疲勞和恢復是每個生物體的周期性過程。 疲勞可以描述為一種狀態，其特徵是疲勞感與活動表現的減少或不希望的變化相結合（Rohmert 1973）。

並不是人體的所有功能都會因使用而疲勞。 例如，即使在睡著時，我們也會呼吸，我們的心臟會不停地跳動。 顯然，呼吸和心臟活動的基本功能在整個生命過程中都是可能的，不會感到疲勞，也不會為了恢復而停下來。

另一方面，經過相當長時間的繁重工作後，我們發現容量會下降——我們稱之為 疲勞. 這不僅僅適用於肌肉活動。 感覺器官或神經中樞也會變得疲倦。 然而，每個細胞的目標是平衡其活動所損失的能力，我們稱之為過程 復甦.

壓力、緊張、疲勞和恢復

人類工作中的疲勞和恢復概念與壓力和應變的人體工程學概念密切相關 (Rohmert 1984)（圖 1）。

圖 1. 壓力、應變和疲勞

壓力是指工作系統中影響工作人員的所有工作參數的總和，這些參數主要通過感受器系統感知或感知，或者對效應器系統提出要求。 壓力參數來自工作任務（肌肉工作、非肌肉工作——任務導向的維度和因素）以及工作必須完成的物理、化學和社會條件（噪音、氣候、照明、振動、輪班工作等——情境導向的維度和因素）。

壓力因素的強度/難度、持續時間和組成（即，這些特定需求的同時和連續分佈）導致組合壓力，這是工作系統對工作人員施加的所有外生影響。 這種綜合壓力可以主動應對或被動忍受，具體取決於工作人員的行為。 主動案例將涉及針對工作系統效率的活動，而被動案例將引發反應（自願或非自願），這些反應主要與減少壓力有關。 壓力和活動之間的關係受工作人員的個體特徵和需求的決定性影響。 影響力的主要因素是那些決定績效的因素，與動機和注意力有關的因素以及與性格有關的因素，可以稱為能力和技能。

在某些活動中表現出來的與行為相關的壓力會導致個體不同的壓力。 應變可以通過生理或生化指標的反應（例如，提高心率）來指示，或者可以被感知。 因此，應變容易受到“心理-物理縮放”的影響，它估計工作人員所經歷的應變。 在行為方法中，應變的存在也可以從活動分析中得出。 壓力指標（生理生化、行為或心理物理）反應的強度取決於壓力因素的強度、持續時間和組合，以及工作人員的個人特徵、能力、技能和需求。

儘管壓力不斷，但源自活動領域、表現和壓力的指標可能會隨時間變化（時間效應）。 這種時間變化被解釋為有機系統的適應過程。 積極影響會減少壓力/改善活動或表現（例如，通過訓練）。 然而，在消極的情況下，它們會導致壓力增加/活動或性能降低（例如，疲勞、單調）。

如果在工作過程中提高可用的能力和技能，例如，當略微超過訓練刺激的閾值時，可能會產生積極影響。 如果在工作過程中超過所謂的耐力極限 (Rohmert 1984)，則可能會出現負面影響。 這種疲勞導致生理和心理功能下降，可以通過恢復來補償。

要恢復原來的表現，休息津貼或至少壓力較小的時期是必要的（Luczak 1993）。

當適應過程超過規定的閾值時，所使用的有機系統可能會受到損害，從而導致其功能部分或全部缺陷。 當壓力過大（急性損傷）或長時間無法恢復（慢性損傷）時，可能會出現不可逆轉的功能下降。 這種損害的一個典型例子是噪音引起的聽力損失。

疲勞模型

疲勞可以是多方面的，取決於應變的形式和組合，並且尚不可能對其進行一般定義。 疲勞的生物學過程通常無法直接測量，因此定義主要針對疲勞症狀。 這些疲勞症狀例如可以分為以下三類。

1. 生理症狀：疲勞被解釋為器官或整個有機體功能的下降。 它會導致生理反應，例如心率頻率或肌肉電活動的增加 (Laurig 1970)。
2. 行為症狀：疲勞主要被解釋為性能參數的下降。 例如，在解決某些任務時錯誤會增加，或者性能的可變性會增加。
3. 心理生理症狀：疲勞被解釋為勞累感的增加和感覺的惡化，這取決於壓力因素的強度、持續時間和組成。

在疲勞的過程中，這三種症狀都可能起作用，但它們可能出現在不同的時間點。

有機系統中的生理反應，特別是那些參與工作的，可能首先出現。 之後，勞累的感覺可能會受到影響。 績效的變化通常表現為工作規律性降低或錯誤數量增加，儘管績效的平均值可能尚未受到影響。 相反，在適當的動機下，工作人員甚至可能會嘗試通過意志力來維持績效。 下一步可能是性能明顯下降，最終性能崩潰。 生理症狀可能導致機體崩潰，包括人格結構的改變和疲憊。 連續不穩定理論解釋了疲勞過程 (Luczak 1983)。

疲勞和恢復的主要趨勢如圖 2 所示。

圖 2. 疲勞和恢復的主要趨勢

疲勞和恢復的預後

在人體工程學領域，人們特別關注根據壓力因素的強度、持續時間和組成來預測疲勞，並確定必要的恢復時間。 表 1 顯示了那些不同的活動水平和考慮時間以及疲勞的可能原因和不同的恢復可能性。

表 1. 疲勞和恢復取決於活動水平

在用於確定必要的恢復時間的壓力和疲勞的人體工程學分析中，考慮一個工作日的時間段是最重要的。 這種分析的方法從確定不同的壓力因素作為時間的函數開始（Laurig 1992）（圖 3）。

圖 3. 壓力隨時間的變化

壓力因素是由具體的工作內容和工作條件決定的。 工作內容可以是力的產生（例如，搬運負載時）、運動和感覺功能的協調（例如，組裝或起重機操作時）、信息到反應的轉換（例如，控制時）、輸入的轉換輸出信息（例如，在編程、翻譯時）和信息的生產（例如，在設計、解決問題時）。 工作條件包括物理（例如，噪音、振動、熱）、化學（化學試劑）和社會（例如，同事、輪班工作）方面。

在最簡單的情況下，只有一個重要的壓力因素，而其他因素可以忽略不計。 在那些情況下，尤其是當壓力因素由肌肉工作引起時，通常可以計算出必要的休息津貼，因為基本概念是已知的。

例如，靜態肌肉工作中足夠的休息津貼取決於肌肉收縮的力量和持續時間，就像根據公式通過乘法連接的指數函數一樣：

RA = 休息津貼的百分比 t

t = 收縮持續時間（工作時間），以分鐘為單位

T = 以分鐘為單位的最大可能收縮持續時間

f = 靜態力所需的力和

F = 最大力。

力、保持時間和休息餘量之間的關係如圖 4 所示。

圖 4. 各種夾持力和時間組合的休息餘量百分比

類似的規律存在於大重量的動態肌肉工作 (Rohmert 1962)、活躍的輕型肌肉工作 (Laurig 1974) 或不同的工業肌肉工作 (Schmidtke 1971)。 更罕見的情況是，您會發現非體力工作的類似法律，例如計算 (Schmidtke 1965)。 Laurig (1981) 和 Luczak (1982) 概述了確定主要孤立的肌肉和非肌肉工作的休息津貼的現有方法。

更困難的是存在不同壓力因素組合的情況，如圖 5 所示，這些因素同時影響工作人員（Laurig 1992）。

圖 5. 兩個壓力因素的組合    

例如，兩個應力因素的組合會根據組合規律導致不同的應變反應。 不同壓力因素的綜合影響可以是無關緊要的、補償性的或累積的。

在無差異組合規律的情況下，不同的應激因子對生物體的不同子系統產生影響。 這些子系統中的每一個都可以補償應變，而無需將應變饋入公共子系統。 總應變取決於最高應力因子，因此不需要疊加定律。

當不同壓力因素的組合導致比單獨的每個壓力因素更低的應變時，就會產生補償效應。 肌肉工作和低溫的結合可以減少整體壓力，因為低溫可以讓身體失去肌肉工作產生的熱量。

幾種應激因素疊加就會產生累積效應，即必須通過一個生理“瓶頸”。 一個例子是肌肉工作和熱應激的結合。 這兩種壓力因素都會影響循環系統，將其作為一個共同的瓶頸，並產生累積應變。

Bruder (1993) 描述了肌肉工作和身體狀況之間可能的組合效應（見表 2）。

表 2 兩種應力因素對應變的組合效應規律

0 無動於衷； + 累積效應； – 補償作用。

資料來源：改編自 Bruder 1993。

對於兩種以上應激因素組合的情況，這是實踐中的正常情況，只有有限的科學知識可用。 這同樣適用於壓力因素的連續組合（即，連續影響工人的不同壓力因素的應變效應）。 對於這種情況，在實踐中，必要的恢復時間是通過測量生理或心理參數並將它們用作積分值來確定的。

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