基于近紅外光學腦成像實驗的輕型裝配作業的中斷效應研究
分類：
PortaLite
作者：
韓文民，黃勁松，吳俊，夏華杰，章露露。
來源：
《工業工程》
發布時間：
2019-06-06
訪問量：
江蘇科技大學經濟管理學院在中文核心期刊《工業工程》中發表了一篇名為《基于近紅外光學腦成像實驗的輕型裝配作業的中斷效應研究》的研究。研究發現了作業者應對中斷時的注意力資源分配規律，并發展了動作技能型任務注意力焦點轉換過程中的工作記憶理論，從而指導輕型裝配企業合理制定標準作業時間和中斷管理策略，降低作業者腦認知負荷，以實現可持續高效生產。
01. 研究意義及目的
混流生產要求作業者能夠在多種產品生產之間頻繁切換，但其復雜的生產環境容易導致作業者分心。多任務處理和事件干擾使得作業者面臨著工作中斷問題，而工作中斷除了對生產效率有所干擾外，還會對作業者的情緒、注意力以及腦認知負荷存在不利影響，進而導致人為失誤的情況增加，安全生產難以保證。因此，研究作業者工作中斷的影響機理，不僅可以指導企業管理者制定正確合理的決策，還可以為標準時間制定與生產作業控制提供重要的科學依據，進而實現可持續高效生產。
02. 研究方法
招募24名大四學生參與了實驗，實驗的主任務是采用7種類型的模型零件裝配36層的樂高模型，具體見圖1(a)所示。中斷任務按照相似性(相似:不相似)和復雜度(簡單;復雜)主要分為4種類型，具體設計要求如表1所示。
圖1 裝配任務的標準作業指示圖
表1 不同類型中斷任務的內容描述
實驗過程使用Nikon攝像機記錄被試完成主任務和中斷任務的視頻，以便后續的行為數據分析。使用PortaLite近紅外光譜儀實時監測被試大腦前額葉區域的腦血流變化。
中斷實驗現場布局及工作臺零部件擺放
03. 研究結果
5組實驗條件之間的主任務裝配錯誤率不存在顯著性差異，4種類型的中斷任務完成錯誤率之間存在顯著差異。復雜度對中斷任務錯誤率有顯著作用，而相似性對中斷任務錯誤率無顯著作用。
不同中斷類型下主任務和中斷任務的錯誤率
中斷任務前后3層主任務的平均裝配時間如下圖所示。簡單-相似、復雜-相似、復雜-不相似中斷任務后3層主任務的平均裝配時間比中斷任務前要顯著增加。
中斷任務前后3層主任務的平均裝配時間對比
相似性對左右腦的O2Hb相對濃度均存在顯著作用，與相似中斷相比，不相似中斷導致腦認知負荷顯著增加。
不同中斷類型左腦前額葉區域O2Hb相對濃度變化
不同中斷類型右腦前額葉區域O2Hb相對濃度變化
04. 結論
綜合考慮認知負荷、操作績效以及中斷任務錯誤率指標，企業對中斷事件的重視程度優先級順序是:復雜-不相似> 簡單-不相似> 復雜-相似> 簡單-相似。中斷任務復雜度對中斷任務完成質量有重要影響。企業在生產中斷過程中要重視對中斷任務復雜度高的任務完成質量進行檢驗。
參考文獻
韓文民, 黃勁松, 吳俊,等. 基于近紅外光學腦成像實驗的輕型裝配作業的中斷效應研究[J]. 工業工程, 2019, 22(3):8.
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