2025可穿戴技术：制造和仓储领域的潜在机遇和部署挑战

美利坚合众国政府问责办公室 致排名委员会成员卫⽣、教育、劳⼯和养⽼⾦委员会报告美国参议院 技术评估 2024年12月 可穿戴技术 制造和仓储领域的潜在机遇和部署制造和仓储领域中的挑战 技术评估 《GAO-25-107213 突出内容：向美国参议院卫⽣、教育、劳⼯和养⽼⾦委员会成员提交的报告》 可穿戴技术 制造业和仓储领域的潜在机遇和部署挑战 2024年12⽉ 为何进行这项研究 GAO发现了什么 2021年，肌⾁⻣骼损伤⾄少给雇主造成了177亿美元的损失 ⼀些可穿戴技术（穿戴式设备）可能对经历肌⾁⻣骼疼痛或不适的⼯⼈提供⼀些好处，如背部疼痛，但GAO发现有限的证据⽀持可穿戴设备减少伤害的能⼒。 GAO调查了制造业和仓储中两种常⻅的可穿戴技术——外⻣骼和⼈体⼯程传感器——对⼯⼈安全的影响 制造业和仓储领域的⼯⼈遭受这些伤害的⽐率⾼于所有私营⾏业。公司正在研究可穿戴设备作为预防伤害的⼀种选择。可能有助于减少肌⾁⻣骼损伤的可穿戴设备包括旨在减轻特定肌⾁群的外⻣骼和通过分析姿势来识别可能伤害⻛险的⼈体⼯程传感器。 汽车制造工人戴着手臂支撑外骨骼的插图 外⻣骼设计旨在通过为特定肌⾁群提供⽀撑来减少肌⾁疲劳和受伤。实验室研究通常显⽰，外⻣骼可以在受控环境中减⼩肌⾁负担。 然⽽⼯作场所的部署产⽣少量公开研究显⽰减少⼯⼈受伤的成果，部分原因是由于许多现场研究的短暂持续时间。 美国政府 Accountability Office(GAO)被要求评估⼯业⼯作场所穿戴式设备的使⽤及对⼯⼈的影响。本报告讨论了(1)选定穿戴式技术对⼯⼈安全的影响程度，(2)部署穿戴式技术在⼯作场所存在的挑战，以及(3)利益相关者⽬前正在开展的相关持续活动以帮助解决这些挑战。 ⼈体⼯程学传感器旨在检测可能导致受伤的姿势或动作。⼈体⼯程学传感器制造商⾃我报告的案例研究显⽰安全结果有所改善。然⽽，GAO 发现⽬前的⼈体⼯程学传感器改善⼯⼈安全的证据有限，部分原因是多种因素导致肌⾁⻣骼受伤，仅根据姿势测量可能⽆法准确预测⻛险。 利益相关者描述了过去部署外⻣骼和⼈体⼯程学传感器的⼏个挑战。例如： 在进⾏这项评估时，GAO审查了相关⽂献； ⼯⼈对穿戴式设备的实⽤性表⽰担忧。⼯⼈更愿意使⽤符合他们⼯作舒适和⽅便的穿戴设备。•仓储和制造公司代表表⽰，他们可能更倾向于在考虑可穿戴设备之前部署其他伤害控制措施——⽐如消除或替代。例如，提供升降台以消除⼯⼈需要搬运物体的要求可能⽐使⽤腰部⽀撑外⻣骼更有效地预防受伤。• 采访了联邦官员、学术研究⼈员、可穿戴设备制造商、具有部署可穿戴设备经验的私营公司、⼀个⾮营利组织和⼯⼈组织；进⾏了两次访问部署可穿戴设备的现场；参加了⼀个关于⼈体⼯程学的会议。 许多利益相关者提出了对某些可穿戴设备可能收集的数据表⽰关注，特别是涉及数据所有权、隐私和安全性的问题。• 可穿戴设备市场正在迅速发展。利益相关者告诉美国政府问责办公室他们需要更多时间来评估正在进⾏的努⼒对这些挑战的应对情况。美国政府问责办公室确定了⼀系列利益相关者团体（如可穿戴设备制造商和有意部署可穿戴设备的公司）正在进⾏的持续活动。这些活动包括收集有关可穿戴设备准确性和功效的额外数据，并在部署可穿戴设备时收集⼯⼈反馈。此外，国家共识委员会⽬前正在制定规范以应对这些挑战。利益相关者告诉美国政府问责办公室继续这些活动可能解决当前的挑战，并不赞成其他政策⾏动，⽐如增加标准和法规。 查看 GAO-25-107213。有关更多信息，请联系Karen L. Howard，博⼠，电话（202）512-6888或电⼦邮件地址 HowardK@gao.gov。 美国政府问责办公室 这是美国政府的作品，不受美国版权法保护。可以在未经美国政府 Accountability Office（GAO）进⼀步许可的情况下，复制和分发整个发布产品。但是，因为此作品可能包含受版权保护的图像或其他材料，如果您希望单独复制此材料，则可能需要获得版权所有者的许可。 目录 介绍............................................................................................................. 11 背景........................................................................................................... 41.1 ⼯作相关肌⾁⻣骼损伤和⼈体⼯程学................................................................ 41.2 控制层次和可穿戴设备.................................................................................. 41.3 ⽬前联邦机构在肌⾁⻣骼损伤和可穿戴设备⽅⾯的⻆⾊....................................... 62 数据缺⼝和效⼒限制阻碍了对可穿戴设备影响的理解对⼯⼈安全的影响........................................................................................... 72.1 尽管⽬前部署数据存在缺⼝，外⻣骼显⽰出⼀些减少伤害的潜⼒................................................................................................................. 72.2 ⼈体⼯程学传感器可以提供⼀些信息，但已证明其效果和准确性有限............................................................................................................... 103 穿戴设备的部署提出了⼏个挑战 .................................................................. 143.1 ⼯⼈所⾯临的挑战 ..................................................................................... 143.2 部署公司代表所⾯临的挑战 ......................................................................... 143.3 数据挑战 .................................................................................................. 163.4 潜在未来挑战 ........................................................................................... 164 在利益相关者解决部署挑战的同时，政策变化可能不会有⽤ ............................................................................................................. 185 机构和利益相关者评论 ............................................................................... 20附录 I：⽬标、范围和⽅法论 ......................................................................... 21附录 II：GAO 联系⽅式和⼯作⼈员致谢 .......................................................... 24 表 表1: 商业可⽤外⻣骼及其⽤途，据在线交易出版物报道 ............................................ 8 表2: 利益相关者正在进⾏的选定活动，可能解决部署挑战 ................................................... 19 图 图1: 制造业和仓储领域肌⾁⻣骼损伤发⽣率与私⼈⾏业整体情况相⽐，2021‒2022 ................... 2 图2: 减少或消除⼯作场所危害的控制层级 .......................................................... 5图3: 国家职业安全与健康研究所对前屈动作的分类................................................................................................................. 11 缩略语 BLS劳⼯统计局MSD肌⾁⻣骼障碍NAICS北美⾏业分类系统国家职业安全与健康研究所NIOSHOSHA劳动安全与卫⽣管理局OSH法1970年劳动安全与健康法PPE个⼈防护装备REBA快速全⾝评估RULA快速上肢评估SOII职业伤害和疾病调查可穿戴设备可穿戴技术 2024年12⽉12⽇ 荣誉院⼠⽐尔·卡西迪，医学博⼠排名成员卫⽣、教育、劳⼯及养⽼⾦委员会美国参议院 尊敬的卡西迪博⼠： 在制造和仓储领域，肌⾁⻣骼损伤普遍存在，损害⼯⼈的⽣活质量，并给雇主带来成本。出于这些原因，职业健康与安全专业⼈员正在寻找新的⽅式，例如使⽤可穿戴技术，试图减少或预防肌⾁⻣骼损伤的发⽣。 根据美国劳⼯部劳⼯统计局（BLS）的数据显⽰，从 2011 年⾄ 2020 年，制造业和仓储场所肌⾁⻣骼损伤导致的休假和⼯作转移或⼯作限制的率⾼于所有私营⾏业。BLS 还报告称，从 2021 年⾄ 2022 年，仓库⼯⼈发⽣的肌⾁⻣骼损伤⼏乎是所有私营⾏业的五倍（参⻅图 1），我们最近发现雇主和⼯⼈可能未能充分报告这些损伤。2024 年⼀家美国劳⼯赔偿保险提供商的评估显⽰，制造业和仓储领域的肌⾁⻣骼损伤⾄少导致雇主在 2021 年损失了 177 亿美元，⽽涉及搬运或搬运物体等外部来源的过度劳累造成了制造和仓储领域的最⾼劳⼯赔偿损失。 5⾃由互助保险公司，《⼯作场所安全指数：⻅解和⽅法论》（⻢萨诸塞州波⼠顿：⾃由互助保险公司，2024年）。 GAO未评估⽤于计算企业肌⾁⻣骼损伤成本的⽅法论质量。肌⾁⻣骼损伤包括由超负荷引起的、涉及外部来源的劳累、其他劳累或⾝体反应、以及涉及微任务的重复运动引起的损伤。我们使⽤仓储作为⾃由互助保险公司运输和仓储类别的简称。 注：劳⼯统计局将私营⾏业定义为由个⼈或团体拥有的企业就业。私营⾏业事故率包括仓储和制造业。劳⼯统计局引⽤了每个事故率的以下相对标准误差：仓储为2.5％，制造业为0.8％，私营⾏业为0.5％。 ⼀些制造和仓储公司开始探索穿戴技术（可穿戴设备）作为⼀种帮助预防肌⾁⻣骼损伤的选择。在我们之前的⼯作中，我们发现外⻣骼和⼈体⼯程传感器是⽤于解决制造和仓储中肌⾁⻣骼安全问题最常⻅的可穿戴设备之⼀。外⻣骼是穿戴在⾝体周围的设备，⽤于⽀撑⼯⼈的⼿臂、腿、背部、⼿部或使⽤⼯具。⼈体⼯程传感器，也称为惯性测量单元，是设计⽤来检测可能导致受伤的姿势或动作的⼩型传感器。除了⾝体运动外，⼈体⼯程传感器还可以监测外部因素，例如环境噪声。 随着这些技术的