综述：工业4.0工作环境中的风险决定因素与安全管理方法：一项系统性的叙事性综述

《Safety Science》：Risk determinants and safety management approaches in industry 4.0 work environment: a systematic narrative review

　　摘要：尽管工业4.0技术具有操作上的优势，但它们也会带来职业风险，即便是一些细微的变化都可能增加事故发生的可能性。本系统叙事性综述研究了工业4.0环境下风险决定因素及安全管理方法的现状。研究在三个数据库中使用了两种检索策略来查找相关文献。经过筛选后，共找到76篇相关论文，并对其进行了描述性和主题性分析。研究结果表明，先进技术的应用改变了工作条件，从而产生了六种特定的风险决定因素。同时，传统安全管理方法虽然在提升安全性能方面有一定作用，但在识别由人类、技术及组织要素相互作用产生的新风险方面效果不佳，这会加速系统走向严重事故。弹性工程和弱信号管理方法能够强化传统安全管理措施，提升系统的适应能力以应对变化。本研究提出将安全管理方法、弹性工程和弱信号管理整合为一个统一的安全模型，该模型有助于在不确定条件下做出兼顾效率与安全的明智决策。

引言：自2011年出现以来，工业4.0的各类创新技术，如人工智能、协作机器人以及增材制造技术，发展迅猛。这些技术有望在多个领域带来运营效益并提升安全性（Badri等人，2018；Brocal等人，2018；Reiman等人，2021）。在制造业中，这类技术提升了组织的灵活性和以客户为中心的能力，实现了智能工厂；在医疗行业，可用于诊断、治疗和后续护理；在能源与公用事业领域，可应用于智能电网和数据库管理；在物流与供应链领域，能实现端到端的可视化与高效响应；在农业领域，则推动了智慧农业的发展（Dwivedi等人，2021；Mhlanga，2021）。然而，由于新技术的出现以及工作形态的变革，工作场所仍在持续发生快速变化。尽管技术进步往往在不确定环境下不断出现（Chiffi等人，2022），但工业4.0技术对工作环境的影响已然显现。例如，Gualtieri等人（2021）指出，工业4.0的创新技术正在重塑工作条件，增加社会技术工作环境的复杂性。技术对工作条件的影响可通过两种心理社会风险来解释，即工作要求和工作资源，它们会导致员工疲惫和消极怠工（Demerouti等人，2001）。在工业4.0的工作环境中，持续的监控和时间压力会增加工作要求，导致员工疲惫；而自主权的降低以及人际互动的减少则会改变工作资源，进而影响员工的积极性。此外，人类、机器和技术相互作用所产生的信息模式和数量也可能导致系统故障，给安全系统带来重大风险。所谓“系统漂移”，指的是组织未能有效适应自身结构与环境的复杂性，而非系统组件的损坏或故障（Dekker，2011）。特别是在工业4.0的工作环境中，这种漂移可能是由于日常运营中的各种变化以及为平衡生产力、效率与安全而做出的权衡所积累而成的。这些变化可能成为人为错误以及职业安全与健康风险因素变化的温床，而自动化偏见、过度依赖人工智能以及算法错误的常态化则可能加速这一过程。此外，相互连接的网络技术产品的深度整合正在将工业4.0的社会技术系统转变为网络社会技术系统（Patriarca等人，2021）。这样的工作环境可被视为由人、智能设备以及网络物理系统构成的高度互联的技术体系（Pouyakian，2022）。社会技术系统理论认为，工业4.0工作环境中人类、机器与技术之间不可预测、充满不确定性的相互作用，是新的、更为严重的风险来源（Chalaris，2023；Sony和Naik，2020）。从复杂性理论的角度来看，高科技系统中的故障正是源于这些相互作用所产生的涌现特性（Dekker等人，2011）。复杂性视角强调的是理解系统内部各要素之间的关系、相互依赖性以及性能的变动性，而非仅仅关注单个组件或根本原因（Dekker等人，2011；Mohsendokht等人，2026）。此外，系统工程理论也强调了考虑系统内部与外部因素的重要性。安全文化、培训、资金投入、领导能力以及地缘政治因素等，都会对系统性能的变动产生影响（Mohsendokht等人，2026）。从社会技术、复杂性以及系统工程理论的角度来看，工业4.0工作环境中系统内部与外部要素之间的非线性相互作用，可能是导致性能变动以及新的、更为严重风险出现的根源。这些特征被视为社会技术系统的属性，而非单个组件的性能表现（Chalaris，2023；Mohsendokht等人，2026）。由于安全管理方法往往忽视系统间的相互作用及组织因素，而只关注单个组件，这可能会加剧职业事故的频发问题（Abdelrahim等人，2024；Chalaris，2023；Mohsendokht等人，2026）。国际劳工组织在2023年和2026年的报告中指出，约有293万名工人因工作相关风险而死亡，其中84万人死于工作场所的心理风险。此外，每年还有约3.95亿人遭受非致命性伤害或健康问题。工作场所的伤亡事故是全球性难题，所带来的经济损失约占世界GDP的4%（国际劳工组织，2026）。这一经济负担凸显出持续监测新的风险因素以及评估现有安全管理方法有效性的必要性（Cornelissen等人，2017）。不过，先前的研究表明，大多数工作场所事故都是可以预防的（Afolabi等人，2021）。要有效预防工作场所事故，就需要建立全面的安全管理系统，该系统能够系统地消除或降低员工面临潜在风险的程度。（Zou等人，2026）指出，关于安全管理系统的研究经历了“安全I”和“安全II”两个概念的发展阶段。基于“安全I”理念，传统的安全管理系统旨在协调并整合所有组织活动中的安全管理措施（Fernández-Mu?iz等人，2012；Zou等人，2026）。这些安全管理措施将安全政策与流程转化为具体的行动，以此避免不良后果。它们的重点在于识别危险、确保合规、减少事故并提升整体安全绩效（SP）（Almost等人，2018；Li和Guldenmund，2018；Zorzenon等人，2025）。虽然传统安全管理措施已被证明能够有效提升安全绩效（Fernández-Mu?iz等人，2009），但普遍认为，这类传统的线性管理模式难以应对社会技术工作环境中的动态、非线性及涌现性特征（Adriaensen等人，2019；Dekker等人，2011；Mohsendokht等人，2026）。与“安全II”理念相呼应，弹性工程实践和弱信号管理概念应运而生，它们被视为更适合当前需求的安全管理方法，这类方法注重工作系统在复杂且不可预测的社会技术工作环境中保持适应能力、协调能力以及持续稳定的性能（Berx等人，2022；Brocal等人，2019；Nicolaidou等人，2022；Nicolaidou等人，2021；Zou等人，2026）。弹性工程实践为系统性风险分析提供了基础，而非仅关注日常性能和运营上的权衡（Mohsendokht等人，2026）。弱信号管理则着眼于那些微小的变化——这也是非线性相互作用的另一种表现——因为这些微小变化日后可能会引发严重后果（Dekker等人，2011；Nicolaidou等人，2021）。尽管人们已经认识到工业4.0技术对工作条件的影响，但相关研究往往仍侧重于传统的风险类别，建议采用安全管理措施、弹性工程实践和弱信号管理等方法，却缺乏足够证据来证明其实际效果（Bispo和Amaral，2024）。这种研究与实践之间的差距限制了工作场所应对工业4.0带来的新风险的能力，从而威胁到工作安全。因此，本系统叙事性综述旨在通过探讨工业4.0复杂工作环境中的风险决定因素及安全管理方法的最新研究成果，填补这一空白。它分析了传统安全管理措施的局限性，以及弹性工程实践和弱信号管理的作用，还研究了这三种安全管理方法在工业4.0融合式工作环境中的相互关系。为实现这一目标，本研究设定了以下具体目标：1.回顾工业4.0工作环境中出现的风险决定因素的现状；2.分析传统安全管理方法在工业4.0工作环境中的有效性；3.评估弹性工程实践在解决工业4.0工作环境中的职业安全与健康问题方面的作用；4.探讨弱信号在支持工业4.0工作环境中的职业安全与健康管理方面的潜在作用。在引言之后，本文的结构如下：第二部分详细介绍了用于查找相关文献的方法；第三部分为研究结果；第四部分为讨论内容；第五部分则阐述研究意义、局限性以及未来研究方向。

检索策略：鉴于工业4.0工作环境下的安全管理这一研究领域正处于快速发展阶段，本研究采用了系统叙事性综述方法，该方法非常适合用于此类研究（Green等人，2006；Sukhera，2022）。它还能对那些复杂或范围广泛的研究证据进行有意义的整合（Sukhera，2022）。不过，由于有观点认为文献综述应当更加系统化（Greenhalgh等人，2018），本研究也融入了一些系统化的原则。

结果：尽管关于工业4.0及其对可持续发展及多领域安全影响的文献日益增多，但仍然存在一些关键性缺口（Khan等人，2025），尤其是在该技术究竟在多大程度上改变了工作场所的风险决定因素，以及这些风险对现有安全管理方法有何影响等方面。不过，目前找到的文献数量已经足够支撑本研究的各项目标。后续章节将分别呈现描述性分析和主题性分析的结果。

讨论：工业4.0技术的出现带来了运营效益、可持续性以及安全性的提升，但同时也改变了工作条件，影响了性能的稳定性，还带来了新的风险决定因素，而这些因素超出了传统“安全I”模式下安全管理系统的处理能力。目前，关于工业4.0在多大程度上改变了风险决定因素，以及基于“安全I”或“安全II”理念开发的现有安全管理方法是否有效的研究十分匮乏。这种研究不足进一步加剧了全球范围内职业安全与健康问题的持续存在。

意义、局限性及未来研究：本研究提出将安全管理措施、弹性工程实践和弱信号管理整合为一个统一的安全模型。如图4所示，这一提议的依据在于：安全管理措施能够为工作场所的安全奠定基础，而弹性工程实践则有助于提升系统在复杂社会技术工作环境变化中的适应能力。此外，该模型还考虑到了弱信号管理在通过及时发现早期细微变化来增强系统适应能力方面的作用。

结论：工业4.0技术的应用改变了工作条件，由此产生了六种特定的风险决定因素，这些因素是根据其在职业安全、健康及福祉方面的影响程度进行分类的。然而，目前关于现有安全管理方法在应对这些新出现的风险决定因素方面的有效性的研究十分有限。这种研究不足进一步加剧了全球范围内职业安全与健康事故及健康问题的严重性。这一问题引发了人们的高度担忧。

免责声明：在撰写本研究的过程中，我们使用了Grammarly工具来提升语言表达的清晰度。随后，根据需要对稿件进行了审核和修改。除这些内容外，其余均为作者独立撰写。

作者贡献说明：Rasha Ali Abdelrahim：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、可视化、验证、软件使用、资源整理、项目管理、方法设计、研究实施、正式分析、数据整理、概念构建。Konstantinos Katzis：监督指导。Christos Dimopoulos：监督指导。Cleo Varianou Mikellidou：监督指导。Klea Panayidou：监督指导。Georgios Boustras：监督指导。

利益冲突声明：作者声明自己不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

Rasha Ali Abdelrahim | Konstantinos Katzis | Christos Dimopoulos | Cleo Varianou Mikellidou | Klea Panayidou | Georgios Boustras
阿曼马斯喀特，国际工程与管理学院