OWAS: Ovako式作業姿勢分析システム

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【１】はじめに


　腰痛や頸肩腕障害など作業姿勢が原因となりうる健康障害の検討には作業姿勢評価が欠かせない。作業姿勢が健康に与える影響を検討するのには、姿勢（体の屈曲・四肢関節の屈曲・ひねりなど）を調べることが重要なのはいうまでもないが、荷重（重さや発揮する力）や時間（持続時間・のべ時間・休憩間隔・繰り返し回数・速さなど）の要因も併せて検討する必要がある。このため、実際に作業姿勢の問題を現場で検討しようとすると、これらの多くの要因のうちのどれをどのように記録するのが負担評価や改善促進に最も有効なのか悩まされることが多い。そこで本報告では、作業姿勢評価法として比較的簡単で諸外国でもよく利用されており、しかも作業の記録から評価まで整備されているOWAS(Ovako Working Posture Analysing System)を簡単に紹介をする。

注）本ホームページはOWAS開発者であるDr. KarhuとDr. Nasmanの了解を得て作成しました。ただ、両氏によるとOWASは誰でも利用が許された国際的なシステムであり、AC表の転載や使用に際しては、出典明記に注意を払えばそれ以上に改めて許可をとる必要は通常はないようです。

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【２】各種作業姿勢評価法とOWAS


　特定の職種の特定作業の作業姿勢評価には、そのたびごとに研究者が目的とする作業に適した記録法や評価法を開発して利用してきた。しかし、異なる業種間の比較や長期的な作業姿勢観察を行うような状況では標準的な方法を使用する必要があり、例えば表１に示すような方法がいままでに提案されている。このうち、全身の姿勢評価に利用できる、特別な用具を必要としない、現場で即座に記録・解析ができる、評価基準が整備されているといった条件を満たしかつ最も簡便なつくりになっているのがOWASである。
　OWASは、フィンランドの製鉄会社(Ovako Oy, 現Fundia Wire)に勤めていたKarhuやNasmanらやフィンランド労働衛生研究所(Institute of Occupational Health)のKuorinkaらによって1970年代前半に開発が開始された。本法を初めて紹介したKarhuらの1977年の論文では姿勢分類しか記載されていなかったが、Stoffertの1985年の論文では評価法まで含めた完全な方法が詳述されている。測定者間の姿勢判別の一致率は90％以上と高く、20以上の業種でテストされた。980年代後半あたりからOWASを調査や作業改善に利用した報告が増えている。なお、OWASには基本版と拡張版があるが、ここでは基本版についてのみ解説する。

表１．各種作業姿勢評価法
手法 即時性 観察部位 荷重・力 評価基準
全身用 Posture targeting
△
全身
×
×
ＯＷＡＳ
○
全身
△
○
姿勢重量点
○
全身
○
○
上肢用 ＶＩＲＡ
×
頸・肩
×
×
上肢点
○
上肢
○
○
ＲＵＬＡ
○
全身
○
○
包括的評価 ＡＥＴ
×
人＋職場
○
？

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【３】OWASによる作業姿勢の記録法


　表２および図１の例に示すように、OWASではある時点の作業姿勢を背部・上肢・下肢・重さの４項目でとらえ、これをコード化した４桁の数字（姿勢コード）で記録する。この姿勢コードの分類は、不快感の主観的評価・姿勢による健康影響・実用可能性を考慮して決定されたものである。

表２．姿勢コード
1. 背部 1) まっすぐ
2) 前または後ろに曲げる
3) ひねるまたは横に曲げる
4) ひねりかつ横に曲げる、または斜め前に曲げる
2. 上肢 1) 両腕とも肩より下
2) 片腕が肩の高さあるいはそれより上
3) 両腕が肩の高さあるいはそれより上
3. 下肢 1) すわる
2) 両脚をまっすぐにして立つ
3) 重心をかけている片脚をまっすぐにして立つ
4) 両膝を曲げて立つか中腰
5) 重心をかけている片脚を曲げて立つか中腰
6) 片方または両方の膝を床につける
7) 歩くまたは移動する
4. 重さまたは力 1) 10kg以下(w≦10kg)
2) 10〜20kg(10＜w≦20kg)
3) 20kgより大(w＞20kg)


図１．姿勢コードの記録例
owas1

　姿勢の記録は、スナップリーディング法（観察間隔一定のワークサンプリング法）の要領で行う。すなわち、一定時間おきにその瞬間の姿勢を読み取り、姿勢コードで用紙に記録していく。文献では、測定間隔は30秒か60秒、一連続観察時間は20〜40分にして10分以上の休憩を入れるという方法が紹介されている。こういった記録条件は、対象とする作業の内容に応じて決める必要がある。
　複数の工程よりなる作業について工程別評価や工程間比較をしたい場合には、姿勢コードとともに工程名を示す作業コードを同時に記録する。


姿勢分類についての補足解説

  1. 背部
    • 「曲がっている」というのは、体幹部に20度以上の前屈、後屈、側屈、ひねりがあればそのように判断します。これより少ないわずかな曲げは曲がっていないとします。この角度は頭と骨盤を結ぶ線が鉛直方向となす角度です。
    • ここはあくまで体幹部の評価です。首のみの前屈や後屈あるいは脚のみのひねりはこれに含まれません。

  2. 上肢
    • 腕が肩より上とは、手・前腕・上腕のいずれかが肩と同じ高さあるいはそれより上にある場合が該当します。
    • ただし体幹前傾がある場合（背部が２や４）は、手・前腕・上腕のいずれかが肩より上にある場合のみ「上にある」と判断します。

  3. 下肢
    • 脚が曲がっているというのは、膝の角度が150度以下（股関節−膝−足首のなす角度．膝がまっすぐな状態が180度で、膝が曲がるほど小さくなる）であることをいいますこれより少ないわずかな曲げは曲がっていないと判断します。
    • 「1．すわる」は、イス・机・バーなどに腰掛けた状態で、あくまで体重はお尻で受けている必要があります。壁に寄りかかる、手やおなかの部分で持たれかかる、寝る、床に座る（正座や胡座）、蹲踞の状態などはこれに含まれません。
    • 「2．両脚をまっすぐにして立つ」は、両脚が曲がっていなくて両足で体重を支えている状態です。爪先立ちや長時間立位の際にみられる体重を脚の間でかけかえる動作時はこれに含めます。歩行時など体が移動している最中はこれに含めません。
    • 「3．重心をかけている片脚をまっすぐにして立つ」は、曲がっていない片足で体重を支え、もう片方の足が床から浮いている状態です。体重を支えていない足は主にバランスを取ったり仕事で使用されています（つま先が床についていてもかまいませんが、あくまで体重を支える役割は果たしていないことが必要です）。移動中の姿勢や長時間立位の際の体重のかけかえ、バーにお尻で腰掛けている状態はこれに含めません。
    • 「4．両膝を曲げて立つか中腰」は、いわゆる中腰の状態ですが、両脚で体重が支えられていなければなりません。膝やお尻が床につかない蹲踞の姿勢もこれに含まれます。
    • 「5．重心をかけている片脚を曲げて立つか中腰」は、曲がっている片足で体重をささえた状態です。もう片方の足は体重を支えてない状態でなければなりません。歩行中の姿勢は含めません。
    • 「6．片方または両方の膝を床につける」は、いわゆる膝立ちや片膝立ちの姿勢です。膝が床につかない蹲踞の姿勢はこれに含まれません。
    • 「7．歩くまたは移動する」は、あくまで移動がなければなりません。前方だけでなく、後ろ歩きや横歩き、階段昇降も含まれます。当然、台車等を押しながらの歩行も含まれます。

  4. 重さまたは力
    • 重さや力がかかるのが片手か両手かを区別して評価する方法はないようです。従って、左右の手にかかる重さや力が違う場合、重さや力としては、両手の合計を適用するのが妥当かと思います。


床に座る姿勢、胡座、寝ころぶ姿勢の分類についての補足説明

　基本OWASには、床に座る姿勢や胡座、寝ころぶ姿勢などの分類が含まれていません。これに対応するには、基本OWASで1〜7までのコードが規定されている「3.下肢」について、以下の３つの新しいコード(追加コード)を追加して利用します。
　ただしこれら追加コードに対応したAC表は用意されておらず、分類はできても負担評価はできません。

　（以下は論文にもマニュアルにも記載されていない私の勝手な考えです。使用に際してはご注意を！）
　どうしても追加コードを使用しながら評価にもって行きたい場合は、以下の方法が実用上は利用できそうです。
  1. とりあえず記録時には、追加コードの姿勢はその追加コード(8, 9, 0)で記録する。
  2. 次に、追加コードを分類不能の欠損としてあくまで本来の基本OWASとして分析する。
  3. さらに、以下のように追加コードを別なコードに振りなおして分析したものを求める。このコードの振りなおしは、AC表を参考にして姿勢負担の面からもっとも判定が妥当と思われるコードを選んだものである。
    • 「8) 床に座った状態」　→　「6) 片方または両方の膝を床につける」
    • 「9) 寝ころぶ」　→　「2) 両脚をまっすぐにして立つ」
    • 「0) 梯子などを上る」　→　「6) 片方または両方の膝を床につける」
  4. 現場での利用上の必要性などを考慮し、２と３の2種類の分析結果を使い分ける。

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    【４】OWASによる作業姿勢の評価法


    　OWASでは、姿勢の負担度と改善要求度を以下の４段階で判定する（ACはAction categoryの略）。そのために、表３と表４の２種類のAC判定表が用意されている。
    表３．各姿勢コードのAC (Action Category)
    背
    部    		 上
    肢    		 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 下肢
    １２３ １２３ １２３ １２３ １２３ １２３ １２３ 重さ
    １ １ １１１ １１１ １１１ ２２２ ２２２ １１１ １１１
    ×
    ２ １１１ １１１ １１１ ２２２ ２２２ １１１ １１１
    ３ １１１ １１１ １１１ ２２３ ２２３ １１１ １１２
    ２ １ ２２３ ２２３ ２２３ ３３３ ３３３ ２２２ ２３３
    ２ ２２３ ２２３ ２３３ ３４４ ３４４ ３３４ ２３４
    ３ ３３４ ２２３ ３３３ ３４４ ４４４ ４４４ ２３４
    ３ １ １１１ １１１ １１２ ３３３ ４４４ １１１ １１１
    ２ ２２３ １１１ １１２ ４４４ ４４４ ３３３ １１１
    ３ ２２３ １１１ ２３３ ４４４ ４４４ ４４４ １１１
    ４ １ ２３３ ２２３ ２２３ ４４４ ４４４ ４４４ ２３４
    ２ ３３４ ２３４ ３３４ ４４４ ４４４ ４４４ ２３４
    ３ ４４４ ２３４ ３３４ ４４４ ４４４ ４４４ ２３４


    表４．各項目コードごとの割合とAC (Action Category)
    owas2


    　AC判定表を利用することで以下のような評価ができる。図２はその例である。

    １．問題姿勢のリストアップ（細線）：表３を用いて各時刻の姿勢コードのACを求める。ACが3や4のデータをリストアップすることで、どの時刻の作業姿勢に問題があったかを調べることができる。作業改善に利用する場合は、ACが3や4の時刻の作業を表３を参考にしてより低いACの作業姿勢になるように改善する。

    ２．作業の全体的評価や作業間の比較（破線）：表３を用いて各時刻の姿勢コードのACを求め、単純集計して各ACの割合を求める。このうちAC4あるいはAC3+AC4の割合は作業の全体的負担度を示す指標として利用できる。作業間でAC4あるいはAC3+AC4の割合を比較すると、どちらの姿勢負担が高いかを比較できる。作業改善の効果も、AC4あるいはAC3+AC4の割合がどれだけ低下したかで評価することができる。

    ３．背部・上肢・下肢・重さのどこに問題があるかの指摘（太線）：姿勢コードを桁（項目）ごとに単純集計して各項目の各コードごとにその全観察回数に対する割合を求める。それを表４と比較してコードごとにACを求める。もしAC3やAC4に属するコードがあれば、その項目には問題があると判定できる。作業別に集計すると、どの作業はどの項目のどのコードによる負担が強いかを比較できる。改善に利用する場合は、割合が高くてACが高いコードを、割合が高くてもACが低いコードの姿勢に変換するように試みる。

    図４．OWASによる評価
    owas3

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    【５】OWASを支援するコンピュータソフト


    　OWASは比較的簡単であるとはいえ、姿勢判別の観察者間差を小さくするためのトレーニングを行ったり、記録結果をAC判定表に基づいて集計するなどの作業はやはり面倒なものである。そこで、その手間を省くために次のような支援ソフトがフィンランドの労働衛生研究所やTampere工科大学のスタッフにより開発されている。
    １．OWASCA（トレーニングプログラム）：OWASの概要説明のほか、姿勢の絵を表示して正しい姿勢コードを入力させて、姿勢判定のトレーニングを行う。
    ２．OWASCO（データ入力プログラム）：姿勢コードを入力してデータファイルを作成する。用紙に記録したデータを入力してもよいが、小型の携帯型コンピュータが利用できる場合は、現場で作業を観察しては直ちにキー入力するという方法も可能である。この場合は、姿勢を読み取る時刻をコンピュータがビープ音で知らせてくれるので便利である。データは入力時にエラーチェックされるので、直ちに解析できるきれいなファイルが作成される。
    ３．OWASAN（データ解析プログラム）：OWASCOで作成したファイルを集計し、AC判定表に基づいて作業姿勢評価に必要な結果を表示する。
    　OWASCOとOWASANのセットは、Tampere工科大学から290US$で販売されている（1994年8月時点．送料15US$も別途必要）。日本のコンピュータで利用する場合は、日本語DOS/Vの英語モードで問題なく利用できる。当然ながらメッセージが全て英語なのは我慢しなくてはならない。

    　なお、1997年になってやっとWindows版のOWAS解析ソフトがTampere工科大学からリリースされた。これは上記の２と３を統合したソフトで、WinOWASの商品名で販売されている。対応機種はPC互換機でWindows3.1以上のOSが載っているものである。価格は送料別で500US$、DOS版からのバージョンアップは200US$となっている。現在、Tampere工科大学にホームページ(    http://turva.me.tut.fi/owas/)が開設されている。デモ版もここからダウンロードが可能である。デモ版はデータの読み込みと保存が不可能な以外はほとんど製品版と同じようである。なお、私が試したところではこのデモ版は日本語のWindows95上でも正常に作動するようである。

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    【６】OWASの限界と他の手法との併用


    １．細かい姿勢変化の記録：OWASは、他の方法に比べると姿勢分類がかなり大まかなため、同じ姿勢コードであっても様々な姿勢が含まれるうる。特に、上肢や下肢など体の一部を動きが少ないながらも繰り返し使う作業などでは、差が把握しにくいと思われる。荷重を考慮せずに姿勢のみに限定するならPosture targetingが詳細に記述できるが、１回の記録に30秒程度かかるとされている。上肢に限定するなら、より詳細に肢位を記録できしかも評価基準も用意されているRULAが良いかもしれない。問題作業が十分絞り込めた状況であれば、関節角度計や傾斜計を利用したり、固定した場での作業が中心なら画像解析等に基づく姿勢解析も利用できよう。こういった方法になると、あまり手軽とは言えなくなってくる。

    ２．保持姿勢の評価：OWASは非連続的観察法であるワークサンプリング法に基づいてデータを収集する。このため、原則的に持続時間の検討はできず、保持姿勢の評価は困難となっている。例えば姿勢変換のない座位や立位の作業は、その拘束性がどれほど高くてもACには影響しないし、AC自体もそれほど高くならない。OWASで観察の連続性を持たせようとすると測定間隔を十分短くするという方法がある。ただし、そのデータだけストップウオッチや数取器（カウンター）で再度調べたほうが簡単なことも多い。

    ３．より厳密な腰部負担評価：OWASでも腰部負担はある程度までは評価できる。しかしより厳密に評価したい場合には、腰部椎間板圧迫力の推定や米国NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health)の荷物取扱い評価式を利用すると良い。腰部椎間板圧迫力は、第５腰椎と第１仙椎の間(L5/S1間)の椎間板圧迫力が350kgfを越えなければ問題が少ないことが知られている。通常は椎間板圧迫力を直接測定するのは問題があるため推定式が利用されている。Chaffinらの推定式では、体幹・大腿・下腿・上腕・前腕の各セグメントの傾斜角と取扱い物重量などのデータを使用する（２次元の場合）。これらの角度は写真からも容易に読み取れるので、現場での評価にも利用可能であろう。ただし計算はかなり面倒なため、そのためのプログラムがミシガン大学から発売されている(2D SSPPTM, 3D SSPPTM)。NIOSHの荷物取り扱い評価式は、ある重さの荷物をどの位置からどの位置へ運ぶという作業を毎分何回で何分間行うかというデータを与えると、その作業が許容できるかどうかという判断を示してくれる。1991年の改訂版では、非対象持ち上げや荷物の保ちやすさの要因も考慮するようになり、適用範囲が広がった。判定のためのRWL(Recommended Weight Limit)などの計算はそれほど難しくはないが、そのためのプログラムがやはり市販されている(Revised NIOSH Guide Program For Manual LiftingTM)。

    ４．全体的評価：現在のOWASでは、AC3やAC4の作業姿勢を減らすようにとあるだけで、ACやAC4をどの程度にすべきかという基準はない。姿勢点では30点が腰痛対策上の基準として利用されている。OWASについては、ACやAC4をどこまで下げると腰痛が何％低下するといった報告は少なく、利用事例を重ねて今後検討されていくポイントのようである。

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    参考文献


    OWAS必読文献
    1. Karhu O, et al. Correcting working postures in industry : A practical method or analysis. Applied Ergonomics 1977,8;199-201. (OWASの英語での初報告)
    2. Stoffert G. Analyse und Einstufung von Korperhaltungen bei der Arbeit nach der OWAS-Methode. Zeitschrift fur Arbeitwissenschaft 1985,1;31-38. (拡張版OWASを詳細に紹介)
    3. Louhevaara V, et al. OWAS: a method for the evaluation of postural load during work. Institute of occupational health. 1992,23p,FIM80,ISBN:951-801-960-6. (基本版OWASをわかりやすく紹介した入門用冊子)
    OWAS関係論文
    1. Karhu O, et al. Observing working postures in industry : Examples of OWAS application. Applied Ergonomics 1981,12;13-17. (製鉄の煉瓦積み作業などの例)
    2. Rohmert W. Korperhaltungsstudie bei Lade- und Palettierungstatigkeiten auf enem Grossflughafen. Arbeitsmed. Sozialmed. Preventivmed. 1985,23;91-96. (空港の貨物運搬作業の例)
    3. Heinsalmi P. Method to measure working posture loads at working sites (OWAS) In: Corlett N, et al. eds. The ergonomics of working postures. Taylor & Franci, London, 1986, pp100-104.
    4. Kant I, et al. Observations of working postures in garages using the Ovako Working Posture Analysing System (OWAS) and consequent workload reduction recommendations. Ergonomics 1990,33;209-220. (自動車整備作業の例)
    5. Vayrynen S, et al. OWASCA: computer-aided visualizing and training software for work posture analysis. In: Karwowski W, et al. eds. Computer-aided ergonomics Taylor & Francis, London, 1990, pp273-278. (OWASCAの紹介)
    6. Kivi P, et al. Analysis and improvement of working postures in the building industry: application of the computerized OWAS method. Applied Ergonomics 1991,2243-48. (建築作業の例とコンピュータによるOWASシステムCOWASの紹介)
    7. Kant IJ, et al. A survey of static and dynamic work postures of operating room staff. Int Arch Occup Environ Health 1992,63;423-428. (手術室スタッフの例）
    8. Peereboom KJ. A strategy for using the Ovako Working Posture Analysing System (OWAS) to determine the physical load of actions. In: Marras WS, et al. eds. The ergonomics of manual work. Taylor & Francis, London, 1993, pp245-248. (鉄道の保守整備作業の例）
    9. Vilkki M, et al. Improving work postures and manual materials handling tasks in manufacturing : A case study. In: Marras WS, et al. eds. The ergonomics of manual work. Taylor & Francis, London, 1993, pp273-276. (2D SSPPTMと組み合わせた例)
    10. Mattila M, et al. Analysis of working postures in hammering tasks on building construction sites using the computerized OWAS method. Applied Ergonomics 199324;405-412. (建築作業の例)
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    他の姿勢評価の論文
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    2. McAtamney L, et al. RULA: a survey method for the investigation of work-related upper limb disorders. Applied Ergonomics 1993,24;91-99. (RULAの紹介)
    3. Rohmert W, et al. A new technique for job analysis. Taylor & Francis, London 1983. (AETの詳述されている本)
    4. Rohmert W. AET - a new job-analysis method. Ergonomics 1985,28;245-254. (AETをざっと紹介した論文)
    5. Nygard CH, et al. Musculoskeletal load of municipal employees aged 44 to 58 ears in different occupational groups. Int Arch Occup Environ Health, 1987,59;25-261. (AETの使用例)
    6. Nygard CH, et al. Muscle strength and muscle endurance of middle-aged woman and man associated to type, duration and intensity of muscular load at work. Int Ach Occup Environ Health, 1988,60;291-297. (AETの使用例)
    7. Rohmert W, et al. Ergonomic evaluation of a wheelchair for transfer of disabled passengers at a large airport. Int J Rehabil Res 1990,13;243-249. (AETの使用例
    8. 入谷辰男. 姿勢重量点計算機と上肢点計算機について. 労働の科学 1987,42(2);39-4.
    9. 加藤隆康ほか. 手のはたらきを見なおす(3)−手の機能と労働衛生(1)−. 労働の科学1987,42(6);59-63.
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    腰部椎間板圧迫力推定とNIOSH荷物取扱い評価式関係の論文
    1. Chaffin DB, et al. Occupational biomechanics. John Wiley & Sons,inc, New York, 1991.
    2. Waters TR, et al. Revised NIOSH equation for the design and evaluation of manual lifting tasks. Ergonomics, 1993,36;749-776.
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