107 專技高考高等考試 工業安全技師 人因工程 考古題詳解

核心觀念

本題評量人因工程中「人體計測（Anthropometry）資料之應用原則」與「動態人體計測（Dynamic / Functional Anthropometry）之實務應用」：

1. 人體計測四大設計原則：

• 極端設計（Design for Extremes）：
• 極大值設計（Design for the Maximum）：取高百分位數（如 $95^{\text{th}}$ 或 $99^{\text{th}}$ 百分位數，$P_{95}$ 或 $P_{99}$）。用於決定餘裕空間（Clearance）、承載強度或孔洞開口，確保大體型者不致受限或發生碰撞。
• 極小值設計（Design for the Minimum）：取低百分位數（如 $5^{\text{th}}$ 或 $1^{\text{st}}$ 百分位數，$P_{5}$ 或 $P_{1}$）。用於決定可及距離（Reach）​或操作阻力，確保小體型者能順利接觸、操作或施力。
• 可調設計（Design for Adjustable Range）：涵蓋目標母體常見範圍（通常為 $5^{\text{th}} \sim 95^{\text{th}}$ 百分位數，容納 90% 以上的使用族群），由使用者依個別身材調整。適用於長時間使用、多使用者共用且姿勢不良易致肌肉骨骼傷病之設備。
• 平均設計（Design for Average）：取第 50 百分位數（$50^{\text{th}}$ 百分位數，$P_{50}$）。此為技術限制或成本考量下的折衷妥協方案。人因工程名言指出「為平均值設計，即是為沒有人設計（Designing for the average means designing for no one）」，僅能用於短暫使用、非關鍵安全性之公共設施。

2. 動態人體計測：

• 相對於「靜態人體計測（測量特定標準靜止姿態下的骨骼長度或尺寸）」，動態人體計測測量人體在處於運動、執行工作任務或維持特定作業姿態時的活動維度、關節活動範圍（Range of Motion, ROM）與動作軌跡。

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解題方法

本題配分共 25 分，採結構化條列鋪陳，先依序針對三大設計原則闡述「設計原理（百分位數依據）」與「日常生活實例」；再針對動態人體計測闡述「概念界定」與「四大應用領域」，直指題旨。

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解題技巧

1. 判斷極端設計的關鍵口訣：

• 進得去、通得過、站得下、載得重 $\rightarrow$ 極大值設計（防碰撞、給餘裕空間）。
• 摸得到、踩得到、按得到、推得動 $\rightarrow$ 極小值設計（防碰不到、給可及空間）。

2. 避免申論盲點：

• 「平均設計」切忌寫成「最理想的設計」，務必點出其僅為「折衷做法」，適用於短暫、非關鍵、低危害的公共場合。
• 「動態人體計測」切忌僅回答「走動時測量」，必須扣合作業空間包絡線（Work Envelope）、可及範圍（Reach Envelope）​與關節活動度（ROM）​等專業術語。

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【答案】

一、三大設計原則在日常生活之應用

1. 平均設計（Design for Average）（6 分）

• 設計原理：以群體人體計測之第 50 百分位數（$P_{50}$）作為固定尺寸設計基準。因人體各部位尺寸之間並非完全正相關，平均體型之人極為罕見，故此法僅適用於公用、短暫停留、非連續作業且不適感容忍度較高的設備。
• 日常生活應用實例：

1. 公共洗手台／飲水機出水台高度：公共廁所的洗手台檯面高度通常以成年人平均手肘高或骨盆高為基準固定製造，以求多數人能在微彎或微屈狀態下完成短暫洗手動作。
2. 超市結帳櫃檯／銀行填單台高度：顧客停留時間僅數十秒至數分鐘，採平均身高之中間值設計，兼顧高個子與矮個子之短暫使用。
3. 捷運／公車之固定式直立扶手環高度：針對大眾乘客平均站姿肩高與手部高設計折衷懸吊高度，供多數一般通勤者抓握。

2. 極端設計（Design for Extremes）（7 分）

極端設計依機能需求分為「為極大值設計」與「為極小值設計」兩類：

(1) 為極大值設計（Design for Maximum Population Value）

• 設計原理：採用高百分位數（一般為男性的 $P_{95}$ 或 $P_{99}$）作為空間維度之尺寸下限，確保身材高大或粗壯者擁有充足的餘裕空間（Clearance），避免卡住或碰撞。
• 日常生活應用實例：

核心觀念

本題評量考生對人因工程（Ergonomics）與人為可靠度分析（Human Reliability Analysis, HRA）中「人為失誤（Human Error）」分類架構的掌握程度。

人為失誤係指作業人員在執行任務時，其行為表現偏離預期標準、程序或系統要求，導致系統效能降低、任務中斷或引發事故。在工業安全技師的命題體系中，解答「人為失誤的分類」不可僅從單一維度切入，必須涵蓋人因學界最具代表性的三大經典分類架構：

1. 認知歷程與意圖維度（James Reason 分類法）：結合 Rasmussen 的 SRK（Skill-Rule-Knowledge）架構，以「是否有執行意圖」及「心智歷程層次」為基準（Slips, Lapses, Mistakes, Violations）。
2. 外顯行為表現維度（Swain & Guttman 分類法）：人為失誤率預測技術（THERP）所採用的工程表徵分類（遺漏失誤、執行失誤、順序失誤、時序失誤等）。
3. 系統因果與時間維度（Reason 系統安全觀點）：主動失誤（Active Failures）與潛在失誤（Latent Failures）。

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解題方法

本題為典型的廣泛型概念申論題。閱卷委員評分時著重於「體系是否完整」與「概念辨析是否精準」。若僅回答單一學者觀點，版面單薄且得分偏低；最佳切入點應採取「多維度整合架構」：

1. 開門見山定義：先給予人為失誤簡潔精確的學術定義。
2. 第一主軸（認知心理學視角）：以 Reason（1990）之意圖與認知架構為核心，清楚劃分「無意圖執行失敗」與「有意圖規劃失敗」。
3. 第二主軸（工程實務與操作行為視角）：以 Swain & Guttman（1983）的外顯操作分類為實務佐證。
4. 第三主軸（現代系統安全管理視角）：補充主動失誤與潛在失誤，展現工業安全技師綜觀組織與管理層次的專業高度。

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選項分析

本題為專技高考申論題，非選擇題，無固定選項。為協助考生釐清各項失誤型態之本質差異與辨析要點，針對三大分類架構之子項目對照解析如下：

分類架構	失誤型態	本質特徵與成因	典型工業案例
Reason 認知與意圖分類	失誤（Slips）	有正確意圖，但因注意力分配不當或動作協調不良導致執行偏差。	想按停止鈕卻誤觸鄰近啟動鈕。
	遺忘（Lapses）	有正確意圖，但因記憶提取失敗、心智中斷導致貯存階段失誤。	巡檢完畢後忘記將旁通閥（Bypass）復歸原位。
	錯誤（Mistakes）	執行過程符合當事人意圖，但因判斷、規則或心智模型錯誤導致規劃不良。	誤判壓力異常原因，依錯誤 SOP 釋放有毒氣體。
	違規（Violations）	明知規定存在而刻意違反，涉及動機與安全文化問題。	為求作業速度而蓄意短路光電安全防護裝置。
Swain 外顯行為分類	遺漏失誤（Omission）	未執行標準作業程序（SOP）所規定的步驟。	開機前漏掉氣密性檢驗程序。
	執行失誤（Commission）	執行了非規定步驟、對象錯誤、順序錯誤或量值不當。	將冷卻水閥誤開為原料進料閥。
系統因果維度	主動失誤（Active）	第一線作業人員直接引發，後果立即可見。	堆高機操作員超速過彎導致翻覆。
	潛在失誤（Latent）	管理者、設計者留下的隱性缺陷，長時間沉睡於系統內。	設備採購時規格設計不良、維護制度不全。

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解題技巧

1. 破題矩陣化：記憶 Reason 模型的黃金架構——先分「無意圖（Unintended）」與「有意圖（Intended）」，無意圖分「Slips（注意力失效）」與「Lapses（記憶力失效）」；有意圖分「Mistakes（認知判斷失效）」與「Violations（合規動機失效）」。
2. 避免常見陷阱：

• 嚴禁將「Slip」與「Mistake」中文皆翻成「錯誤」而混為一談。考卷上務必標註英文專有名詞，凸顯概念層次差異。
• 「違規（Violation）」在認知上是有意圖的行動，與因能力不足引起的「失誤（Error）」心理機制不同，務必單獨拉出說明。

3. 高分關鍵詞：適度帶出「SRK 模型（Skill-Rule-Knowledge based）」、「THERP（人為失誤率預測技術）」、「瑞士乳酪模型（Swiss Cheese Model）」，能迅速吸引閱卷老師給出頂標分數。

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【答案】

核心觀念

本題出自民國 107 年專技高考工業安全技師《人因工程》科目第三題，考驗考生對於國際人因工程核心標準——ISO 6385《工作系統設計之人因工程原則》（Ergonomic principles in the design of work systems） 的掌握程度。

1. 基本哲學： 人因工程的根本精神為「使工作配合人」（Fitting the task to the person / worker），而非「使人適應工作」（Fitting the person to the task）。ISO 6385 將此原則具體落實於「工作系統（Work system）」之整體架構中。
2. 工作系統構成要素： 工作系統是由工作者（Worker）、工作裝備（Work equipment）、工作場所／作業空間（Workstation / Work space）、工作環境（Work environment）以及工作任務（Work task）所交互構成。
3. 適應性考量向度： 為落實「工作必須適合操作人員」，必須從操作人員的解剖與人體計測特徵、生物力學與生理限制、感官與認知心理特性、物理環境耐受度，以及社會與組織管理層面進行全盤檢視。

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解題方法

本題為典型的「標準規範申論題」。解題的關鍵切入點在於系統化分層論述，切忌零散列舉零碎名詞（如僅寫桌椅高度、光線）。

答題架構應以「由具體物理人體，擴展至人機介面，再延伸至外在環境與整體組織系統」的邏輯層層推展：

1. 人體計測與空間幾何：身形尺寸的極端值與可調性設計。
2. 生理與生物力學：姿勢、肌力極限與動作經濟。
3. 資訊傳遞與人機介面：視覺、聽覺、顯示器與控制器之相容性。
4. 工作環境因子：微氣候、噪音、照明、振動等物理環境。
5. 心理認知與工作組織：心智負荷、作業步調、休息與輪班。

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選項分析

本題為申論題（非選擇題），無選項可供比對。評分標準取決於考生能否精準且完整地列舉出 ISO 6385 框架下「工作配合人」的核心構面，並輔以專業的人因工程學理（如百分位數運用、中立姿勢、相容性等）加以說明。

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解題技巧

1. 記憶口訣： 可運用六字口訣掌握作答骨架：「尺（身體尺寸）、姿（工作姿勢）、介（人機介面）、境（物理環境）、荷（心智負荷）、制（工作組織）」。
2. 踩分亮點（關鍵字置入）：

• 談到尺寸時，務必補上 餘隙空間採大尺寸（第 95 百分位數 $P_{95}$）、可及範圍採小尺寸（第 5 百分位數 $P_5$）、設備採可調性設計（$P_5 \sim P_{95}$），這是閱卷委員判斷考生專業度的指標。
• 談到姿勢時，務必點出 「中立姿勢（Neutral posture）」 與 「避免靜態施力（Static load）」。
• 談到介面時，務必提及 「相容性（Compatibility）」 與 「防呆（Poka-yoke）」。

3. 常見失分陷阱：

• 陷阱一：誤以為作業空間設計「僅等於桌椅家具設計」，而遺漏了工作環境（照明、溫濕度）與心理認知/組織因素。
• 陷阱二：條列過於簡略，僅寫出大項名稱而缺乏具體的工程設計原則。

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【答案】

依據國際標準 ISO 6385（工作系統設計之人因工程原則），強調「工作必須適合操作人員」（Fitting the task to the person）之核心精神，作業空間與工作系統設計時需考量下列五大構面之項目：

核心觀念

本題的核心在於將​「人因工程（Ergonomics / Human Factors）」的系統架構與​「職業災害成因理論」​進行交叉整合。

1. 人－機－環境系統（Man-Machine-Environment System）： 人因工程主張「配合人的能力與限制來設計工作、機器與環境（Fitting the task to the person）」。系統內三要素之本質如下：

• 人（Human / Man）： 系統的核心決策與操作者，具備感知、認知、運動控制能力，但存在生理極限、注意力波動與人為失誤（Human Error）特性。
• 機（Machine）： 涵蓋工具、設備、儀表介面與自動化軟硬體，提供動力與功能，但若設計不良易誘發誤操作或設備失效。
• 環境（Environment）： 涵蓋物理性環境（採光、噪音、溫濕、振動）、化學性環境、工作空間配置及組織社會心理環境。

2. 職業災害成因架構（4M 理論與骨牌理論）： 職業災害的發生可追溯至：

• 直接原因： 不當能量轉移或有害物質接觸。
• 間接原因： 不安全行為（Unsafe Act，對應「人」）與不安全狀態（Unsafe Condition，對應「機」與「環境」）。
• 基本原因： 系統管理缺陷、工作設計與介面匹配失誤。

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解題方法

本題為高階技師考題，解題切入點不可僅停留在一般安全衛生法規的常識性條列，必須以「人因工程系統要素」為經，以「職災致因機制與工程對策」為緯，採取系統工程視角展開。

解題架構採四個維度全面論述：

1. 「人」的面向（Human Aspect）： 著眼於消除不安全行為，調控生理與心理負荷，降低人為失誤機率。
2. 「機」的面向（Machine Aspect）： 著眼於消除不安全狀態，落實人機介面（HMI）相容性設計與本質安全化。
3. 「環境」的面向（Environment Aspect）： 著眼於優化物理環境與空間幾何配置，減少環境壓力源（Stressors）造成的感知疲勞與動作障礙。
4. 「管理與介面整合」面向（Management & Interface Integration）： 人因工程強調人、機、環境之互動，需透過安全管理系統（SMS）與人因危害防護計畫將三者鏈結，杜絕系統性失誤。

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選項分析

本題為申論題（非選擇題）。申論閱卷之得分落差關鍵在於「是否融入人因工程學理」：

• 常見失分寫法： 僅列出一般安全常識（如：戴防護具、訂SOP、實施教育訓練），未扣連人因工程核心名詞（如人體計測、相容性、防呆設計、認知負荷、警訊辨識），會被視為離題或基礎觀念薄弱。
• 高分滿分寫法： 在每一面向中，先點出該面向誘發職災的人因機制，再給予對應的工程與設計預防對策，展現技師級的系統性規劃思維。

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解題技巧

1. 關鍵字帶入法則： 作答時務必嵌入人因工程關鍵專業名詞：

• 人：感知運動限制、認知負荷、警醒度、人為失誤、疲勞管理。
• 機：人體計測（Anthropometry）、控制與顯示相容性（Compatibility）、防呆設計（Fool-Proof）、失效安全（Fail-Safe）。
• 環：微氣候、人體工學動線、防眩光、振動白指症、工作站人體工學幾何。

2. 答題結構化原則： 依「面向定義 $\rightarrow$ 致災主因分析 $\rightarrow$ 人因預防對策」三段式邏輯撰寫各小節，讓閱卷委員能迅速勾稽評分重點。

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【答案】

從人因工程中「人、機、環境」系統架構與職業災害成因觀點切入，職業災害預防可具體分為下列四大面向：