物流配送中心揀選作業的人因工程量化評估

周家琦，王宏穎，余子倩，李 洋

（東北林業大學 工程技術學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

0 引言

隨著電子商務技術在物流業的快速發展，逐漸形成以“網絡電子商城+儲分一體化物流配送”的運作模式[1]。這種新興的電子商務運營模式以快速、便捷等優勢受到廣大消費者青睞。但是，面對多元化的產品需求和多樣化的客戶服務，線上線下銜接不緊密、市場響應速度慢等問題逐漸凸顯，成為制約物流業快速發展的瓶頸問題。

目前，我國物流配送中心揀選作業多采用人工揀選的作業方式。這種勞動密集型的作業占據物流配送中心90%的響應時間，具有隨機性、不確定性和突發性等特點[2-3]。因此，為維持物流企業快速、穩定運轉，探究物流配送中心揀選作業工程負荷與職業健康是關鍵[4]。

1 實驗設計

1.1 實驗樣本

分別抽取20-30 歲身體素質及體能條件良好的男性和女性作為實驗樣本。據統計，男性樣本的平均年齡為23歲、平均身高170.6cm、平均體重68.2kg、平均人體表面積1.760 7m2；女性樣本的平均年齡22歲、平均身高164.2cm、平均體重51.4kg、平均人體表面積為1.506 6m2，結果見表1。

1.2 實驗設備

勞動負荷發生裝置主要采用澳瑞特多功能電動跑步機JS-5047M速度調節實現，在運動的過程中記錄其能量代謝量、心率指標[5]。

1.3 實驗步驟

（1）根據性別不同，對男性和女性待測樣本進行編號，分別記為i（i=1,2,…,5）和j（j=1,2,…,5）；

（2）設定實驗速率5km/h 和7km/h[6]，分別記為v1和v2；

（3）稱取備揀貨物，使其負荷為3.5kg[7]，記為G；

（4）確定不同速率、不同負荷下的測試時間為15min，記為t；

（5）實驗采取分組、分負荷的方式進行。實驗中記錄其身高、體重值后，要求待測者i、j 在特定速率v1、v2的條件下運動指定時間t，同時隨機多次揀選負荷為 G 的備揀重物，記錄其心率變化 Xiv1、Xiv2、Xjv1、Xjv2和能量代謝值Yiv1、Yiv2、Yjv1、Yjv2；

（6）待測者依次進行實驗。每次測定后待測者休息一段時間直至心率恢復常態再進行下一次實驗。

1.4 實驗數據

實驗測試數據結果見表1。

表1 物流揀選作業勞動強度

2 人因工程量化

2.1 相對代謝率RMR量化

勞動強度的量化指標采用相對代謝率RMR 方法，即能量代謝量和安靜代謝量的差值與基礎代謝量的比值，見式（1）。

（1）能量代謝即模擬待測的作業環節，以特定的作業速率作業一段時間記錄其消耗的能量值。

（2）基礎代謝量是指機體在平臥狀態下維持生命體征所必須消耗的能量，見式（2），其數值較穩定，一般不超過正常平均值的15%[8-9]。

（3）安靜代謝量通常指基礎代謝量以及維持體位平衡所增加代謝量的總和，通常以基礎代謝量的20%作為維持體位平衡所增加的代謝量[10-11]，即安靜代謝率R 數值上等于基礎代謝率B 的1.2 倍，見式（3）。

相對代謝率RMR量化結果見表2。

表2 物流揀選作業勞動強度相對代謝率

2.2 單位能量代謝量及單位心率量化

根據勞動者的性別、年齡、身體抗負荷能力、體表面積等的不同，所得勞動強度值也不同。勞動者作業時，根據作業負荷的不同，單位心率和單位能量代謝也不同，即勞動強度不同。

單位能量代謝量及單位心率量化結果見表3。

表3 物流揀選作業勞動強度單位心率及能量代謝量

2.3 實際勞動率和疲勞寬放率量化

研究表明，一般人機體具有一定的耐力水平，即在中間不休息的情況下連續勞動480min所能消耗的最大能量界限為16.75kJ/min，作業者體內標準能量儲備為100.47kJ[12-13]。現假設單位作業時間內所消耗的能量為M；總的勞動時間為T，見式（4），其中T勞和T休分別為實際勞動時間和休息時間。

根據連續工作所能消耗的最大能量以及體內標準能量儲備值，結合式（5）和式（6）可計算得出實際勞動時間、休息時間，見表4。

根據表4計算結果，結合式（7）、式（8），可得實際勞動率和疲勞寬放率，見表5。

表4 疲勞強度作業時間規劃

表5 實際勞動率和疲勞寬放率

3 人因工程評估

3.1 相對代謝率RMR評估

如圖1所示，我國物流配送中心揀選作業勞動強度大致處于中等水平，但在勞動負荷為7km/h 時，勞動者相對代謝指標處于中等偏重水平，即勞動者在合理的作息安排下可以連續工作數小時，以維持物流企業快速、穩定運轉。

3.2 單位能量代謝量及單位心率評估

如圖2 所示，從心率指標來看，實驗結果處于100～125beast/min，即為中等勞動強度水平。

圖1 物流揀選兩種不同勞動負荷下相對代謝率

圖2 物流揀選兩種不同勞動負荷下心率

如圖3 所示，從單位時間能量代謝指標來看，當勞動負荷在5km/h 時，處于輕度偏中等勞動強度水平；當勞動負荷在7km/h 時，處于中等偏重勞動強度水平。

圖3 物流揀選兩種不同勞動負荷下單位時間能量代謝量

3.3 實際勞動率和疲勞寬放率評估

根據表4 和表5 分析得出，當勞動負荷為5km/h時，實際勞動率平均為87.694 5%，疲勞寬放率平均為12.305 5%，即物流揀選勞動者平均每工作48min后，需要休息6min；當勞動負荷為7km/h時，實際勞動率為75.530 4%，疲勞寬放率為24.469 6%，即物流揀選勞動者平均每工作19min后，需要休息6min。

4 結語

隨著電子商務技術在物流業的快速發展，新興儲分一體化物流配送中心成為物流發展的重要趨勢。其中，我國以物流揀選為例的作業環節多處于勞動密集型作業狀態。我國勞動強度高的作業大多已實現機械化、自動化運作，而中等及中等偏上勞動強度的作業環節仍采用人工作業。

本文從工程負荷與職業健康研究的角度，探究以物流配送中心揀選作業為例的勞動密集型作業環節。采用相對代謝率RMR和單位能量代謝及心率兩種方法量化其勞動強度大致處于中等勞動水平；采用實際勞動率和疲勞寬放率等疲勞強度指標提出合理的作息安排，以在關注職業健康的同時維持物流企業優質和諧、高效穩定的發展，推動電子商務模式下物流業的快速發展。