物流配送中心揀選作業(yè)的人因工程量化評(píng)估

周家琦，王宏穎，余子倩，李 洋

（東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

0 引言

隨著電子商務(wù)技術(shù)在物流業(yè)的快速發(fā)展，逐漸形成以“網(wǎng)絡(luò)電子商城+儲(chǔ)分一體化物流配送”的運(yùn)作模式[1]。這種新興的電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)模式以快速、便捷等優(yōu)勢(shì)受到廣大消費(fèi)者青睞。但是，面對(duì)多元化的產(chǎn)品需求和多樣化的客戶服務(wù)，線上線下銜接不緊密、市場(chǎng)響應(yīng)速度慢等問題逐漸凸顯，成為制約物流業(yè)快速發(fā)展的瓶頸問題。

目前，我國(guó)物流配送中心揀選作業(yè)多采用人工揀選的作業(yè)方式。這種勞動(dòng)密集型的作業(yè)占據(jù)物流配送中心90%的響應(yīng)時(shí)間，具有隨機(jī)性、不確定性和突發(fā)性等特點(diǎn)[2-3]。因此，為維持物流企業(yè)快速、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，探究物流配送中心揀選作業(yè)工程負(fù)荷與職業(yè)健康是關(guān)鍵[4]。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)樣本

分別抽取20-30 歲身體素質(zhì)及體能條件良好的男性和女性作為實(shí)驗(yàn)樣本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，男性樣本的平均年齡為23歲、平均身高170.6cm、平均體重68.2kg、平均人體表面積1.760 7m2；女性樣本的平均年齡22歲、平均身高164.2cm、平均體重51.4kg、平均人體表面積為1.506 6m2，結(jié)果見表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

勞動(dòng)負(fù)荷發(fā)生裝置主要采用澳瑞特多功能電動(dòng)跑步機(jī)JS-5047M速度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)的過程中記錄其能量代謝量、心率指標(biāo)[5]。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）根據(jù)性別不同，對(duì)男性和女性待測(cè)樣本進(jìn)行編號(hào)，分別記為i（i=1,2,…,5）和j（j=1,2,…,5）；

（2）設(shè)定實(shí)驗(yàn)速率5km/h 和7km/h[6]，分別記為v1和v2；

（3）稱取備揀貨物，使其負(fù)荷為3.5kg[7]，記為G；

（4）確定不同速率、不同負(fù)荷下的測(cè)試時(shí)間為15min，記為t；

（5）實(shí)驗(yàn)采取分組、分負(fù)荷的方式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中記錄其身高、體重值后，要求待測(cè)者i、j 在特定速率v1、v2的條件下運(yùn)動(dòng)指定時(shí)間t，同時(shí)隨機(jī)多次揀選負(fù)荷為 G 的備揀重物，記錄其心率變化 Xiv1、Xiv2、Xjv1、Xjv2和能量代謝值Yiv1、Yiv2、Yjv1、Yjv2；

（6）待測(cè)者依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每次測(cè)定后待測(cè)者休息一段時(shí)間直至心率恢復(fù)常態(tài)再進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1 物流揀選作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度

2 人因工程量化

2.1 相對(duì)代謝率RMR量化

勞動(dòng)強(qiáng)度的量化指標(biāo)采用相對(duì)代謝率RMR 方法，即能量代謝量和安靜代謝量的差值與基礎(chǔ)代謝量的比值，見式（1）。

（1）能量代謝即模擬待測(cè)的作業(yè)環(huán)節(jié)，以特定的作業(yè)速率作業(yè)一段時(shí)間記錄其消耗的能量值。

（2）基礎(chǔ)代謝量是指機(jī)體在平臥狀態(tài)下維持生命體征所必須消耗的能量，見式（2），其數(shù)值較穩(wěn)定，一般不超過正常平均值的15%[8-9]。

（3）安靜代謝量通常指基礎(chǔ)代謝量以及維持體位平衡所增加代謝量的總和，通常以基礎(chǔ)代謝量的20%作為維持體位平衡所增加的代謝量[10-11]，即安靜代謝率R 數(shù)值上等于基礎(chǔ)代謝率B 的1.2 倍，見式（3）。

相對(duì)代謝率RMR量化結(jié)果見表2。

表2 物流揀選作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)代謝率

2.2 單位能量代謝量及單位心率量化

根據(jù)勞動(dòng)者的性別、年齡、身體抗負(fù)荷能力、體表面積等的不同，所得勞動(dòng)強(qiáng)度值也不同。勞動(dòng)者作業(yè)時(shí)，根據(jù)作業(yè)負(fù)荷的不同，單位心率和單位能量代謝也不同，即勞動(dòng)強(qiáng)度不同。

單位能量代謝量及單位心率量化結(jié)果見表3。

表3 物流揀選作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度單位心率及能量代謝量

2.3 實(shí)際勞動(dòng)率和疲勞寬放率量化

研究表明，一般人機(jī)體具有一定的耐力水平，即在中間不休息的情況下連續(xù)勞動(dòng)480min所能消耗的最大能量界限為16.75kJ/min，作業(yè)者體內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)能量?jī)?chǔ)備為100.47kJ[12-13]?，F(xiàn)假設(shè)單位作業(yè)時(shí)間內(nèi)所消耗的能量為M；總的勞動(dòng)時(shí)間為T，見式（4），其中T勞和T休分別為實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間和休息時(shí)間。

根據(jù)連續(xù)工作所能消耗的最大能量以及體內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)能量?jī)?chǔ)備值，結(jié)合式（5）和式（6）可計(jì)算得出實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間、休息時(shí)間，見表4。

根據(jù)表4計(jì)算結(jié)果，結(jié)合式（7）、式（8），可得實(shí)際勞動(dòng)率和疲勞寬放率，見表5。

表4 疲勞強(qiáng)度作業(yè)時(shí)間規(guī)劃

表5 實(shí)際勞動(dòng)率和疲勞寬放率

3 人因工程評(píng)估

3.1 相對(duì)代謝率RMR評(píng)估

如圖1所示，我國(guó)物流配送中心揀選作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大致處于中等水平，但在勞動(dòng)負(fù)荷為7km/h 時(shí)，勞動(dòng)者相對(duì)代謝指標(biāo)處于中等偏重水平，即勞動(dòng)者在合理的作息安排下可以連續(xù)工作數(shù)小時(shí)，以維持物流企業(yè)快速、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 單位能量代謝量及單位心率評(píng)估

如圖2 所示，從心率指標(biāo)來看，實(shí)驗(yàn)結(jié)果處于100～125beast/min，即為中等勞動(dòng)強(qiáng)度水平。

圖1 物流揀選兩種不同勞動(dòng)負(fù)荷下相對(duì)代謝率

圖2 物流揀選兩種不同勞動(dòng)負(fù)荷下心率

如圖3 所示，從單位時(shí)間能量代謝指標(biāo)來看，當(dāng)勞動(dòng)負(fù)荷在5km/h 時(shí)，處于輕度偏中等勞動(dòng)強(qiáng)度水平；當(dāng)勞動(dòng)負(fù)荷在7km/h 時(shí)，處于中等偏重勞動(dòng)強(qiáng)度水平。

圖3 物流揀選兩種不同勞動(dòng)負(fù)荷下單位時(shí)間能量代謝量

3.3 實(shí)際勞動(dòng)率和疲勞寬放率評(píng)估

根據(jù)表4 和表5 分析得出，當(dāng)勞動(dòng)負(fù)荷為5km/h時(shí)，實(shí)際勞動(dòng)率平均為87.694 5%，疲勞寬放率平均為12.305 5%，即物流揀選勞動(dòng)者平均每工作48min后，需要休息6min；當(dāng)勞動(dòng)負(fù)荷為7km/h時(shí)，實(shí)際勞動(dòng)率為75.530 4%，疲勞寬放率為24.469 6%，即物流揀選勞動(dòng)者平均每工作19min后，需要休息6min。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電子商務(wù)技術(shù)在物流業(yè)的快速發(fā)展，新興儲(chǔ)分一體化物流配送中心成為物流發(fā)展的重要趨勢(shì)。其中，我國(guó)以物流揀選為例的作業(yè)環(huán)節(jié)多處于勞動(dòng)密集型作業(yè)狀態(tài)。我國(guó)勞動(dòng)強(qiáng)度高的作業(yè)大多已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化運(yùn)作，而中等及中等偏上勞動(dòng)強(qiáng)度的作業(yè)環(huán)節(jié)仍采用人工作業(yè)。

本文從工程負(fù)荷與職業(yè)健康研究的角度，探究以物流配送中心揀選作業(yè)為例的勞動(dòng)密集型作業(yè)環(huán)節(jié)。采用相對(duì)代謝率RMR和單位能量代謝及心率兩種方法量化其勞動(dòng)強(qiáng)度大致處于中等勞動(dòng)水平；采用實(shí)際勞動(dòng)率和疲勞寬放率等疲勞強(qiáng)度指標(biāo)提出合理的作息安排，以在關(guān)注職業(yè)健康的同時(shí)維持物流企業(yè)優(yōu)質(zhì)和諧、高效穩(wěn)定的發(fā)展，推動(dòng)電子商務(wù)模式下物流業(yè)的快速發(fā)展。