李姍姍

(天津大學管理與經濟學部，天津300072)

隨著技術發(fā)展與業(yè)界需要，對于勞動生產率影響因素的研究越來越多地考慮到人因工程問題。人因工程的研究領域［1］不斷更新，其中工程負荷與職業(yè)健康、產品與工具的設計評價、作業(yè)方法及場所改善等問題被國內外學術界廣泛討論。疲勞對基礎管理與生產效率的影響成為新的研究熱點，特別是現代作業(yè)疲勞［2］，在傳統(tǒng)疲勞的定義之上增加了所處環(huán)境和精神物質條件的因素影響。迄今為止還沒有直接測定各行業(yè)作業(yè)人員疲勞程度的方法，大多數實驗工作都是測量某些與疲勞相關的指標。目前常用的幾種作業(yè)疲勞測量方法［3］，包括主觀感覺詢問評價法、生理參數測試法、生物化學測試法、心理學測試方法，以及幾種方法相結合的綜合評價方法。評定疲勞等級大多選取生理學指標，如國外常用的克里斯坦森標準以能耗量和氧耗量作為分級標準來劃分不同勞動強度，我國于1983年制定的《體力勞動強度分級》是以勞動時間率和工作日平均能量代謝率為標準反映作業(yè)負荷。

國內外學者將作業(yè)疲勞分析與臨床醫(yī)學［4］、心理學［5］等領域聯系緊密，大多通過臨床實驗獲得的生理指標探究導致疲勞的影響因素。然而大多測量方法僅能由專業(yè)人員在實驗室中應用特定儀器完成，在制造業(yè)生產過程中很難實際操作，因此對作業(yè)者的疲勞程度測定難以實施。而綜合評價方法通過更為簡便、實際、全面的疲勞評價模型，能夠避免由于單一作業(yè)疲勞測量方法導致的研究結果失真或出現偏差的情況。丁立［6］、王晨［7］、舒紅宇［8］等應用綜合評價方法分別對手部作業(yè)、VDT作業(yè)、汽車駕駛作業(yè)等進行了疲勞分析與綜合評價，但往往局限于特定行業(yè)、特定動作和特定環(huán)境，并不具普適性。景國勛等［9］從作業(yè)者疲勞的表現形式方面建立了較為全面的評價指標，然而并未深入挖掘導致疲勞現象的各項因素，對于改善作業(yè)疲勞現狀無法給出相應策略。

針對以往研究的不足，筆者提出從疲勞影響因素方面建立作業(yè)疲勞綜合評價指標體系，適用于評價一般生產勞動的疲勞等級，從而探尋導致某項作業(yè)疲勞的關鍵原因并提出改善方法。

1 區(qū)間層次分析法

對指標權重的設定方法中以層次分析法的應用最為經典［10］，然而有時專家難以給出一個準確的數字進行描述，或多個專家對于某項指標的判定存在范圍允許的差異，而更傾向于提供一個區(qū)間。因此筆者運用一種支持專家模糊判斷的區(qū)間層次分析法(interval analytic hierarchy process，IAHP)，將AHP(analytic hierarchy process)法與區(qū)間數學相結合，用區(qū)間替代點值構成判斷矩陣，解決專家對于因素重要程度無法精確統(tǒng)一的困難。目前計算方法有區(qū)間數梯度特征向量法、最優(yōu)傳遞矩陣法和區(qū)間數特征根法(IEM)等［11］。IEM法簡單實用，能充分利用評判矩陣的全部信息，計算精度較高，對專家構造的判斷矩陣的一致性依賴相對較?。?2］。

權重的具體計算方法［13］如下:

(2)由A－i、A+i分別計算得出:

(3)計算區(qū)間權重向量為:

(4)根據求得的權重區(qū)間wi，取其平均值，即，則相應各評價指標的權重向量為再對權重向量做歸一化處理得到

(5)按照傳統(tǒng)AHP計算規(guī)則，從下至上得到各級指標的權重。

2 基于IAHP的模糊綜合評價模型

2.1 評價指標體系建立

根據構建評價指標體系的科學性、系統(tǒng)性、全面性原則，作業(yè)疲勞評價指標體系的建立從工作研究、人因工程、組織管理等多角度進行挖掘，同時結合制造業(yè)生產現場的實際情況，通過在生產線上對作業(yè)者進行觀察與訪談，深入了解導致作業(yè)疲勞的原因，最終歸納總結出作業(yè)者基礎條件、工作特點、心理因素、環(huán)境條件和人機系統(tǒng)5個方面影響因素作為指標體系的一級指標，并分別列出盡可能全面、細化、獨立的二級評價指標，對疲勞強度進行有效衡量，建立的指標體系如表1所示。

表1 生產系統(tǒng)作業(yè)疲勞綜合評價指標體系

2.2 作業(yè)疲勞模糊綜合評價模型的建立

模糊綜合評價是目前應用廣泛的評價方法之一［14］，考慮到對生產系統(tǒng)作業(yè)疲勞的判定過程中存在諸多主觀因素和不確定、不顯著信息，因而采用模糊綜合評價方法?；贗AHP的基礎理論，建立作業(yè)疲勞模糊綜合評價模型，步驟如下:

(1)按照確定的作業(yè)疲勞綜合評價指標體系，組織相關專家為各指標的重要程度打分，專家在打分過程中應考慮行業(yè)、企業(yè)和作業(yè)的特點，通過適當的調研充分獲得信息，使打分結果盡量貼合實際，客觀判斷造成作業(yè)疲勞的影響因素，重視行業(yè)特性，而不局限于行業(yè)特性，應用區(qū)間層次分析法計算指標權重。

(2)確定抉擇評語集。參考我國《體力勞動強度分級》國家標準(GB3869－83)中的級別和實際作業(yè)過程中的疲勞程度狀況，將作業(yè)疲勞的等級按程度確定為評語集V={重強度疲勞，強度疲勞，中等疲勞，輕度疲勞，不疲勞}。

(3)進行單因素評價，構造評價矩陣。確定評價對象為某崗位或某工位的指定作業(yè)，組織一定數量的該項作業(yè)者針對每個指標按照評語集給予相應選擇，獲得作業(yè)者對各單項指標的評分。

式中:rijk為作業(yè)者在指標Cij上隸屬于等級Vk的程度，最后以rij為行，構成單因素評價矩陣R=(rijk)n×m。

(4)基于模糊合成規(guī)則，對二級指標層進行作業(yè)疲勞強度評價，即計算模糊合成，公式如下:

合成采用(+，·)，相當于普通矩陣乘法，合成結果為 S=(S1，S2，…，Sn)。

(5)獲得最終的綜合評價結果。設一級指標Ci的權重向量為W'，一級指標評價矩陣為S，計算得出評價向量為:

按隸屬度最大原則得出最終綜合評價結果，即可判斷該項作業(yè)的疲勞等級。

3 算例

選取某大型機械裝備制造公司A生產線的主軸裝配工位作為研究對象，由相關專家和管理人員對指標的重要性程度進行打分，應用區(qū)間層次分析法確定該項作業(yè)的疲勞指標權重。組織從事該項作業(yè)的20名作業(yè)者對各個指標引起疲勞的程度進行判定，從而得出評價矩陣，通過計算最終得出該項作業(yè)的疲勞等級及重要影響因素。

(1)通過專家的重要性打分結果建立判斷矩陣，應用IEM法求得權重。以作業(yè)者基礎條件指標C1為例，其判斷矩陣為:

求得歸一化特征向量為:

根據式(1)計算得出 k1=0.919 5，m1=1.019 5。代入式(2)求得權重，并歸一化處理后

同理可求得所有從屬指標的權重，如表1所示。

(2)組織作業(yè)者給出疲勞狀況評價，獲得評價矩陣。以作業(yè)者基礎條件指標C1為例，問卷調查統(tǒng)計結果顯示:被調查的20名作業(yè)者對于身體素質C11對疲勞程度的影響給予明確態(tài)度，認為其自身的身體素質基礎導致重強度疲勞、強度疲勞、中度疲勞、輕度疲勞、不疲勞的人數分別為1、2、3、12、2，按程度對應的評價得分分別為 0.05，0.10，0.25，0.50，0.10。即 r11=(0.05 0.10 0.25 0.50 0.10)。同理可得 C12、C13、C14評價值，因此可得作業(yè)者基礎條件指標C1的模糊評價矩陣為:

同理可計算出其他二級指標的模糊評價矩陣。

(3)計算各項二級指標模糊合成，得出各指標值隸屬于各個疲勞等級的程度。仍以作業(yè)者基礎條件指標C1為例，已知其權重向量和評價矩陣，按照式(4)有:

同理可求得 C2、C3、C4、C5的模糊合成結果。

(4)計算得出該項作業(yè)的疲勞程度綜合評價結果。

由上述計算結果匯總，依照式(5)得出:

依據隸屬度最大原則，因此判定該項作業(yè)導致的疲勞等級為“中度疲勞”。評價過程與計算結果表明:①作業(yè)者基礎條件、工作特點、環(huán)境條件和人機系統(tǒng)4項指標的評語均隸屬于“中度疲勞”，說明該項作業(yè)會導致一定程度的疲勞現象，企業(yè)需要關注員工的作業(yè)安全與職業(yè)健康，并有必要優(yōu)化作業(yè)設計;②心理因素指標的評語隸屬于“強度疲勞”，說明該項作業(yè)在心理因素方面引起顯著的疲勞現象，需要關注員工心理健康，并通過作業(yè)設計與改善活動來緩解作業(yè)疲勞;③分析二級指標的計算結果，找出導致中度和強度疲勞的顯著指標:作業(yè)技能、體力勞動強度、注意力集中程度、重復和枯燥、工作臺尺寸和布局、工裝夾具的工效學設計等，這些應成為生產系統(tǒng)改善的關鍵點。

4 結論

筆者建立的綜合評價指標從引發(fā)疲勞的根源之處探究改善疲勞現狀的關鍵點，從而提出針對性的改進策略，科學緩解生產系統(tǒng)中的作業(yè)疲勞。應用區(qū)間層次分析法確定權重，充分考慮各專家對重要程度打分結果的差異性，有利于提高準確度。引發(fā)作業(yè)疲勞的因素眾多，且受主觀因素和不確定性因素影響較大，因此應用模糊綜合評價方法，是對作業(yè)疲勞評價方法的創(chuàng)新，也是對生產系統(tǒng)基礎管理改善途徑的探索。

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