110 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

人工搬運的負荷可從力學、生理學、心理物理學三個方向評估。三者觀察的是不同面向：力學看身體組織承受的力量與力矩；生理學看作業對人體能量消耗與心肺功能的負擔；心理物理學看作業者主觀可接受的負荷。評估時應依作業型態及風險目的選用，不能只用單一指標代表整體安全性。

解題方法與評估準則

一、力學評估：身體組織是否承受過大負荷

評估準則是分析搬運物重量、搬運姿勢、施力方向、搬運距離及頻率，估算人體關節與組織所承受的外力、力矩或壓縮力，並與可接受的生物力學限值比較。

常見分析部位包括腰椎、肩部、手臂及膝部；彎腰搬起重物時，除了物體重量，物體與腰部之間的水平距離也會增加腰部力矩。基本關係為：

因此，搬運物愈重、離身體愈遠，腰背負荷通常愈大。評估方法可包括生物力學模型、腰椎受力分析，以及 NIOSH 提舉方程式等。

**適用範圍：**適合分析單次提舉、放下、搬移等作業，尤其是需要判斷腰背、關節或肌肉骨骼負荷的工作。對搬運姿勢、物件位置、水平距離等條件明確的作業，力學分析較能指出負荷來源；但它不直接代表作業者長時間工作的疲勞程度，也不完全反映個人主觀可接受性。

二、生理學評估：作業對身體機能的消耗

評估準則是觀察作業造成的能量消耗及心肺負荷，例如耗氧量、心率、能量代謝率與工作休息安排，再依作業時間與生理負荷判斷是否超出人體可持續工作的能力。

搬運頻率高、持續時間長、休息不足時，即使每次搬運的重量不大，累積的能量消耗仍可能造成疲勞。生理學評估關注的是整段作業期間的身體反應，而非單次動作的峰值力量。

**適用範圍：**適合評估長時間、重複性或高頻率搬運，以及工作與休息安排是否合理。

核心觀念

視覺顯示器的設計，不只是把資訊放上螢幕，還要讓使用者能迅速看見、辨認並理解資訊。設計時應配合人的視覺能力與知覺組織方式，降低搜尋時間、辨識錯誤及判讀負擔。

本題主要考查視覺知覺原則在顯示器上的應用，尤其是格式塔（Gestalt）知覺組織原則。這些原則說明人會如何將視野中的元素組織成整體；設計者可利用它們安排資訊，也要避免不當安排造成錯誤分組。

解題方法

作答可分成三層：先說明顯示器須符合基本視覺辨識條件，再列出知覺組織原則，最後說明如何將原則落實於資訊排列與編碼。

一、確保資訊容易看見與辨認

• 可視性與清晰度：文字、符號及刻度應有足夠大小，避免筆畫過細、過密或背景雜亂；重要資訊應能在適當的觀看距離與角度下辨認。
• 明暗對比與背景：前景與背景要有足夠對比，使資訊容易從背景中凸顯。反光、眩光、低對比及過多裝飾會妨礙辨讀。
• 色彩使用：色彩可用來編碼與區分資訊，但需考慮色覺差異、照明條件及顏色混淆。重要訊息不宜只靠顏色傳達，應搭配文字、形狀或位置等線索。

二、運用知覺組織原則

核心觀念

本題考查人因工程專家如何使手工具適合使用者的身體特性、工作任務及作業環境，以減少施力負擔、手部傷害與操作錯誤，同時維持工作效率。設計時應兼顧使用者、工具、工作與環境，不能只以工具本身的功能或成本作為考量。

手工具常見的握持方式包括：

• 力量握持（power grip）：手指包覆握柄，以手掌共同施力，適用於需要較大力量的操作。
• 精細握持（precision grip）：以拇指與手指控制工具，適用於定位、調整及精細作業。

握持方式不同，適合的握柄尺寸、形狀與施力方式也不同。

解題方法

可依「作業任務—使用者—握柄與施力—工具本體—安全與環境」的順序整理設計重點。這種切入方式能由工作需求出發，逐步檢查工具是否適合使用者，並涵蓋操作效能與健康安全。

一、分析作業任務

設計前應確認工具用途與工作需求，包括：

• 工作所需的施力大小、方向、頻率與持續時間。
• 作業是粗重用力，還是精細控制。
• 工具需執行的動作，例如切割、敲擊、旋轉、夾持或測量。
• 操作時間、使用頻率，以及是否需要快速更換工具或反覆操作。

任務不同，工具的握持方式、重量、長度及控制方式就應隨之調整。

二、符合使用者的人體尺寸與能力

• 依目標使用者的手掌、手指尺寸設計握柄，並考量使用者族群的性別、年齡及身體能力差異。
• 握柄不宜只適合平均尺寸者；應考慮適當的人體尺寸百分位，使手較小或較大的使用者都能安全握持。
• 若作業時會戴手套，應將手套厚度納入握柄尺寸與操作空間的設計。
• 控制器、扳機或按鈕的位置，應讓使用者容易觸及與操作，並避免需要不自然地伸展手指或施以過大的指力。

三、設計適當的握柄

• 尺寸與形狀：握柄應配合手部及任務，避免過粗、過細或形狀不合手。力量握持與精細握持所需的握柄設計不同。
• 長度：握柄應提供足夠的接觸面，避免手掌或手指局部承受過大壓力，也避免握持時手部滑出。
• 表面與材質：表面應提供足夠摩擦力，降低滑脫風險；材質則應兼顧耐用、舒適與容易清潔。表面過滑會使使用者增加握力，過粗糙則可能造成摩擦與皮膚傷害。
• 邊緣與接觸壓力：握柄邊緣應圓滑，避免尖銳或狹窄部位壓迫手掌、手指及神經血管組織。接觸面應避免形成局部高壓。

核心觀念

重複性肌肉骨骼傷害，是身體組織長期或反覆承受工作負荷後，因累積性微小損傷、疲勞或復原不足而發生的肌肉、肌腱、神經、關節等傷害。題目要掌握的是工作中哪些暴露因素會增加傷害風險，以及它們如何共同作用。

風險不只由「動作重複」決定；施力大小、姿勢、暴露時間與休息恢復等因素，都會影響組織負荷。多種因子同時存在時，風險通常更高。本題為申論題，無須援引特定公式或法條。

解題方法

作答時可依「生物力學負荷、暴露時間與恢復、工作環境及個人差異」分組，逐項說明因子及其影響。先列出主要危險因子，再補充工作組織與個人因素，能兼顧完整性與答題層次。

重要影響因子

一、生物力學與作業暴露因子

1. 重複頻率與作業週期 同一動作或相同肌群反覆工作，尤其每次作業週期短、動作頻繁且長時間持續時，組織承受累積負荷，疲勞與微小損傷較難消退。

2. 施力大小與持續時間 握、捏、推、拉、抬舉或操作工具時，所需力量愈大，肌肉與肌腱負荷愈高。長時間維持出力，或反覆用力，也會增加局部疲勞。

3. 不良或偏離中立姿勢 關節長時間處於極端角度、彎曲、扭轉、過度伸展，或手腕偏斜、手臂高舉等姿勢，會提高肌肉、肌腱及關節周邊組織的負擔。固定姿勢即使沒有明顯動作，也可能因靜態負荷而造成疲勞。

4. 接觸壓力 身體部位反覆或持續壓在硬、窄或尖銳的物體上，例如手掌抵住工具、前臂壓在桌緣，可能壓迫局部軟組織、神經或血管，增加傷害風險。

核心觀念

瑞士起司模式（Swiss cheese model）用來說明事故通常不是由單一錯誤造成，而是多道防護措施先後失效，讓危害一路穿透，最終造成事故。

每一道防護措施可比喻為一片起司；起司上的孔洞代表該防護措施的缺陷、漏洞或失效。孔洞會隨時間與情境改變。當多道防護的孔洞恰好連成一線，危害便能通過所有防線而導致事故。事故的根本原因，通常涉及組織、管理與系統設計上的潛在缺失；第一線人員的操作失誤則可能成為引發事故的直接因素。

解題方法與例子

作答時可依序說明「危害來源—多道防線—防線缺失—孔洞串聯—事故結果」，並舉一個具體工作情境，呈現事故如何穿過多層防護。

例如：工廠維修人員進入設備內部清潔，設備突然啟動，造成人員受傷。

1. 組織與管理防線：未建立完善的上鎖掛牌程序，或管理階層未編列足夠維修停機時間，形成管理上的漏洞。
2. 作業規劃防線：工作許可程序未要求確認能源隔離，或危害告知不完整，形成作業規劃上的漏洞。
3. 設備與工程防線：設備沒有有效的隔離裝置，或防護連鎖功能失效，形成工程控制上的漏洞。