的舒適度以及操作性，圖二為虛擬人駕駛農用搬運車之模型，配合人因工程分析軟體，藉此設計出更符合人使用之搬運車。盧等(2012)則是利用人因工程手法改善柑橘農業加工過程中的危險因子，使用評分方式判斷加工過程中是否符合人因工程，大幅度提高工作效率，減少人體負荷。. 圖二、虛擬人駕駛農用搬運車之模型，藉此模擬搬運車之舒適度及操作性，使設計更貼近人性化。. 農業試驗所技術服務季刊．2017年12月．112期. 23.

(4) 農業工程. 2 5 k g ，而搬運車. 載台高度則為 6 9 c m 為最佳，. 與傳統搬運車載台高度不得超過 70cm 符合，但從. 其結果討論，其建議載台高度越接近操作者腰椎（L4/L5）位置越佳，在搬運時，操作者手臂移動距離與軀幹角度較少，腰椎受力小較不易受傷害。. 圖三、3D攝影系統示意圖，擷取操作者各關節角度，藉此模擬操作者各關節受力情形，以避免工作傷害。. 圖三為3D攝影系統示意圖。依據上面的例子我們得知，國內已. 討會文集，pp.88-104。. 有研究人員將人因工程的概念導入農業. 邱奕志、陳世銘、林建志，2009，攜帶型. 的應用上，這些都是為了讓操作者能更. 水果內部品質檢測系統操作之人因工. 安全、更舒適的從事農業。. 程分析，2009 農機與生機論文發表會. 四、未來展望人因工程係屬於探討工作的科學，討論整體工作環境，利用人類行為、能力與限制，令操作者以更有效率、安全與舒適的方式進行作業，因此若在農機設計之初，能導入人因工程的概念，那麼相信未來的農業機具將更適合人使用，使人能以更舒適、更正確的姿勢從事農業活動。. 五、參考文獻邱奕志、吳剛智、林儀豪、葉承隆， 2007，虛擬人在農業生產系統人因分 24. 析之應用，2007 農業資訊科技應用研. 農業試驗所技術服務季刊．2017年12月．112期. 論文集，pp.101-106。. 邱奕志、林婧翔、陳世銘、蔡兆胤， 2010，攜帶型水果內部品質檢測系統. 操作之人因工程分析，2010 農機與生機論文發表會論文集。. 林建志、吳剛智、蘇溫禧、鄭崢任， 2009，農用搬運車之人因工程分析，. 2009 農機與生機論文發表會論文集， pp.111-116。. 盧瑞琴、陳姵君、林儀柔、陳冠皓；黃翊翔、彭孟凡，２０１２，基礎工業工程在柑橘農業的改善研究，Journal of Commercial Modernization,Vol.6, No.3,(2012),157-176..

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