Arbeitsplatzgestaltung mit einem digitalen Menschmodell
Auszug aus dem Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Martin Schmauder
Ergonomie ist die Anpassung der Technik an den Menschen. Dieses gilt auch für die
unterschiedlichsten Arbeitsplätze wie z.B. Arbeitsplätze in Büros, an Produktionsanlagen,
in Werkstätten, Leitwarten und an bzw. in Maschinen und Fahrzeugen. Es müssen
unterschiedliche Arbeitsaufgabn erledigt werden und es arbeiten unterschiedliche Menschen
an den Arbeitsplätzen. Mittels digitaler Ergonomiesysteme (CAD man models) können bereits
im Entwicklungsstadium unterschiedliche Einsatzszenarien mit unterschiedlichen Populationen
überprüft werden. Maße, Kräfte und Sehbedingungen können inzwischen interaktiv überprüft
und optimiert werden. Durch den Einsatz in frühen Planungsstadien kann der spätere
Änderungsaufwand reduziert werden. In dem Beitrag werden der aktuelle Entwicklungsstand
sowie die verfügbaren Vorgehensweisen aufgezeigt.
Einsatz digitaler Techniken im Prozess der Produktentstehung
Abbildung 1: Produktentstehungsprozess
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Digital Prototyping
Virtuelle Produktentwicklung mit digitalen Prototypen.
Ergotyping®
Oberbegriff für die Nutzung von Methoden und digitalen Werkzeugen zur Analyse, Bewertung
u. Gestaltung ergonomischer Aspekte im Digital Prototyping.
Ergonomie in Normen und Werkzeuge zu ihrer Bewertung
Abbildung 2: Einordnung entwickelter Ergotyping®-Tools
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Quantitative und qualitative Anforderungen der Ergonomie
Stand der Technik (Stufe 1)
- 9. Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (9. ProdSV), Verz.1
- harmonisierte Typ A-, B- (und C)-Normen
Forschung und Wissenschaft (Stufe 2)
- allg. anerkannte Regeln der Technik
- arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse
Anthropometrie am Modell
Abbildung 3: CharAT (CharacterAnimation-Tool for Ergonomics) Ergonomics Virtual Ergonomic Engineering (VHE) GmbH Stuttgart
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Anthropometrisches Modell:
Integrierte anthropometrische Datenbanken z. B. nach DIN, EN, ISO
- Geschlecht
- Alter
- Perzentil
- Region
- Akzeleration
- Proportion
- Somatotyp
Kinematische Skelettstruktur:
Abbildung von Bewegungen als kinematische Ketten hintereinander angeordneter Gelenke
- Inverse Kinematik
- anatomische Freiheitsgrade
- Zielpunktanimation
- Sichtfeld
Weiterentwicklung von CharAT-Ergonomics zum Digitalen Ergonomiewerkzeug
Abbildung 4: Weiterentwicklung von CharAT-Ergonomics zum Digitalen Ergonomiewerkzeug
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Ergotyping®-Tools
- Sichtbewertung und optische Anzeigeeinrichtungen
- Körperkraftbewertung
- Körperhaltungsbewertung
Serielle Auge-Kopf-Körpermotorik
- Bewertung der Lage von Sehzielen
- Anordnungsempfehlungen für Sehobjekte
- Synchrone Betrachtung anthropometrisch differenzierter Referenzpersonen
Abbildung 5: Serielle Auge-Kopf-Körpermotorik
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Sichtbewertung u. optische Anzeigeeinrichtungen
- Serielle Auge-Kopf-Körpermotorik innerhalb von Komfortwinkeln
- Augpunktsicht des Menschmodells
- Sehfelder (Blickfeld, Farb-, Hell-Dunkelgesichtsfeld)
Methoden zur Bewertung von körperlichen Belastungen
Körperkraftbewertung
Abbildung 6: Körperkraftbewertung
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Körperkraftbewertung: Montagespezifischer Kraftatlas
Abbildung 7: Untersuchungen nach montagespezifischem Kraftatlas
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Einflussfaktoren auf Kraftausübung
- Geschlecht, Alter
- Kraftvermögen (Kraftperzentil)
- Grundkörperhaltung
- Häufigkeit, Dauer
Körperkraftbewertung: Normative Daten
Abbildung 8: Verfahren nach normativen Daten
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Einflussfaktoren auf Kraftausübung
-
Körperhaltungen: aufrecht stehend, Füße nebeneinander, Schrittstellung, Knien;
Ein- Beidhändigkeit
- Geschlecht, Alter
- Häufigkeit, Dauer
Screening-Verfahren: RULA
Fokus liegt auf Belastungen der oberen Extremitäten
Screening-Verfahren: Belastungsart Körperhaltungen
- Risikoermittlung arbeitsbezogener Muskel-Skelett-Erkrankungen
- Punktwert nach Ampelschema DIN EN 614-1
- Priorisierung von Maßnahmen
RULA
- Rapid Upper Limb Assessment
Abbildung 9: RULA-Verfahren
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Screening-Verfahren: OWAS
zeitbasierte Bewertung von Bewegungssequenzen:
statisch, dynamisch (Taktwiederholung in 8h)
Abbildung 10: Screening-Verfahren: OWAS
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OWAS: Bewertung Gesundheitsrisiko
- Ganzkörperhaltungen
- statische, dynamische Einzelkörperhaltungen und Häufigkeit ihres Auftretens
OWAS
-
Ovako Working Posture Analysing System Bewertung von Körper(zwangs)haltungen statische,
dynamische Häufigkeitsanteile
Abbildung 11: OWAS-Verfahren
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Zusammenfassung und Ausblick
-
Integration von weiteren Ergonomiefunktionen in ein DMM (Digitales-Mensch-Modell).
- Absicherung der Einhaltung ergonomischer Erkenntnisse nach Ampelverfahren.
-
Ergonomiebewertung synchron (Echtzeit) zu Modifikationen digitaler Gestaltungsentwürfe
und -varianten.
-
digitale Belastungsabschätzung für verschiedenste Testkollektive, wobei keine realen
Nutzervertreter erforderlich sind.
-
- Ergonomie-Kompetenz-Netzwerk e.V. (ECN)
- Verwaltung: Wolfgang G. Schneider
-
- Otto-Lilienthal-Straße 2
- 88046 Friedrichshafen
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-
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