金属增材制造中安全可持续工作活动的开发：基于活动中心工效学的多学科方法研究

推荐：为解决金属增材制造（AM）产业中职业暴露风险与可持续工作设计的矛盾，研究人员通过多学科方法（E/HF、心理学、工业卫生等）分析11篇文献，提出整合工效毒理学（ergotoxicology）与实时暴露监测的创新方法，为Industry 4.0/5.0提供安全可持续的工作系统设计框架。

　　

随着工业4.0和5.0的推进，金属增材制造（AM）技术因其战略价值被广泛应用于航空航天、医疗等领域。然而，这一技术革命背后隐藏着严峻的职业健康挑战：金属粉末释放的微纳米颗粒可能引发化学暴露风险，而高度自动化的生产模式改变了传统工作组织方式，导致生理负荷、认知压力等新型职业危害。更棘手的是，当前技术设计普遍以设备为中心，忽视真实工作活动（work activity）对健康的影响，使得可持续工作（sustainable work）目标难以实现。

为应对这一挑战，法国国家科学研究中心（CNRS）等机构的研究团队在《Applied Ergonomics》发表研究，通过分析11篇工效毒理学相关文献，提出了一套整合活动中心工效学（activity-centered ergonomics）、心理学和工程学的多学科方法。该研究首次将职业暴露风险纳入可持续工作定义，并开发了可转移的干预框架，为未来工业的"人本化"转型提供了科学工具。

研究采用四大关键技术：1）基于视频暴露监测（video exposure monitoring）的实时颗粒物浓度与心率同步测量；2）工作系统建模（work system modeling）结合企业流程分析；3）通过自反性访谈（self-confrontation interviews）和变革编年史（chronicle of change）捕捉工人经验；4）多学科工作组（含工效学、工业卫生等专家）的社会建构（social construction）讨论。

研究结果揭示：

1. 工作活动与未来组织

   通过SLM 280金属打印机操作案例，发现工人需在密闭空间独立完成高风险操作（如粉末更换），其自创的"双料斗并行筛分"策略虽提升效率，但暴露于未防护的金属粉尘云（粒径<700 nm），且长期保持悬臂姿势导致肌肉骨骼疾病风险。

2. 暴露评估新范式

   采用DiSCmini^?和PDR 1500^?设备同步监测颗粒数/质量浓度，发现工人实际暴露水平远超任务预设值。视频分析显示，62%的高暴露时段发生于非标操作（如设备维护），凸显传统风险评估的盲区。

3. 工效毒理学方法优势

   对比11种方法发现，得分最高（23/27）的Mariko方法结合了实时测量（real-time metrology）与自反性访谈，能有效识别"隐性暴露"——工人因习惯性接触常低估风险（"我2017年至今没生病，可能危险不存在"），而旁观者反而更警觉。

4. 可持续工作新定义

   提出包含七大维度的创新定义：生理可承受性、意义感、心理健康、工作生活平衡、社交发展、操作自主权（operational leeway）及无健康损害环境，首次将"暴露控制"作为核心要素。

这项研究的突破性在于：

• 建立首个金属AM领域"暴露-活动-组织"三元分析模型

• 开发可迁移的工效毒理学工具包（如CAPTIV视频同步系统）

• 为ISO 45001等标准提供微观数据支持

• 推动Industry 5.0从技术中心主义向"人类中心可持续发展"范式转变

正如研究者Galey强调，未来需进一步探索可持续工作与联合国SDGs（尤其是SDG8体面工作）的衔接机制，而该研究提出的多尺度方法（从纳米颗粒监测到组织变革）为此奠定了方法论基础。这项来自欧洲学界的前沿探索，为中国等AM快速发展的国家提供了宝贵的职业健康管理范式参考。