109 專技高考高等考試 工業工程技師 人因工程 考古題詳解

核心觀念

人體計測學（anthropometry）是以系統化方法量測人體的尺寸、比例、形狀及相關特徵，並以統計方式描述特定族群的分布，供產品、設備、工作場所及人機介面設計使用。人體尺寸不是單一固定值；設計時須先界定使用者族群，再選用適當且具代表性的計測資料。

人體計測可概分為：

• 靜態人體計測：在規定姿勢下量測身高、坐高、肢段長度、肩寬、臀寬等。
• 動態或功能性人體計測：量測人在執行動作時的可及範圍、活動空間及肢體移動特性，較能直接對應作業與操作需求。

人體計測資料常以百分位數表示。第 $p$ 百分位數表示該族群中約有 $p\%$ 的人，其該項尺寸等於或小於此值。第 50 百分位數是該項尺寸的中位數，不代表各項尺寸都「平均」的人；不同尺寸的百分位數也不能假設由同一個人同時具備。

影響人體尺寸變異的因素

人體尺寸會因個體、族群與量測情境不同而變動，主要因素如下：

1. 性別：男女在身高、肩寬、臀寬、肢段比例及肌肉骨骼尺寸上常有差異。
2. 年齡與發育階段：兒童與成人的尺寸不同；成年後身體尺寸也會隨老化、姿勢改變及脊椎壓縮等因素變化。
3. 族群與遺傳：不同族群的平均尺寸與身體比例可能不同；遺傳也造成個體差異。
4. 營養、健康與生活條件：營養狀況、疾病、體重變化及生活型態都可能影響體格與身體組成。
5. 世代與年代變遷：不同出生世代在營養、醫療及成長環境上的差異，可能使族群尺寸分布隨時間改變。
6. 職業與訓練：長期工作姿勢、訓練及工作內容可能影響某些肌肉或肢段特徵；職業族群的身體組成也可能與一般人口不同。
7. 姿勢與動作：坐姿、站姿、肢體伸展或關節角度會影響可量得的長度、可及範圍與空間需求。
8. 衣著、鞋具與裝備：制服、防護具、鞋子及攜帶裝備會增加人體外廓尺寸或改變活動空間，設計時須納入。
9. 量測方法與情境：量測基準點、器具精度、受測者姿勢及量測程序不一致，都會造成資料差異。

解題方法：將資料用於產品或系統設計的程序

可依「界定任務與族群、選尺寸與涵蓋率、找資料與訂尺寸、納入使用情境、驗證設計」的順序作答。

1. 分析設計任務與使用情境 確認產品或系統的用途、操作方式、工作姿勢、使用環境及安全需求，找出設計中與人體適配有關的部位。

2. 界定目標使用者族群 說明使用者的性別、年齡、族群、職業等範圍。資料須與預定使用者相符；若是特定職業或特殊族群，不能直接以一般成人資料代替。

3. 選定關鍵人體尺寸 將任務需求對應至必要尺寸，例如座椅高度對應膕窩高、操作台下方空間對應臀部與腿部空間、控制器位置對應可及範圍。

核心觀念

本題考查 NIOSH 修正式抬舉方程式（Revised NIOSH Lifting Equation, RNLE）。它依據抬舉作業的幾何位置、動作頻率、作業時間及握持條件，計算該作業條件下的建議抬舉重量限度（RWL），再以抬舉指數（LI）比較實際負荷與 RWL，作為評估下背部傷害風險的指標。

RWL 的計算式為：

其中負荷常數 $\mathrm{LC}=23\ \mathrm{kg}$；其餘六個乘數會依作業條件調整，條件愈不理想，乘數通常愈小，RWL 也愈低。

解題方法：RWL 所考量的七項因素

題目問「七項因素」，應列出負荷常數及六個作業條件乘數，並說明各自代表的作業因素：

1. 負荷常數（Load Constant, LC）：基準重量為 $23\ \mathrm{kg}$，代表理想條件下的重量基準。
2. 水平位置乘數（Horizontal Multiplier, HM）：雙手與身體中線的水平距離 $H$。負荷離身體愈遠，腰部力矩愈大，HM 愈低。
3. 垂直位置乘數（Vertical Multiplier, VM）：雙手起始位置距地面的高度 $V$。手部位置偏離理想高度時，VM 會降低。
4. 垂直移動距離乘數（Distance Multiplier, DM）：抬舉過程雙手的垂直移動距離 $D$。移動距離愈大，DM 通常愈低。
5. 不對稱角度乘數（Asymmetry Multiplier, AM）：軀幹或負荷相對於身體中線的扭轉角度 $A$。扭轉愈大，AM 愈低。
6. 頻率乘數（Frequency Multiplier, FM）：依每分鐘抬舉次數、作業時間及手部垂直位置等條件調整；頻率愈高、持續時間愈長，FM 通常愈低。
7. 握持乘數（Coupling Multiplier, CM）：依負荷物握把或握持狀況的良好程度調整；握持愈困難，CM 愈低。

核心觀念

本題考查人因工程中的事故因果分析、工作者參與、職業性肌肉骨骼疾病，以及人體空間定向。四個名詞分別從組織安全、工作設計、健康危害與知覺能力切入；作答時應先寫出定義，再補充作用機制或實務意義。

解題方法

名詞解釋題可依「定義 → 形成機制或特徵 → 安全與人因工程意義」作答。題目沒有提供選項，也不涉及計算或特定法條，因此不需逐項判斷或列公式。

(一) 瑞士起司事故模型（Swiss cheese accident model）

此模型由 James Reason 提出，用來說明事故通常不是單一錯誤直接造成，而是多層防護措施相繼失效，使危害一路穿透防線而導致事故。

模型把各層防護比喻為起司片，把防護措施中的缺陷比喻為孔洞。孔洞代表防線的弱點，例如設備設計不良、程序不完整、訓練不足、監督失效，以及人員操作失誤。事故發生時，通常是不同層次的缺陷在同一事件鏈中相互配合，使危害穿過多道防線。

分析時可區分：

• 潛在條件：組織、管理、設計或訓練上的缺陷，可能長期存在。
• 現場失誤：事故發生前後，直接出現在作業現場的錯誤或不安全行為。

此模型的實務重點，是找出並修補多層防線的弱點，而非只把事故歸咎於最後一位操作人員。

(二) 參與式人因工程（Participatory ergonomics）

參與式人因工程是讓實際執行工作的人員，以及管理者、工程或安全衛生人員等相關成員，共同參與工作問題的辨識、分析、改善方案設計與執行。

工作者熟悉實際作業流程、工具限制與現場變化，能補足管理者或設計者單靠文件與觀察不易掌握的資訊。透過共同參與，可以使改善方案更貼近工作需求，並提高工作者對改善措施的接受度與落實程度。

其應用範圍包括工作站配置、工具與設備選擇、作業流程調整，以及降低姿勢負荷、重複動作和過度施力等風險。

(三) 腕道症候群（Carpal tunnel syndrome）

核心觀念

本題考的是人因工程中的作業空間組件配置原則。配置顯示器、控制器、工具及物料時，應依工作需求安排，使人員能快速找到並操作所需組件，減少搜尋、移動及記憶負荷，進而提升作業效率與安全。

常用的四項原則為：

1. 重要性原則（importance）：對作業或系統目標影響重大的組件，應安排在醒目、易接近的位置。
2. 使用頻率原則（frequency of use）：經常使用的組件，應配置在方便看見、伸手可及的位置。
3. 功能原則（function）：功能相同或經常共同使用的組件，應集中配置，方便辨識及操作。
4. 使用順序原則（sequence of use）：依作業步驟先後排列組件，使配置順序與操作流程一致。

解題方法

題目要求「列舉四項原則，並各舉一例」，作答時應先寫出原則名稱，再用一句話說明配置方式，最後以實際工作情境舉例。四項原則的判斷重點如下：

• 看組件對任務成敗的影響程度：重要性。
• 看組件被使用的次數或頻率：使用頻率。
• 看組件的用途或彼此搭配關係：功能。
• 看組件在操作流程中的先後位置：使用順序。

四項原則及例子

一、重要性原則

對安全或作業成敗影響重大的組件，應配置在醒目且容易操作的位置，以便人員迅速辨識、採取行動。

**例：**機台的緊急停止按鈕應設在操作人員容易看見、伸手可及的位置；即使平時很少使用，也不能因使用頻率低而放在難以觸及處。

二、使用頻率原則

核心觀念

本題考查工作相關肌肉骨骼疾病的危害辨識與預防。肌肉骨骼疾病常發生於肌肉、肌腱、韌帶、關節、神經或椎間盤，可能因工作中的累積性負荷而逐漸形成，也可能因一次過大的瞬間負荷而急性發生。

依人因工程觀點，主要危險因子可整理為：

1. 過度施力：搬、抬、推、拉或握持重物時，肌肉承受較大力量；突然出力或反覆用力會提高受傷風險。
2. 高重複性：相同動作在短時間內反覆進行，使組織缺乏恢復時間。
3. 不良或固定姿勢：長時間彎腰、扭轉、蹲跪、手臂高舉、手腕偏折，或維持同一姿勢。
4. 接觸壓力與局部壓迫：身體部位抵住硬物、工具把手過窄，或長時間跪地、靠肘作業。
5. 振動：手工具振動傳至手臂，或全身承受機具振動。
6. 長時間暴露與休息不足：工作時間長、作業節奏快、恢復時間不足，會加重累積負荷。
7. 環境與個人因素：低溫、濕滑造成的額外用力，以及體能、既有傷病、年齡或工作經驗等，會影響個人承受能力。

危害通常不是由單一因素決定，而是由施力程度、姿勢、頻率、持續時間及恢復時間共同影響。

解題方法：以營造作業逐項對照危險因子

答題時可先列出危險因子，再用營造現場的具體工作說明其暴露方式，最後提出對應的工程改善、作業管理與健康保護措施。這樣能同時回答「有哪些因子」、「營造業例子」及「如何預防」三部分。

危害預防措施

依危害控制的方向，優先改善作業本身與工作環境，再搭配作業管理及健康保護：

1. 辨識並評估人因危害：盤點搬運、推拉、重複動作、固定姿勢及振動等作業；評估負荷重量、頻率、姿勢、持續時間與休息情形，找出高風險工作。