Ergonomische Verschwendung - erkennen und vermeiden - Workshop Lean & Ergonomie 25.2.2019, Passau - AGR
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Ergonomische Verschwendung - erkennen und vermeiden Workshop Lean & Ergonomie 25.2.2019, Passau
7 + 1 Arten der Verschwendung
Herstell- und
Ergonomische Bearbeitungs-
Verschwendung erschwernisse
(Umlauf-)
Bestände
Bewegungen Transport
Wartezeit
Überproduktion
Fehler
Lean production - Verschwendung reduzieren
Folie 2
Ergonomische Verschwendung = Blindleistung des Menschen vermeiden
Blindleistung ist eine uner-
wünschte Größe im Bereich der
Wechselstromtechnik. Fließt von Blindleistung
einem Erzeuger mehr Energie zu
einem Verbraucher als in diesem
umgesetzt wird, so spricht man
von Blindleistung. Scheinleistung
Wirkleistung
Energieverbrauch ohne Nutzen
Folie 3
7 + 1 Arten der Verschwendung
Ergonomische
Verschwendung physische Blindleistung
(Arbeitsplätze, Arbeitsmittel)
- statische Arbeit
- unphysiologische Bewegungen
- Druck, Wärme
psychische Blindleistung
(Mensch-Technik-Interaktion)
- „umdenken“
- „drandenken“
- Dequalifikation
Lean production - Verschwendung reduzieren
Folie 4
7 + 1 Arten der Verschwendung
Ergonomische kein Technikeinsatz
Verschwendung
kurzfristige Betrachtungen
ungeeignetes statische Körperhaltungen
Werkzeug
ungünstige Bewegungsbahnen
ungünstige
Greifbedingungen wenig Denkanforderungen
keine Erwartungs- keine Altersanpassung
konformität
erschwerte Arbeitsmittelbenutzung
Exoskelette?
Lean production - Verschwendung reduzieren
Folie 5
Menschliche Arbeitskraft zielgerichtet einsetzen
maba – maba - Listen
(men are better at – machines are better at)
Funktionen, die die Maschine Funktionen, die der Mensch besser
besser bewältigen kann bewältigen kann
1. Kraft / Leistung bei großer 1. Flexibilität und Improvisation
Präzision 2. Strategiewechsel
2. Exakte Wiederholung von 3. Räumliche Wahrnehmung
Prozessen (Raumtiefe und Formen)
3. Ja – nein- Entscheidungen 4. Prädiktion und Antizipation
4. Vigilanz 5. Adaption und Lernen
5. Detektion von Signalen 6. Komplexe Entscheidungen in
unvollkommen definierten Situationen
Folie 6
Dauerleistungsgrenze einhalten
Die Dauerleistungsgrenze ist diejenige Grenze, bis zu
der statische oder dynamische Arbeit ohne eine
zunehmende muskuläre Ermüdung erbracht werden
kann, die den vorzeitigen Abbruch der Leistungsabgabe
erzwingt.
Dauerleistungsgrenze: höchste Leistung, die durch einen
durchschnittlich geübten Menschen über 8 Stunden pro Tag
durchgehalten werden kann.:
1. Energieumsatz: Für Schwerarbeit liegt die Dauerleistungsgrenze
für Männer bei ca. 16,5 bis 17,5 kJ/min (4 bis 4,2 kcal/min), für
Frauen bei ca. 10,8 bis 11,8 kJ/min (2,6 bis 2,8 kcal/min).
2. Pulsfrequenz: Die Dauerleistungsgrenze für den 8-Stunden-Tag
liegt bei 30–35 Pulsschlägen über der Ruhepulsfrequenz.
3. maximale Sauerstoffaufnahme: Beim Untrainierten liegt die
Dauerleistungsgrenze bei 30 % der maximalen Sauerstoff-
aufnahme. (Hochleistungssportler erreichen bis zu 90 %).
Folie 7
Kurz- und Langfristige Effekte
Folie 8Folie 9
Muskelermüdung durch statische Körperhaltungen
Folie 10Regeln:
Statisch ungünstige
Körperhaltungen vermeiden!
Langfristige Wirkungen
berücksichtigen!
Folie 11Erreichbarkeit und Platzverhältnisse
Äußere Maße
orientieren sich an der
kleinsten Person
Innere Maße
orientieren sich an der
größten Person
Folie 12Körpergrößenklassen
1625 1720 Einteilung der Körperhöhen in Körpergrößenklassen
1650 1750 (Werte der Altersgruppe 18-65 Jahre in mm nach
DIN 33402-2:2007-05)
Frauen Männer
1535 1855
90 % der Frauen
5. Perzentil 50. Perzentil 95. Perzentil Frau
5. Perzentil 50. Perzentil 95. Perzentil Mann
ca. 95 Prozent der männlichen und weiblichen Nutzergruppe
Folie 13Regionale Unterschiede
Japan Süd-Ost-Europa Deutschland Nordeuropa
Süd-Ost-Afrika Nordamerika Australien
Folie 14Proportionale Unterschiede
Sitzzwerg normale Arme
Sitzriese
langer Rumpf kurzer Rumpf
normal kurze Arme
kurze Beine lange Beine lange Arme
Folie 15Nutzung des Greifraums
Anatomisch maximaler Greifraum:
• Maximal ausgestreckte Arme
• Mitbewegung des Schultergelenks
Physiologisch großer Greifraum:
• Weitgehend ausgestreckte Arme
• Keine Mitbewegung des Schultergelenks
• Ca. 10 % kleiner als anatomisch maximaler
Greifraum
Physiologisch kleiner Greifraum:
• Oberarme entspannt herabhängend
• Unterarme abgewinkelt
• Keine Mitbewegung des Schultergelenks
Folie 16Anordnung im horizontalen Greifraum
Folie 17Regeln:
Körpermaße berücksichtigen!
Arbeitsplätze vollständig
einrichten!
Bewegungen an den
Gelenkpunkten orientieren!
Folie 18Altersadäquate Arbeit
Quelle: Falkenstein 2011
Folie 19Alterssensitivität der Beleuchtung
• Mit zunehmenden Alter lässt die Elastizität der Augenlinse nach. Etwa ab dem
40. Lebensjahr beginnt die sogenannte Alterssichtigkeit (Presbyopie).
• Die Sehfähigkeit eines 60-Jährigen beträgt gegenüber einem 20-Jährigen nur noch
75%. Für die gleiche Sehleistung brauchen ältere Menschen mehr Licht als jüngere.
Die Unterschiede schwinden aber bei wachsendem Beleuchtungsniveau.
Quelle: Szymanski, 2008
Folie 20Denkanforderungen
Repetitive Arbeit mit wenig Herausforderungen lässt das Gehirn schneller altern
Ältere Teilnehmer, die seit vielen Jahren stumpfe, eintönige
Arbeit am Fließband verrichten, sind im Kopf deutlich
schneller gealtert als ihre Kollegen mit gleicher Ausbildung,
aber anregenden Tätigkeiten. Anhand der EEG erkannte
Falkenstein sogar: Geistig ähneln ältere Nicht-Fließband-
Arbeiter, deren Arbeitsleben recht abwechslungsreich ist, viel
eher den jungen Arbeitern, als ihren gleichaltrigen Kollegen
am Fließband. Die Schwachstelle im Gehirn der älteren
Fließbandarbeiter ist vor allem das Arbeitsgedächtnis.
Prof. Dr. Michael Falkenstein, Dortmund 2010
Folie 21Regeln:
Arbeit alterns- und
altersgerecht gestalten!
Arbeitsinhalte an die
Qualifikation anpassen!
Folie 22Arbeitsmittelbenutzung einfach machen
Stuhleinstellung
Problem: richtige Höheneinstellung des Stuhls
Lösung: farbige Markierungen für jede Person
Folie 23Hohe Flächenpressung + Relativbewegung vermeiden
Folie 24Hohe Flächenpressung vermeiden:
Anpassung der Werkzeugform an die menschliche Hand
Folie 25Form- und Reibschluss
Formschluß Reibschluß
FN
F = Aktionskraft F FR = m • FN
Unmittelbare Mittelbare Kraftübertragung
Kraftübertragung (über Reibungskraft)
Folie 26Angepasste Handhaltung
30° 15°
75° 60° d
b a c 75° 90°
e f
a) Dorsalextension c) Ulnarabduktion e) Supination
b) Volarflexion d) Radialabduktion f) Pronation
35°- 40° 45°- 60°
65° - 90° im Finger-
endgelenk
110° - 130° im Finger-
mittelgelenk
110° - 120° im Finger-
grundgelenk
Adduktion - Opposition -
Abduktion Reposition
Folie 27Zuordnung: Arbeitsaufgabe - Griff
Kontakt - Griff Zufassungs - Griff Umfassungs - Griff
1 Finger 2 Finger 2 Finger
Daumen
gegenüber- Daumen
gestellt quergestellt
Daumen 3 Finger 3 Finger
Daumen gegen-
gleichverteilt übergestellt
Hand 5 Finger 4 Finger
Daumen gegen-
gleichverteilt übergestellt
Handkamm Hand Hand
Folie 28Regel:
Arbeitsmittel an den
Menschen anpassen!
Form und Funktion muss
zusammenpassen!
Folie 29Mentale Modelle: wissen, wie etwas funktioniert
(“Drandenken“ vermeiden)
Mentale
Mobile Modelle
Geräte
Geräte
=
Implizites Wissen des
Benutzers über die Bedienung
seiner technische Geräte
Folie 30Kompatibilität sicherstellen – „Umdenken“ vermeiden
vom Benutzer weg
zum Benutzer hin mehr
plus
weniger an
minus
aus
nach oben
mehr
nach oben plus
mehr an
plus
an
nach unten
nach unten weniger
weniger minus nach links: nach rechts:
minus aus
aus • weniger • mehr
• minus • plus
• aus • an
Quelle: Neumann und Timpe, 1970
Folie 31Regeln:
Mentale Modelle
berücksichtigen!
Sinnfälligkeit, Kompatibilität
und Codierung sicherstellen!
Folie 32Exoskelette – neue Möglichkeiten der Unterstützung von Menschen
50
40 60
30
70
20 80
10 90
0 100
Beanspruchungs- Leistungsunterstützung
reduktion
Folie 337 + 1 Arten der Verschwendung
Ergonomische
Verschwendung physische Blindleistung
(Arbeitsplätze, Arbeitsmittel)
- statische Arbeit
- unphysiologische Bewegungen
- Druck, Wärme
psychische Blindleistung
(Mensch-Technik-Interaktion)
- „umdenken“
- „drandenken“
- Dequalifikation
Lean production - Verschwendung reduzieren
Folie 347 + 1 Arten der Verschwendung
Ergonomische kein Technikeinsatz
Verschwendung
kurzfristige Betrachtungen
ungeeignetes statische Körperhaltungen
Werkzeug
ungünstige Bewegungsbahnen
ungünstige
Greifbedingungen wenig Denkanforderungen
keine Erwartungs- keine Altersanpassung
konformität
erschwerte Arbeitsmittelbenutzung
Exoskelette?
Lean production - Verschwendung reduzieren
Folie 35Wirtschaftlichkeitsaspekte
Kosten
Verbesserung
des break-even
Fixkosten
Reduzierung der Fixkosten durch
Eliminierung von Verschwendung (langfristig)
Erhöhung der Wertschöpfung durch Stückzahl
zielgerichteten Technikeinsatz
(den Menschen zielgerichtet einsetzen)
Folie 36Checkliste
2 Mensch-Maschine-Interaktion
1 Maßliche und kräftemäßige Gestaltung Wahrnehmung, Feedback
• Was kann der Mitarbeiter wahrnehmen? (sehen, hören,
Sichtbarkeit anfassen)
• Was muss der Mitarbeiter sehen können?
• Hat er freie Sicht? Interpretation, Entscheidung
• Welche Stereotypien sind relevant?
Körperhaltungen, Bewegungen • Besteht ein Fehlerrisiko, können Missverständnisse auftreten?
• Position der Hände, Werkstücke und Arbeitsmittel? • Besteht Fehlertoleranz?
Haltung der anderen Körperteile? •
• Welche Bewegungen sind notwendig? Wissen, Kompetenzen
• Entspricht die Körperhaltung den menschlichen • Welche Fachkenntnisse und Kompetenzen sind erforderlich?
Erfordernissen? • Gibt es technische Referenzsysteme und klare
Qualitätsanforderungen?
Erreichbarkeit, Platz, Abmessungen
• Erreichbarkeit gut? Zuverlässigkeit, Ausführungszeit
• Ausreichend Platz für die Tätigkeiten? • Besteht ein Fehlerrisiko?
• Bereich 5. - 95. Perzentil berücksichtigt?
• Links- oder Rechtshänder? 3 Arbeitsumgebung und organisatorische Gestaltung
Präzision und Kraft Physische Bedingungen (Geräuschpegel, Licht, Vibrationen, usw.)
• Entspricht die Kraft den menschlichen • Grenzwerte eingehalten?
Leistungsvoraussetzungen?
• Abstützmöglichkeiten? Räumliche Organisation
• Kein Verletzungsrisiko? • Welcher Platz ist notwendig? (Arbeit, Vorbereitung, Lagerung)
• Welcher Transport ist notwendig? (Art, Häufigkeit)
Anzahl der Aktionen, Ausführungszeit
• Wie viele Aktionen sind notwendig und wie viel Zeit Arbeitsorganisation
steht dafür zur Verfügung? • Gibt es eine Beschreibung der Abläufe mit Zeitangaben?
Folie 37Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Martin Schmauder
Professur Arbeitswissenschaft
Institut für Technische Logistik und Arbeitssysteme
TU Dresden
01062 Dresden
Tel.: ++49 (0)351 463-38510
Fax: ++49 (0)351 463-37283
E-Mail: martin.schmauder@tu-dresden.de
www.tu-dresden.de/mw/tla
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