学习与迁移效应下结合近红外技术的轻装作业者脑力负荷研究与应用

发布时间：2020-06-14 05:43

【摘要】：学习曲线量化了重复作业中绩效改善的现象,其作为有效的管理工具被广泛应用于企业管理中,但长期的重复单调作业容易使作业者产生厌烦、困倦等消极情绪,导致脑力疲劳,影响生产效率。同时,在多品种小批量生产方式为主流的当下,复杂的生产环境给作业者带来了较大的工作记忆负担,尤其是在轻型装配作业中,由于零部件体积小,差异化程度低,作业者在识别、拿取、定位和装配时需要高度集中注意力,使作业者常处于高脑力负荷状态,不利于生产效率的提升。值得注意的是,相似事物之间存在的迁移效应能够促进人的学习,减少学习成本。因此,在保证学习效应所带来的高效率的前提下,如何利用迁移效应保持稳定的生产是个亟待解决的问题。由于学习和迁移效应本质上依赖于工作记忆,有必要对轻装作业者的脑力负荷变化进行研究,通过其背后的神经机制,找到缓解作业者高脑力负荷的有效方法,以达到可持续高效率的目的。在企业调研的基础之上,本研究从学习效应和迁移效应的角度开展了作业者脑力负荷研究,并在实验室环境下模拟了轻装作业,同时采用神经工效学的研究方法——近红外光学脑成像技术(NIRS)对作业者脑力负荷进行了评估,本次实验共招募了32名在校大学生。根据学习效应和迁移效应的概念理论设计了单产品重复作业任务与相似产品混流作业任务,并选择乐高汽车模型为装配对象;同时,采用NIRS对被试前额叶区域的脑血氧浓度进行监测,以反映作业者在装配过程中的脑力负荷变化。实验结果表明,在重复作业中,由于学习效应的存在,作业者行为绩效逐步得到改善,但在整个作业过程中脑力负荷随着绩效的改善而升高,高脑力负荷状态对作业标准阶段的产品完成率存在影响。在混流作业中,作业者经验对脑力负荷存在影响,当前后生产的产品之间相似度越高,越有助于降低作业者进行当前任务的脑力负荷。与重复作业相比,相似产品混流作业有助于作业者高脑力负荷水平的缓解。在实验发现的基础上,本文通过构建疲劳嵌入下的学习曲线模型进一步研究了学习率和疲劳累计率等因素对生产绩效的影响,通过最大耐力时间将疲劳恢复模型嵌入到学习曲线中,构建了疲劳嵌入下的学习曲线模型。通过算例分析发现,学习率的增加有助于生产绩效的提升;疲劳的加剧会造成生产绩效的降低。本研究从轻装作业者角度出发,采用神经工效学的先进技术,通过对脑力负荷的评估进一步研究了学习和迁移效应,并结合模型,分析了学习率等因素对生产绩效的影响,为企业进行员工培训、作业调度等生产组织活动提供了理论依据和科学指导。 【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R338;F272.92

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