车辆装配工人躯干姿势反馈系统的有效性与可用性:一项长达10天的探索性纵向研究

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Applied Ergonomics 3.1

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  为解决车辆制造业中工作相关肌肉骨骼疾病(WMSDs)高发问题,研究人员开展了一项探索性纵向研究,评估商用躯干姿势反馈系统(结合听觉与振动触觉提示)在10天内的效果。结果显示,初期“不良姿势”减少,但效果随时间减弱,可能与新奇效应及个体差异有关。该研究为优化反馈系统设计以维持长期行为改变提供了重要依据。

  

在车辆制造业中,工人长期暴露于非中性姿势、重复动作等风险因素,导致工作相关肌肉骨骼疾病(WMSDs)高发,尤其是低背痛(LBP)。尽管传统培训能提升安全知识,却难以转化为实际行为改变。为此,美国弗吉尼亚理工学院的研究团队联合通用汽车(GM),在《Applied Ergonomics》发表了一项探索性研究,首次评估商用躯干姿势反馈系统在真实生产环境中的长期效果。

研究采用惯性测量单元(IMUs)监测8名车辆装配工人10个工作日的躯干运动,通过听觉和振动触觉反馈干预“不良姿势”(定义为躯干屈曲>20°持续>1.5秒)。关键方法包括:1)纵向追踪工人自然工作状态与反馈干预后的姿势变化;2)量化每日不良姿势频率(Fhazards)与工作负荷(Fevents);3)结合问卷收集用户体验数据。

频率事件(Fevents:多数参与者工作负荷稳定,但个体差异显著,如AS 3在第3天起工作量下降50%,提示生产节律可能影响姿势暴露。
不良姿势频率(Fhazards:反馈首日所有工人不良姿势减少,但后续出现反弹,AS 2和MH 1甚至超过基线水平,表明短期改善易受适应性行为抵消。
用户反馈:部分工人认为系统提升了姿势意识,而另一些则因频繁提示产生烦躁情绪,导致主动忽略反馈。

讨论指出,尽管反馈系统在实验室环境中效果明确,但实际工业场景中需解决两大挑战:1)设计需兼顾个性化需求以减少排斥反应;2)通过动态调整反馈策略(如间歇提示)延缓习惯化进程。该研究为工效学干预提供了首个制造业场景的长期证据,强调行为维持机制的重要性,并为开发下一代智能反馈系统指明方向——例如整合人工智能实时适配用户状态。

研究结论揭示,单纯技术干预不足以实现持久改变,需结合组织管理(如轮岗制度)与人性化设计。其意义不仅限于车辆制造,对医疗、物流等高LBP风险行业同样具有参考价值。未来研究可扩大样本量,并探索多模态反馈(如视觉+触觉)的协同效应。

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