108 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

人因工程的研究可依研究目的分為描述研究、實驗研究與評鑑研究。三者的差別，主要在於研究者是否操弄條件，以及研究要回答的是「現況如何」、「因素造成什麼影響」，或「設計與措施是否有效」。

本題重點是說明各類研究的目的、方法特性與適用情境，並以具體例子區分。題目不涉及特定法條或計算公式。

解題方法

作答時可依序掌握三個問題：

1. **要了解現況或現象嗎？**採描述研究。
2. **要檢驗某因素是否造成結果差異嗎？**採實驗研究。
3. **要判斷既有設計、設備或措施是否達成目標嗎？**採評鑑研究。

其中，描述研究著重觀察與整理；實驗研究著重控制與因果檢驗；評鑑研究著重依據標準或目標進行成效判斷。

三種研究方法

一、描述研究（Descriptive research）

**特性：**描述研究用來呈現特定人、工作、設備或環境的現況與特徵。研究者通常觀察、測量或蒐集資料，不刻意操弄研究條件，因此主要回答「目前發生什麼」或「現況有何特徵」，不能單憑描述結果直接推論因果關係。

常用方法包括現場觀察、問卷調查、訪談、工作分析，以及對事故紀錄或作業資料進行統計整理。

**例子：**調查某工廠作業員每日搬運物品的重量、頻率、姿勢及休息時間，整理各類搬運作業的分布情形，用以掌握現場的人因負荷現況。這項研究是在觀察與描述既有作業，沒有刻意改變搬運方式或工作條件。

二、實驗研究（Experimental research）

**特性：**實驗研究用來檢驗變項之間的關係，特別是某項因素是否會造成結果改變。

核心觀念

選擇型注意力（Selective attention）是指作業者必須監控兩個以上的資訊來源或通道，並在其中搜尋、辨識與回應和任務有關訊息的注意力型態。例如，操作員同時查看多個儀表，判斷哪一個出現異常。

本題的重點是辨認選擇型注意力的兩種壓力來源：

• 負荷壓力（Load stress）：資訊通道數量增加所造成的壓力。
• 速度壓力（Speed stress）：訊號出現或資訊呈現速率提高所造成的壓力。

兩種壓力都會增加注意與監控需求，降低作業績效；傳統人因工程說明特別指出，負荷壓力對績效的損害通常比速度壓力更大。

解題方法

先抓住兩個變項的差異：負荷壓力看的是「要看幾個來源」，速度壓力看的是「訊號出現多快」。接著說明各自如何影響訊號偵測與作業績效，並比較兩者的影響程度。

負荷壓力對績效的影響

資訊通道增加時，作業者必須將注意力分配到更多來源，並在來源之間切換、掃視及記住各通道的狀態。即使所有通道的訊號總數不變，將訊號分散到更多通道，也會增加漏看、延遲反應及誤判的機會。

例如，同樣需要辨認一段時間內出現的異常訊號，若訊號分散在多個儀表上，作業者必須反覆轉移注意力；若訊號集中在單一儀表，監控與反應通常較容易。因此，通道數量增加會使績效下降，常見表現包括：

核心觀念

本題考查人機系統設計中的相容性（compatibility）：使用者的操作、感知與既有知識，是否和系統的控制方式、顯示資訊及預期結果相吻合。相容性愈高，通常愈容易學習與操作，也能減少反應時間、操作錯誤及認知負荷。

四種常見相容性可依序從「想法、動作、位置、感官通道」掌握：

解題方法

逐一說明每種類型時，先指出它處理的人機對應關係，再補充「相容時的效果」，最後舉出實際應用例子。四種類型的分辨關鍵是：概念看意義、移動看方向、空間看位置、模態看感官通道。

四種相容性的特性與應用

一、概念相容（Conceptual compatibility）

**特性：**指顯示或控制的意義，與操作者的文化慣例、生活經驗、訓練背景及對設備功能的理解相一致。概念相容可讓操作者較容易理解資訊代表什麼，也較不必額外記憶操作規則。

**例子：**以紅色表示警告或危險、綠色表示安全或正常，符合多數人熟悉的色彩意義。若設備採用完全相反的顏色編碼，操作者便容易混淆。

二、移動相容（Movement compatibility）

**特性：**指控制器的移動方向，與操作者預期的系統反應方向一致。操作方向與結果吻合時，操作者較容易形成正確的動作反應，並降低反向操作錯誤。

核心觀念

本題比較從地面抬舉物件的兩種姿勢，以及它們對腰椎與下背部的生物力學負荷：

• 蹲舉式（Squat lift）：以屈曲髖關節、膝關節為主，軀幹較直立。
• 背舉式（Stoop lift）：膝關節較伸直，軀幹向前彎曲，主要以髖關節屈曲帶動身體前傾。

分析下背負荷時，關鍵不是只看「背有沒有彎」，而是看物件重量及上半身重量對腰薦部形成的力矩，以及腰背肌肉為抵抗該力矩所需產生的力量。腰椎受力可概念化為物件重量、上半身重量與腰背肌肉作用力的合成。

解題方法：比較腰部力矩

以腰薦部附近作為力矩支點，物件重量為 $W$，物件重心至腰部的水平距離為 $d$，其對腰部造成的屈曲力矩約為：

上半身重量也會產生屈曲力矩。腰背伸肌須產生反向力矩，維持軀幹平衡。由於腰背肌肉相對腰椎的力臂短，肌肉必須以較大的力量抵消外部力矩，因此腰部承受的壓縮負荷可能遠高於物件本身重量；軀幹前傾越多、物件離身體越遠，外部力矩通常越大。

兩種抬舉姿勢與負荷比較

蹲舉式（Squat lift）

抬舉前先靠近物件，雙腳穩定站立並彎曲膝、髖關節，使身體下蹲；軀幹維持較直立，雙手握住物件後，伸展膝關節與髖關節，將物件平順抬起。過程中物件宜貼近身體，避免扭轉軀幹。

此姿勢的軀幹前傾通常較少，若物件貼近身體，物件重心至腰部的水平力臂 $d$ 較短，腰部屈曲力矩及腰背伸肌所需力量因而可降低。

核心觀念

本題考查的是以人因工程原則設計 VDT 工作站，藉由調整設備、工作姿勢、照明與工作安排，減少長時間重複動作、靜態肌肉負荷、不良姿勢與視覺負擔，預防累積性肌肉骨骼傷害及視覺疲勞。

題目未要求特定法條或數值計算，作答重點是提出完整且彼此配合的工作站設計原則。

解題方法

可依「座椅與姿勢、螢幕、鍵盤與滑鼠、桌面配置、照明與視覺、工作安排」逐項說明。每項都要交代設計方式及其預防效果，並以維持自然姿勢、減少持續用力與降低眩光為核心。

VDT 工作站設計

一、座椅與工作姿勢

• 使用高度可調、有靠背且能支撐腰部的椅子；座椅深度應適合使用者，使背部能靠著椅背，膝窩不受座椅前緣壓迫。
• 調整椅高，使雙腳平放地面或腳踏板，大腿大致水平，膝部約呈直角。
• 調整桌椅高度，使肩膀放鬆、上臂自然下垂，前臂大致水平，手腕維持自然直線，避免長時間彎曲或偏斜。
• 坐姿應有靠背支撐，避免持續前傾、聳肩或身體扭轉；雙腳與軀幹應有穩定支撐。

如此可降低腰背、肩頸及上肢的靜態負荷，減少因不良姿勢造成的肌肉骨骼不適。

二、螢幕位置與顯示

• 螢幕放在正前方，避免長時間轉頭；螢幕距離依使用者視力與字體大小調整，以能清晰閱讀且不需前傾為原則。
• 螢幕高度應使視線自然略向下，避免長時間仰頭或低頭；若需參照文件，可使用文件架，並放在螢幕附近且與螢幕高度相近，減少反覆轉頭及調焦。
• 調整字體大小、對比與亮度，使文字清楚易讀；避免畫面閃爍、反光及過度刺眼。

適當的螢幕位置可減少頸部負荷；清晰、穩定的顯示則能降低視覺調節與辨識負擔。

三、鍵盤與滑鼠

• 鍵盤置於身體正前方，位置應讓肩膀放鬆、手肘靠近身體，前臂自然伸出；鍵盤高度與角度應避免手腕持續上翹或下折。
• 滑鼠放在鍵盤旁、容易觸及的位置，避免手臂長時間外伸或肩膀抬高；滑鼠尺寸與操作方式應適合使用者，避免過度握緊及反覆用力點擊。
• 手腕支撐物可在休息或操作間歇使用；