Ergonomie und Design

Auszug aus dem Vortrag von Prof. Dr. Dipl.-Ing. Jürgen Held

"Das kann doch nicht wahr sein!" Verzweifelte Ausrufe dieser Art begleiten häufig den Versuch, neue Geräte zu bedienen und zu benutzen. Fallbeispiele aus den Bereichen der Medizintechnik, Krankenhausplanung und Verkehrsüberwachung zeigen exemplarisch Probleme der ergonomischen Gestaltung auf. Wie solche Fehler, die fatale Folgen nach sich ziehen können, bei der Projektplanung und Produktgestaltung entstehen, soll Hinweise auf Möglichkeiten der Verhinderung derartiger Versäumnisse aufzeigen. Ergonomie und Design in Gestaltungsprojekte integriert, setzt Synergien frei und führt zu besseren Lösungen.

Fallbeispiel: Herz-Lungen-Maschine

Abbildung 1: Herz-Lungen-Maschine (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Probleme

Ungenügende Führungshilfen, z.B. fehlende und mangelhaft gestaltete Beschriftungen.
Unzureichende Sicherheitseinrichtungen in Bezug auf das Anschließen der Schlauchleitungen. Fehler mit Todesfolgen führten erst in den letzten Jahren zum Einsatz von Sicherheitsventilen.
Überforderung des Benutzers durch Kompliziertheit und Gefährdungspotential.

Fehler im Prozess der Produktgestaltung

Rückmeldungen/Verbesserungsvorschläge der Benutzer wurden trotz technischer Einfachheit von den Herstellern nicht umgesetzt.
Anordnungs-Kompatibilität oder der Bezug zur Prozessübersicht sind in der Gestaltung des Interfaces nicht berücksichtigt worden.

Fallbeispiel: Operationsroboter

Abbildung 2: Operationsroboter (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Probleme

Verwechslungsgefahr in der Fuß-Bedienung. Es müssen mit dem rechten Fuß zwei Pedale (links/rechts) bedient werden, die darüber entscheiden, wie stark die Schneide- oder die Koagulations-Wirkung von zwei Instrumenten ist. Da Schneide- und Koagulations-Instrumente während einer Operation die Positionen ändern, besteht Verwechslungsgefahr mit sehr hoher Verletzungsgefahr des Patienten.
Durch Sehaufgabe und Manipulationsachse entstehen ungünstige Körperhaltungen.

Fehler im Prozess der Produktgestaltung

Arbeitsabläufe, wie das Vertauschen der Schneide- und Koagulationsinstrumente, waren offenbar nicht bekannt oder wurden nicht vorausgesehen.
Normative Vorgaben tolerieren ein hohes Fehlerpotential auf Anwenderseite.
Das im System eingesetzte stereoskopische Projektionsverfahren besitzt Einschränkungen für den Sehprozess, die noch wenig untersucht worden sind.
Eine ergonomische Gestaltung umfasst auch Dokumentation und Schulung/Training sowie die damit verbundenen Unternehmensprozesse und Mitarbeiter-Qualifikationen, die bei Schadensregulierungen auch Gegenstand eines Gerichtsverfahrens werden können.

Fallbeispiel: Flugsicherung - Neugestaltung Kontrollraum

Probleme

Die Deckenbeleuchtung führte zu starken Reflexen und zu starkem Kontrastverlust auf den Radarbildschirmen. Die tageslichtähnlich geplante Beleuchtung musste daher reduziert und Leuchten an den Arbeitsplätzen nachgerüstet werden.
Die neu entwickelten Arbeitskonsolen weisen aufgrund einer Tischschublade eine Behinderung des Beinfreiraumes auf. Die Mitarbeitenden äußerten von sich aus den Vorschlag, unter der Konsole den Fußboden abzusenken, um Platz für eine Sitzposition zu gewinnen.

Fehler im Prozess der Produktgestaltung

Konventionelle Planungsgemeinschaften können durch große, fensterlose Arbeitsräume überfordert sein.
Dokumentiertes Ergonomiewissen (Control Rooms DIN EN ISO 11064) blieb unberücksichtigt.
Arbeitsplatz-Erfahrungen anderer Flugsicherungen wurden in der Neuplanung nicht erhoben.

Fallbeispiel: Steuerung des Bahnverkehrs

Probleme

Im neu programmierten Betriebssystem eines europäischen Bahnunternehmens wird ein Interface mit Gleisbildern verwendet, bei denen die Topographie gespiegelt ist. Die Himmelsrichtung Osten liegt am linken Bildschirmrand und Westen entsprechend am rechten. Die mentale Umstellung gelang nach Auskunft der Betriebsleiter nach einigen Tagen bis Wochen.

Fehler im Prozess der Produktgestaltung

Anpassungsfähigkeit und Flexibilität des arbeitenden Menschen erschweren eine Einhaltung ergonomischer Richtlinien und deren scharfe Abgrenzung gegenüber unvertretbarer Gestaltung.
In Risikobeurteilungen während der Planung wird die Leistungsmöglichkeit des Menschen als kompensierend eingesetzt, um Änderungen oder Aufwendungen einzusparen.

Weniger Fehler mit Aufgaben- und Wissensanalysen

Grundsätzliche Probleme aus den Fallbeispielen

Der Umgang mit dem Phänomen der „zulässigen Unkenntnis“ erfordert in Neuplanungen oder Gestaltungsprojekten besondere Beachtung. Prozess-/Tätigkeitsanalysen können aufgrund der Kompliziertheit und Komplexität der Systeme nur ausschnittsweise und vereinfacht (z.B. Black-Box, Grey-Box-Analysen) ausgeführt werden. Die Analyse- und Wissensbereiche von Mensch-Maschine-Systemen lassen sich kaum umfassend darstellen. Modelle hierfür sind zwangsläufig vereinfachend und können den Bereich „zulässige Unkenntnis“ unbedeutend erscheinen lassen.
Dokumentiertes Ergonomiewissen kann übersehen werden.
Ungenügende Methoden der Aufgaben- und Wissensanalysen können zu Lösungen führen, bei denen der eingeschränkte Nutzen vorerst unbeachtet bleibt.

Strategien für weniger Fehler

Strukturen der technischen Systembestandteile(technische Prozesse, Betriebszustände, Maschinenfunktionen, etc.) und der Aufträge, Aufgaben, Handlungen und Tätigkeiten des Menschen sind ein kategorisches Gerüst. Damit können Analyse-Ergebnisse konstruktiv hinterfragt werden, um rechtzeitig zusätzliche Untersuchungen anzugehen.
Erhebliche methodische Verbesserungen können in der Verbindung zwischen Anwendung und Gestaltung durch Kommunikation und Kooperation anhand von Visualisierung, Protoyping oder Usability-Untersuchungen erzielt werden.
Methodisches Problem- oder System-Verständnis bietet, da - vor Beginn einer Entwicklung/Gestaltung - die Möglichkeit von Innovationen.

Wissenstransfer durch Hochschulkooperationen

Was der Partner Hochschule leisten kann

Hochschulpartner können Simulatoren und mobile Testaufbauten gestalten, die Untersuchungen beim Benutzer vor Ort oder während Tagungen/Schulungen der Benutzer ermöglichen. Die Ergebnisse können dann als Benchmark für weitere Tests im Hochschul-Labor mit einer hohen Anzahl von Probanden (Studierenden) dienen.
Der Hochschulpartner kann für neue Produkte anwendungsbezogene Tests und Labor-Messmethoden entwickeln, die z.B. Einschränkungen durch stereoskopische Anzeigen (wie das sog. Cross-Talking der Stereokanäle) quantifizierbar machen und bei der Technik-Auswahl/-Bewertung helfen.
An einer Hochschule können die Möglichkeiten einer Triangulation von Methoden (z.B. durch Kombination von Layout-Berechnungen, CAD, und Funktionsmodellen) versatiler betrieben werden als in den Strukturen einer Entwicklungsabteilung des Industriepartners. Zudem bestehen in den gestalterischen Disziplinen an Hochschulen sehr fortschrittliche Techniken der computergestützten Visualisierung und eine hohe Qualität zeichnerischer Darstellungen allgemein.

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