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1.3.2技术路线 . 4
2.相关理论基础 . 4
2.15W1H 提问法. 4
2.2ECRS 原则. 4
2.3fNIRS 分析技术 5
2.4 作业疲劳. 6
3.实验室模拟生产装配线问题现状与优化 . 6
3.1 实验室模拟装配线现状. 6
3.2 发现并分析存在的问题. 7
3.3 改进后的单元式生产现状. 7
4.实验过程 11
4.1 提出问题与假设 12
4.2 实验设计 12
4.2.1实验内容 12
4.2.2实验流程 12
4.3 实验对象 13
4.4 实验工具 14
4.4.1实验材料 14
4.4.2影像行为记录 14
4.4.3fNIRS 仪器 . 14
4.4.4探头布置 15
5.数据分析及结果 15
5.1 数据预处理 15
5.2 含氧血红蛋白含量的统计分析 16
5.3 含氧血红蛋白含量趋势变化分析 20
5.4 疲劳增长系数的拟合 21
5.5 标准工时的制定 22
5.4 实验结论 22
6.总结与展望 24
6.1 已做的研究内容 24
6.2 结论 24
6.3 研究展望 24
致谢 . 26
参考文献 27
基于 fNIRS的单元生产线作业疲劳问题研究 1. 引言 本章节主要讲述新时期下作业疲劳问题在企业中的表现形式及其对企业社会带来的损失，阐明了作业疲劳问题研究的重大现实意义。国内外作业疲劳问题研究动态及本文的研究思路具体如下。
1.1 研究背景及意义 新时期下，企业结合自身生产特点采用合理的生产组织方式能有效提高生产率、压缩生产周期、降低在制品积压，提高工人和设备的利用率，增加生产线柔性以及市场应变能力，最终有效降低生产成本。企业如何依据自身产品特点选择合适的生产组织方式一直以来是工业工程相关领域学者研究的热点和重点[1]。但是以前的文献大部分是从厂址规划、生产线的布局、物料搬运路线、在制品占用等角度，把人作为生产系统的固有成分，忽略工人个体的作业疲劳问题，虽达到了成本最小、时间平衡的目标，但是忽略了人的作业疲劳问题。工人的作业疲劳长期处于较高水平时，短期内会影响在制品加工的质量，长期会造成工人累积性肌肉骨骼损伤，给企业带来巨大的损失。单调重复的流水作业和违反人因工效学设计的作业程序是导致作业疲劳问题的主要原因，而在装配加工行业中由于工人作业疲劳等原因造成生产安全事故的状况尤为值得关注。通过对五家企业的调研及查阅相关文献发现，作业时间较长，作业节奏较快，工人得不到及时充足的休息是工伤事故频繁发生的重要原因之一。因此，企业选择合适的生产方式的同时，开展装配工位的作业疲劳研究，制定契合生产实际的标准工时，设置合理休息时间点和时间段，对于解决因工人作业疲劳较高而导致的生产事故频发、不合格品率较高、生产柔性较差等问题具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究综述及应用动态 作业疲劳是工人在进行生产过程中，随着工作时间的变化而在生理上逐渐出现的不舒适感和心理上的厌烦情绪，是工人生产能力下降的一种外在表现方式，而不合理的处理是导致生产事故频发、生产效率低下的一个重要原因。针对作业疲劳问题，国内外学者主要采用主观定性研究，客观定量研究以及定性与定量相结合的方法对生产过程中的作业疲劳问题进行研究[2]。定性研究中，学者主要采用访谈和量表的方式进行研究。量表包括作业疲劳评价量表或工人疲劳调查表等。研究人员将疲劳分为不同的水平后，通过工人自我测评填写或研究人员现场调查的方法采集数据进行分析。徐凯宏等[3]采用库珀-哈珀量负荷量表打分和自感用力度打分的方式对作业工人作业疲劳的休息时间长度和频度进行了探讨。刘克俭等[4]采用发放问卷的方法对船舶驾驶作业人员长时驾驶时的作业疲劳问题进行了主观定性统计分析。 王滋春[5]、徐琳[6]等则通过疲劳调查量表分别对铁路调度员、铁路座椅生产线女操作工肌肉疲劳状况和因作业姿势和作业时间所造成的职业病规律进行了调查研究。 然而利用主观量表法来研究作业疲劳问题虽然操作简单源[自-751*`论/文'网·www.751com.cn/、费用低廉，可大范围应用，但是由于其评分主观、缺乏统一标准，且易受被调查者个人水平的影响，存在歪曲、隐瞒内心感受、迎合主试期望等缺点，这在一定程度上削弱了主观量表的效度和信度。因此，大部分学者只是将主观定性分析法作为作业疲劳评价的一种辅助性方法。 在作业疲劳定量研究中，学者主要采用生理数据采集研究法，通过采集 EEG（脑电） 、EMG（肌电） 、ERP（事件相关电位）、血液、尿液、唾液、眼动等指标结合生物力学模型等方法来研究作业疲劳。生理数据采集法主要通过对生理参数进行测定，进而建立生理参数与作业疲劳之间的内在关联机理并以此作为作业疲劳的评价指标。王向银等[7]在仿真技术的基础上，定量采集人体的能量消耗数据来开展装配作业中人体的作业疲劳研究；张祖怀[8]首先对驾驶员的心率（HR） 、呼吸次数（Respiratory rate）和表面肌电（EMG）变化与疲劳的关系进行分析，最终归纳并总结出了以人体生理数据为指标的驾驶疲劳定量研究方法。王生[9]等采用肌点法（EMG） ，将肌点（EMG）作为研究肌肉疲劳的一个客观指标研究工人作业疲劳变化情况。胡淑燕等[10]则提出了基于脑电（EEG）频谱特征的驾驶员疲劳预测方法，对于减少因疲劳驾驶造成的交通事故频发的问题具有较好的指导意义。Avaz[11]首次使用光学脑成像检测技术研究飞机驾驶人员心理负荷变化情况，结果证明光学脑成像可以实时、客观、准确的反应飞机驾驶人员的心理负荷波动状况，为以后采用光学成像技术研究作业疲劳问题提供了一定的参考。但是，从生理角度研究作业疲劳问题往往对研究者有较高的技能要求，研究者需要学会操作复杂的生理采集仪器和繁琐的数据分析方法。此外，生理采集仪因其高昂的价格使得生理定量研究作业疲劳的方法仅流行于高校、研究所，而在广大现实企业则没有得到大范围的推广与应用。