T. Bleyer, U. Hold, U. Rademacher, A. Windel
als Grundlage einer ergonomischen Produktbewertung
– Fallbeispiel Schaufeln
Forschung Projekt F 2116 – Teil 2
T. Bleyer U. Hold U. Rademacher A. Windel
Belastungen des Hand-Arm-Systems als Grundlage einer ergonomischen Produktbewertung – Fallbeispiel Schaufeln
Dortmund/Berlin/Dresden 2008
Diese Veröffentlichung ist Teil des Projektes „Entwicklung eines Kompendiums zur Anwendung der Ergonomie und Prüfung der Gebrauchstauglichkeit von Produkten“ – Projekt F 2116 – im Auftrag der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin.
Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.
Autoren: Dipl.-Ing. M. Sc. Tobias Bleyer Dipl.- Ing. Ulrich Hold
Dipl.-Ing. Udo Rademacher Dr. Armin Windel
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Dortmund Herausgeber: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
Friedrich-Henkel-Weg 1 - 25, 44149 Dortmund Telefon: 0231 9071-0
Telefax: 0231 9071-2454
E-Mail: poststelle@baua.bund.de Internet: www.baua.de
Berlin:
Nöldnerstr. 40 - 42, 10317 Berlin Telefon: 030 51548-0
Telefax: 030 51548-4170 Dresden:
Proschhübelstr. 8, 01099 Dresden Telefon: 0351 5639-50
Telefax: 0351 5639-5210
Alle Rechte einschließlich der fotomechanischen Wiedergabe und des auszugsweisen Nachdrucks vorbehalten.
Abstract 6
Résumé 7
1 Einleitung 8
1.1 Hintergründe 9
1.2 Ziele 9
1.3 Aufgaben 10
2 Grundlagen 11
2.1 Ergonomie 11
2.2 Anthropometrie 13
2.2.1 Perzentile 15
2.2.2 Bewegungsbereiche 15
2.3 Belastungsanalyse 18
2.3.1 OWAS 19
2.3.2 AET 19
2.3.3 MTM 20
2.3.4 MTM-Ergonomics 21
2.3.5 Fazit 22
3 Produktbewertung 22
3.1 Beobachtungssituation generieren 24
3.1.1 Nutzergruppen 24
3.1.2 Bestimmungsgemäßer Gebrauch 25
3.1.3 Nutzungskontext 25
3.1.4 Szenario 26
3.1.5 Bedienung 26
3.2 Beobachtung durchführen 26
3.2.1 Sensorik 27
3.2.2 Telemetrie 31
3.2.3 Videotechnik 32
3.2.4 Software 32
3.3 Daten analysieren 33
3.4 Kategorie bewerten 34
4 Anwendungsbeispiel 35
4.1 Untersuchungsobjekte 35
4.1.1 Gebogene Schaufel 36
4.1.2 Klassische Schaufel 38
4.2 Anwendung der Methode 38
4.2.1 Beobachtungssituation generieren 38
4.2.2 Beobachtung durchführen 41
4.2.3 Daten analysieren 44
4.2.4 Kategorie-Bewertung 45
5.1 Versuchspersonen 45
5.2 Befragungsergebnisse 48
5.2.1 Biographie 48
5.2.2 Arbeitsmittel 49
5.3 Plausibilitätsüberprüfung 52
5.3.1 Kriterien 52
5.3.2 Nachweise 54
5.4 Messergebnisse 56
5.4.1 Normalstellungen 57
5.4.2 Bewegungsbereiche 59
5.4.3 Nutzungskontext 62
6 Diskussion 75
6.1 Untersuchungsobjekte 75
6.2 Methodik 76
6.2.1 Versuchspersonen 77
6.2.2 Messtechnik 78
6.2.3 Datenauswertung 78
6.2.4 Bewertungskriterien 79
6.2.5 Methodenqualität 81
7 Ausblick 83
8 Literaturverzeichnis 86
9 Abbildungsverzeichnis 91
10 Tabellenverzeichnis 92
Anhang 93
einer ergonomischen Produktbewertung – Fallbeispiel Schaufeln
Kurzreferat
Die ergonomische Qualität von Arbeitsmitteln bzw. die Gebrauchstauglichkeit von Produkten wird durch eine Vielzahl Faktoren bestimmt. Diese lassen sich im Wesent- lichen auf die Kategorien Dialoggestaltung, Griffe und Greifflächen, Bedien- und Stellteile, Anzeigen und Beschriftungen sowie Bewegungsabläufe und Körperhaltun- gen zurückführen. Schwerpunkt dieser Arbeit bilden Körperhaltungen und Bewegun- gen insbesondere des Hand-Arm-Systems. Diese werden durch die Nutzung eines Arbeitsmittels wesentlich mitbestimmt und sollen daher zur ergonomischen Produkt- bewertung herangezogen werden.
Ausgehend von den Grundlagen der Ergonomie (Anthropometrie und Biomechanik) werden die wichtigsten Zusammenhänge und Grundlagen erläutert, die für eine Pro- duktprüfung erforderlich sind. Hierzu wird ein Bewertungsschema vorgestellt, mit dessen Hilfe Belastungen des Hand-Arm-Systems kategorisiert und bewertet wer- den. Das zentrale Element dieser Form der Gebrauchstauglichkeitsprüfung bildet der Nutzungskontext. Vor diesem Hintergrund wird eine Methodik vorgestellt, die die Belastungsbewertung unterstützen und auf Grund ihrer Systematik zielgerichtet durch den Prozess der Produktbewertung führen soll. Die Bewertung beschränkt sich bewusst auf Belastungen des Hand-Arm-Systems, die jedoch nur als Teilsystem einer komplexen Gesamtbeurteilung von Produkten anzusehen ist.
Ziel ist es, eine möglichst effiziente, zielgerichtete und praxistaugliche Methode zu erarbeiten. Anhand zweier unterschiedlich gestalteter Schaufeln wird die Methodik praxisnah vorgestellt und erprobt. Abschließend werden Möglichkeiten zur Optimie- rung und Validierung diskutiert.
Schlagwörter:
Bewegungsanalyse, Körperhaltungen, Hand-Arm-System, Schaufel, Handwerkzeug, Produktbewertung, Gebrauchstauglichkeit, Ergonomie
Stresses and strains on the hand-arm-system as basis of an ergonomic product rating –
case study shovels
Abstract
The ergonomic quality of work equipment and the usability of products is determined by various factors. These factors can be subdivided into the categories dialogue design, handles and gripping surfaces, control and regulating elements, displays and labels and motion sequences and postures. This study focuses on postures and movements especially of the hand-arm-system. Postures and movements of the hand-arm-system are considerably co-determined by the use of certain tools. These tools are therefore to be rated under ergonomic aspects.
Based on the principles of ergonomics (anthropometry and biomechanics) the most important contexts and backgrounds that are required for a product testing are explained. For this purpose an evaluation scheme is presented by which stresses and strains on the hand-arm-system can be categorised and rated. The central ele- ment of this form of usability testing is the context of use. Against this background a method is introduced that is supposed to support the stress rating and, based on its systematics, to guide through the process of the product rating in a targeted manner.
This rating is deliberately limited to the strains and stresses of the hand-arm-system and it is, however, to be regarded as only one part of a complex general rating of products.
It is our aim to develop a most efficient, targeted and practicable method. By the aid of two shovels of varying design the method is presented and tried out under real-life conditions. Finally, possibilities of optimisation and validation are going to be dis- cussed.
Key words:
motion study, posture, hand-arm-system, shovel, hand tool, product testing, usability, ergonomics
d'une estimation de produit ergonomique – Exemple de cas: des pelles
Résumé
La qualité ergonomique de moyens de travail ou l'aptitude à l'emploi de produits se détermine à partir de nombreux facteurs. Ceux-ci se laissent essentiellement ramener aux catégories systèmes de dialogue, surfaces de poignées et de préhension, éléments de commande et de réglage, affichages et marquages ainsi que mouvements de travail et postures. Le point essentiel de ce travail est constitué par les postures et les mouvements en particulier du système main-bras. Ceux-ci sont principalement influencés par l'utilisation d'un moyen de travail et doivent par conséquent être pris en considération pour l'estimation ergonomique de produit.
En partant des fondements de l'ergonomie (anthropométrie et biomécanique), on explique les principaux rapports et fondements qui sont nécessaires pour un contrôle de produit. La présentation d'un schéma d'évaluation s'y rapportant a lieu. Les contraintes du système main-bras sont catégorisées et évaluées avec son aide.
L'élément central de cette forme de contrôle de l'aptitude à l'emploi est formé par le contexte d'utilisation. Sur cet arrière-plan, on présente une méthodologie qui doit aider à l'évaluation de la contrainte et qui, en raison de son aspect systématique, doit guider de façon pertinente dans le processus de l'évaluation de produit. L'évaluation se limite consciemment aux contraintes du système main-bras qu'il ne faut cependant considérer que comme un système partiel d'un jugement de produits complexe complet.
Le but est d'élaborer une méthode aussi efficace, directe et apte à la pratique que possible. La méthode est présentée et mise à l'essai dans la pratique à partir de deux pelles de conception différente. Pour terminer, nous discuterons des possibilités d'optimisation et de validation.
Mots clés:
méthode/analyse de mouvement, postures, système main-bras, pelle, outil à main, évaluation de produits, aptitude à l'emploi, ergonomie
1 Einleitung
Die vorliegende Arbeit entstand als eigenständiges Themengebiet im Rahmen des Eigen- und Fremdforschungsprojektes „Entwicklung eines Kompendiums zur Prüfung der ergonomischen Qualität (Gebrauchstauglichkeit) von Produkten“ (F 2116) der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA), Fachgruppe Ergonomie, und des TÜV Rheinland Product Service (TRPS). Die Ergebnisse des Projektes, wie auch dieser Arbeit, werden als zukünftige Basis ergonomischer Bewertungen unter- schiedlicher Arbeitsmittel verstanden und dienen der Optimierung von Produktprüfun- gen. Die im Folgenden vorgestellten Methoden und Vorgehensweisen fügen sich in die vorgesehenen Strukturen des genannten Kompendiums (Abb. 1.1) ein und sind als Teil einer Verfahrensanweisung zu verstehen.
Bereits im Rahmen eines Projektes zur ergonomischen Optimierung von Tragehilfen im Rettungsdienst (MÜLLER-ARNECKE et al., 2006) wurde eine Methodik gesucht,
die es ermöglichte, zunächst ohne umfangreiche Messtechnik in vorhandenen Vide- Abb. 1.1 Übersicht über das Ergonomie-Kompendium (TRPS/BAUA, 2007)
Abb. 1.1 Übersicht über das Ergonomie-Kompendium (TRPS/BAUA, 2007)
einer geeigneten Methodik zur Einschätzung des Bewegungsablaufs des Hand-Arm- Systems im realen Nutzungskontext wurde zum Anlass genommen, in Anlehnung an die Systematik bekannter Verfahren, beispielsweise OWAS (siehe Kapitel Belas- tungsanalyse), eine derartige Methodik zu erarbeiten. In der vorliegenden ersten Fas- sung wurde mittels einfacher Kodierungen bzw. Klassifizierungen Gelenkwinkel von Händen und Armen beschrieben, um Belastungen zu bewerten und eine ergonomi- sche Produktbewertung vorzunehmen.
1.1 Hintergründe
Das Hand-Arm-System stellt eine wesentliche Schnittstelle im Umgang mit Arbeits- mitteln dar. Anatomisch bedingt sind Bewegungsräume und -winkel begrenzt, und es lassen sich günstige und ungünstige sowie belastende und weniger belastende Kör- perhaltungen identifizieren. Wissenschaftliche Quellen und Normen weisen für die verschiedenen Bewegungsrichtungen von Händen und Armen Grenzbereiche aus.
Zur Untersuchung der Gebrauchstauglichkeit unterschiedlicher Arbeitsmittel können mittels Benutzertests Belastungssituationen untersucht und bewertet werden. Es wird zukünftig auf ein „Ergonomie-Kompendium“ (E/F 2116, BAuA Dortmund, 2006) zurückgegriffen werden, das es ermöglicht, unterschiedliche Produkte auf ihre ergo- nomische Qualität hin zu überprüfen. Typische Prüfkategorien erfassen neben
„Griffe/Greifflächen“, „Bedien-/Stellteile“, „Anzeigen/Beschriftungen“ und „Dialogge- staltung“ insbesondere „Körperhaltungen/Bewegungsabläufe“ bei der generellen Handhabung von Arbeitsmitteln beziehungsweise Griffen und Stellteilen. Die in die- ser Arbeit vorgestellte Methodik unterstützt die systematische Erfassung und Bewer- tung von Haltungen des Hand-Arm-Systems zum Zweck der ergonomischen Produkt- bewertung. Sie kann gewichtet und zur ergonomischen Gesamtbewertung eines beliebigen Produktes mit einer solchen Schnittstelle herangezogen werden.
1.2 Ziele
Ziel dieser Arbeit ist es, die vorhandenen Methoden um ein praxisnahes und ökono- misch anwendbares Verfahren zu ergänzen. Die Methode soll es ermöglichen, zuver- lässig und schnell anhand der Stellungen des Hand-Arm-Systems die ergonomische Qualität von Arbeitsmitteln, zumindest in Teilen, zu bestimmen. Sinn der Einführung einer derartigen Methode ist es, systematisch und Ziel führend eine „gute“ Beurtei- lung auch in speziellen Anwendungsfällen vornehmen zu können. Die Auswertung und Analyse soll anhand eines objektiven Bewertungsmaßstabes erfolgen, der sich an unterschiedlichen Nutzergruppen und Nutzungskontexten orientiert. Videomate- rial, das synchron mit Winkelmessungen am Hand-Arm-Systems aufgezeichnet wird, soll hinsichtlich Stellungen und Belastungen des Hand-Arm-Systems auswertbar wer- den. Die Analyse beliebigen Bildmaterials, ohne konkrete Messwerte und Messappa-
raturen, ist ebenso vorgesehen.
Einzelne Schnittstellen, Griffe und Stellteile, sowie deren charakteristische Merkmale (Abmessung, Form etc.) lassen sich zur Zeit gut, aber vorwiegend isoliert bewerten.
Die Handhabung, auch in Kombination zweier oder mehrerer dieser Schnittstellen, z. B. Griff einer Bohrmaschine und Drehzahlregler, kann sehr komplex sein. Eine der- artige Bewertung ist entsprechend aufwendig. Die Methodik soll daher als Bindeglied zwischen objektiver Messung und subjektiver Einschätzung die Frage beantworten, ob ein Produkt ungünstige Körperhaltungen und Bewegungsabläufe erzwingt oder eine ergonomische Handhabung begünstigt.
Da die ergonomische Produktqualität im Vordergrund der Methode steht, ist eine Ein- schätzung von Arbeitsabläufen zur Gefährdungsbeurteilung oder zur Ableitung von Maßnahmen zur Arbeitsablauf- oder Arbeitsplatzgestaltung nicht vorgesehen. Die Beurteilung repetetiver Tätigkeiten ist ebenfalls nicht geplant. Vielmehr ist die Gene- rierung von Beobachtungssituationen vorgesehen, die dem realen Nutzungskontext und dem bestimmungsgemäßen Gebrauch entsprechen. Die Methodik soll somit eher zur Verbesserung der Effektivität und Effizienz der Arbeitsmittelgestaltung als zur Arbeitsplatzgestaltung (wie z. B. MTM-Ergonomics o. ä.) beitragen.
1.3 Aufgaben
In einer einführenden Literaturrecherche werden zunächst Informationen zu Anatomie und Biome- chanik des Hand-Arm-Systems sowie zu ver- gleichbaren Methoden gesammelt. Darauf auf- bauend wird eine erste Modellierung der Metho- dengrundsätze vorgenommen. Diese werden vor- aussichtlich aus vier aufeinander aufbauenden Schritten bestehen, die entsprechende Arbeitspa- kete bedingen: Beobachtungssituation generie- ren, Beobachtung durchführen, Daten analysie- ren, Kategorie bewerten. Es sind daher unter anderem die bisher verwendeten Bewertungs- maßstäbe zu verifizieren bzw. zu berichtigen und entsprechend zu ergänzen. Es wird des Weiteren ein praktikabler Bewertungsmaßstab erarbeitet, der den Belastungszustand des Hand-Arm-Sys- tems wiedergibt. Dem Bewertungsmaßstab wird eine Datenbasis zu Grunde liegen, in der die wichtigsten Analysekriterien, wie Geschlecht, Per- zentil, Händigkeit, Körperteile etc. erfasst sind.
Für die Erprobung der Methodik in Laborversu- chen wurden zwei Arbeitsmittel ausgewählt, die sich durch ihren geringen Technisierungsgrad und
Abb. 1.2 Versuchsobjekte Abb. 1.2 Versuchsobjekte
zeichnen. Die Wahl fiel auf eine klassische Schaufel (Abb. 1.2, rechts), wie sie vor- wiegend im Baugewerbe zu finden ist. Neben dieser traditionell gestalteten Form führte eine Recherche nach ergonomischen Arbeitsmitteln zu einem geeigneten Referenzobjekt, das sich durch eine deutlich abweichende Formgebung als zweites Versuchsobjekt (Abb. 1.2, links) auszeichnet.
2 Grundlagen
Das Kapitel Grundlagen soll in Kürze die Begriffe Ergonomie, Anthropometrie und Belastungsanalyse erläutern sowie deren Bedeutung im Rahmen dieser Arbeit bzw.
als Basis einer Produktbewertung aufzeigen.
2.1 Ergonomie
Bereits der Titel des schon genannten Ergonomie-Kompendiums, in dessen Rahmen diese Arbeit entstand, enthält zwei bedeutsame Begriffe: „Ergonomie“ und
„Gebrauchstauglichkeit“. Beide Begriffe finden in der Produktbewertung, und damit auch in dieser Arbeit, Verwendung. Die Ergonomie als „... wissenschaftliche Diszi- plin, die sich mit dem Verständnis der Wechselwirkungen zwischen menschlichen und anderen Elementen eines Systems befasst, und der Berufszweig, der Theorie, Prinzipien, Daten und Methoden auf die Gestaltung von Arbeitssystemen anwendet, mit dem Ziel, das Wohlbefinden des Menschen und die Leistung des Gesamtsystems zu optimieren.“ (DIN EN ISO 6385, 2004). DIN 66050 (1980) beschreibt die Gebrauchstauglichkeit wie folgt: „Die Gebrauchstauglichkeit eines Gutes ist dessen Eignung für seinen bestimmungsgemäßen Verwendungszweck, die auf objektiv und nicht objektiv feststellbaren Gebrauchseigenschaften beruht und deren Beurteilung sich aus individuellen Bedürfnissen ableitet.“ Gebrauchstauglichkeit beschreibt folg- lich in der Regel eine Produkteigenschaft, während der Begriff „Ergonomie“ die ent- sprechende wissenschaftliche Disziplin bezeichnet. Dies bildet die Basis für die in Kapitel 4 vorgestellte Form der Produktbewertung anhand der Belastungen des Hand-Arm-Systems.
Zunächst sind im Rahmen der zum Einsatz kommenden Methode die Ergonomie- Teildisziplinen Anatomie, Biomechanik und Anthropometrie von Bedeutung. Andere Fachgebiete wie die Bedeutung mentaler und kognitiver Prozesse, z. B. Wahrneh- mung und Gedächtnis, oder Fragen der Organisationsergonomie (Arbeitsabläufe, Arbeitsaufteilung etc.) finden hier keine Berücksichtigung.
In den folgenden Abschnitten werden in kurzer Form die wesentlichen Grundlagen der Ergonomie aufgezeigt, die für die spezielle Form der Produktbewertung, nämlich anhand der Belastungen des Hand-Arm-Systems, bedeutsam sind. Im Wesentlichen ist dies die Gestaltung der Schnittstelle Mensch-Arbeitsmittel. Die damit verbundenen
Auswirkungen auf das Gesamtsystem Mensch sind in diesem Zusammenhang zu bewerten. Dabei sind keine bis geringe Auswirkung das anzustrebende Ziel in der Produktgestaltung und daher der Maßstab für eine ergonomische Produktbewertung.
Je geringer die Belastungen die ein Produkt, im Beispiel also ungünstige Körperhal- tungen der oberen Extremitäten (Hand, Arm und Schulter), hervorruft, desto besser ist das Produkt hinsichtlich der menschlichen Eigenschaften, Fertigkeiten und Fähig- keiten gestaltet. Als Beurteilungskriterien eignen sich unterschiedliche Kenngrößen.
Neben der Muskelaktivität, d. h. der Belastung der Muskeln, spielen die Gelenkwinkel und die Einhaltung der Bewegungsbereiche, eine Rolle.
Die Beurteilung der ergono- mischen Qualität stützt sich demnach auf die Frage, wodurch ergonomisch gestal- tete Arbeitsmittel gekenn- zeichnet sind. Anhand einiger einfacher Beispiele, d. h.
wichtiger Gestaltungsgrund- sätze (BULLINGER, 1994;
LAURIG, 1992), soll dies erläutert werden. Sie zeigen in der Hauptsache Konstruk- tionen von Griffen, die als Hauptschnittstelle zwischen Hand-Arm-System anzuse- hen sind. Über sie nimmt der Nutzer Kontakt auf, so dass hier zunächst der Griffdurch- messer und seine Länge aber auch die Oberfläche und das Material von Bedeutung sind. Sofern es die Aufgabe eines Arbeitsmittels ist, es bewegen zu müssen, z. B.
Anheben einer Schaufel, so überträgt das Hand-Arm-Sys- tem Bewegungen über die Griffe auf das Hand-Arm- System. Aber auch in entge-
gengesetzter Richtung werden Bewegungen oder Lasten des Arbeitsmittels (z. B.
Schwingungen oder Rückstellkräfte einer Bohrmaschine) über die Griffe auf das Hand-Arm-System übertragen und vom Körper aufgenommen. Es ist daher von besonderer Bedeutung, diese Übertragungswege an die menschlichen Gegebenhei- ten, d. h. Belastbarkeit der Muskeln, Sehnen und Gelenke anzupassen.
BULLINGER (1994) gibt einige Beispiele zur Gestaltung von Griffen und Greifflächen und zeigt anhand unterschiedlicher Konstruktionen die Auswirkungen auf den Men- schen bzw. das Hand-Arm-System. Es ist deutlich zu erkennen, dass verschiedene Abb. 2.2 Falsche und richtige Bewegungszuordnung
– Zeichenmaschine (BULLINGER, 1994) Abb. 2.1 Falsche und richtige Bewegungszuord-
nung – Behältergriff (BULLINGER, 1994)
Abb. 2.2 Falsche und richtige Bewegungszuordnung – Zeichenmaschine (BULLINGER, 1994) Abb. 2.1 Falsche und richtige Bewegungszuord-
nung – Behältergriff (BULLINGER, 1994)
gen die Körperhaltungen deutlich beeinflussen. So erscheint es sinnvoll, die Gelenkwinkel, die während der Nutzung auftreten, als Maß für die Belastung aufzu- greifen. Schließlich sollte sich in einem weiteren Schritt an der Höhe der Belastungen die ergonomische Qualität respektive Gebrauchstaug- lichkeit des Arbeitsmittels, zumindest in Teilen, bewer- ten lassen. Abbildungen 2.1
bis 2.3 zeigen sowohl falsche als auch richtige Bewegungszuordnungen an unter- schiedlichen Arbeitsmitteln und Produkten. In Abbildung 2.1 ist deutlich zu erkennen, dass unterschiedliche Positionierungen eines Behälters im Raum unterschiedliche Gelenkwinkel an der Hand hervorrufen, von denen sich eine als günstige und die übrigen als ungünstige erweisen. Gleiches zeigt das Beispiel des bedingt frei beweg- lichen Griffes an einer Zeichenmaschine. Befinden sich Drehachse und Unterar- machse in einer Linie, so ist davon auszugehen, dass die auftretenden Gelenkwinkel den Normalstellungen des Handgelenkes entsprechen. Diese zeigen sich insbeson- dere im unbelasteten Zustand jeglicher Gelenke und können daher als günstig ange- sehen werden. Ermöglicht ein Produkt bei beliebiger Nutzung Winkel nahe der Nor- malstellung, so ist dies wenig belastend, folgt der natürlichen Haltung und kann als ergonomisch angesehen werden. Deutlich zu erkennen ist dies an der Kombizange (Abb. 2.3). Durch Abwinkeln der Griffhälften werden natürliche Körperhaltungen unterstützt.
2.2 Anthropometrie
Die ergonomische Qualität von Produkten und Arbeitsmitteln hängt wie beschrieben entscheidend von ihrer Anpassung an Körpermaße, Körperformen und den Bewe- gungsumfang der Nutzer ab. Für die Produktbewertung sind die genannten Größen demnach von großer Bedeutung. Da sie individuell verschieden sind, aber auch über gewisse Benutzergruppen ähnliche Größenordnungen aufweisen, empfiehlt es sich, sie zum Teil zusammenzufassen. Dies und ihre generelle Beschreibung ist Aufgabe der Anthropometrie. Da sie die Grundlage für eine Produktbewertung sind, werden sie im Folgenden näher erläutert.
Für die Bewertung von Körperhaltungen ist es wichtig, einheitliche Beschreibungen für Bewegungen und Körperachsen zu nutzen. Im Folgenden sollen zunächst die in diesem Zusammenhang gebräuchlichen Bezeichnungen (Tab. 2.1) kurz erläutert werden. Sie finden im Rahmen dieser Arbeit häufiger Anwendung.
Abb. 2.3 Falsche und richtige Bewegungszuordnung – Kombizange (BULLINGER, 1994)
Abb. 2.3 Falsche und richtige Bewegungszuordnung – Kombizange (BULLINGER, 1994)
Tab. 2.1 Bewegungen des Hand-Arm-Systems
Körperteil Darstellung Medizinische Bezeichnung Bewegungsrichtung Hand/
Unterarm Pronation Einwärtsdrehung
Supination Auswärtsdrehung
Dorsalflexion Beugung nach oben
Palmarflexion Beugung nach unten
Ulnarabduktion Bewegung zur Handkante
Radialabduktion Bewegung zum Daumen
Oberarm
ventral Zur Körpervorderseite
dorsal Zur Körperrückseite
medial Zur Körpermitte
lateral Zur Seite
Da nicht jedes individuelle Körpermaß berücksichtigt werden kann, ist im Vorfeld eine sinnvolle Auswahl zu treffen, die entsprechende „Eckwerte“ und Extremalstellen abdeckt. Perzentile beschreiben diese Eckwerte. Unterschiedliche Menschen haben natürlich auch unterschiedliche Körpermaße. Es wäre daher nicht praxisnah, jedes Produkt jeweils auf den einzelnen Menschen und seine Körpermaße zu optimieren.
Aus diesem Grund werden Daten von Vergleichsgruppen größerer Personengruppen in den Perzentilen zusammengefasst. Die Perzentilwerte eines bestimmten Körper- maßes (z. B. Körperhöhe, Reichweite, Kopfumfang, Körpermasse etc.) geben an, wie viel Prozent einer Bevölkerungsgruppe unterhalb dieses Maßes liegen.
Aus ergonomischer Sicht ist es sinnvoll, möglichst vielen Personengruppen die opti- male Nutzung eines Arbeitsmittels zu ermöglichen. Dies bedeutet, ein Produkt wird an Maße angepasst, die bei der so genannten „kleinsten Frau“ (dem 5. Perzentil weiblich oder 5.-P.w.) beginnen und beim “größten Mann“ (95. Perzentil männlich oder 95.-P.m.) enden. Meist erfordern diese großen Spannweiten einen ebenso großen Konstruktionsaufwand und im ungünstigsten Fall unterschiedlich große Pro- dukte. Oft beschränken sich daher Konstruktionen lediglich auf mittelgroße Perso- nenkreise, die 50. Perzentile männlich und weiblich. In der Literatur werden in der Regel Körpermaße für die Werte für das 5., das 50. und das 95. Perzentil angege- ben. Beispielsweise liegt nach DIN 33402 Teil 2 (2005) das 95. Perzentil für die Kör- pergröße der Bevölkerungsgruppe Männer, 18-65 Jahre, bei 1855 mm. Dies bedeu- tet, dass 95% dieser Bevölkerungsgruppe 1855 mm groß oder kleiner sind.
2.2.2 Bewegungsbereiche
Die Produktbewertung anhand der Qua- lität der Körperhaltungen orientiert sich an den Bewegungsbereichen einzelner Gelenke des Hand-Arm-Systems (Abb.
2.4). Sie unterscheiden sich entspre- chend der einzelnen Gelenkkonstruktion sowie der möglichen Bewegungsrichtun- gen. Für die zu Beginn dieses Abschnit- tes genannten Bewegungen und Bewe- gungsrichtungen existieren folglich Grenzbereiche, die den Bewegungsum- fang, d. h. Ausgangs- und Endpositio- nen limitieren. Neben Maximalwerten gibt es ebenso Optimalbereiche, in denen vorwiegend die Kraftübertragung maximal bzw. optimal ist. Neben grund- legenden anatomischen Eigenheiten der einzelnen Gelenktypen ergeben sich Einschränkungen der Belastbarkeit durch Einflüsse aus Alter, Geschlecht und Trainiertheit der Personen. Dies führt zu unterschiedlichen Grenzwerten die im Rahmen dieser Arbeit in Versu- chen (siehe Kapitel Ergebnisse) zusam- mengetragen werden. Die aus der Lite-
ratur bekannten Ergebnisse beschränken sich auf allgemein gültige Größen, die sich nicht nach den genannten Kriterien unterscheiden. Ebenso sind keine Faktoren bekannt, die beispielsweise die abnehmende Beweglichkeit älterer Personengruppen berechnen helfen. Es ist jedoch bekannt, dass derartige Phänomene zur Zeit im Rah- men anderer Forschungsprojekte (u. a. F 1299, BAUA) untersucht werden und zukünftig entsprechende Daten vorliegen. Gleiches gilt für einen eingeschränkten Bewegungsumfang bspw. mit Kälteschutzkleidung bekleideter Personen. Es kann
Abb. 2.4 Elemente des Hand-Arm- Systems (BULLINGER, 1994) Abb. 2.4 Elemente des Hand-Arm-
Systems (BULLINGER, 1994)
derzeit also nicht nach Perzentilen unterschieden werden, so dass mit den bisher vorliegenden Grenzwerten das gesamte Nutzerspektrum abgedeckt werden muss.
Für die vorgestellte Methode wird auf gesicherte Daten zugegriffen, die sich je nach Quelle meist nur um wenige Grade unterscheiden. Als wesentliche Quellen sind LANDAU (Arbeitsgestaltung und Ergonomie, 2003), DIN EN 1005 Teil 4 (2005), For- schungsbericht 668 (BAUA, 1992) sowie LANGE (Kleine ergonomische Datensamm- lung, 2006) zu nennen. Die folgenden Tabellen können als Zusammenfassung dieser
Quellen gesehen werden. Sie gelten als Maßstab für die Belastungsbewertungen innerhalb dieser Arbeit und enthalten daher bereits Informationen, deren Bedeutung insbesondere beim Einsatz der vorgestellten Messtechnik zum Tragen kommt (Sen- sorbezeichnung, Vorzeichenkonvention nach Körperseite etc.). Zur Verdeutlichung der Belastungshöhe wurde ein erweitertes Ampelmodell gewählt. Neben der Farbe
„grün“, die einem akzeptablen Winkelbereich entspricht, findet sich mit der Farbe
„weiß“ der optimale bzw. normale Bereich. Die Maximalwerte entstammen der Litera- tur und wurden als Grenze zu schwerbelastenden Winkelbereichen aufgefasst (roter Bereich). Darunter, bis zur halben maximalen Auslenkung (LANDAU, 2003), befindet sich der als deutlich belastend bezeichnete Bereich (gelb). Bis zum halben maxima- len Bewegungsbereich gelten Bewegungen als akzeptabel.
Tab. 2.2 Bewegungsbereiche der Hand
akzeptabel
>50% >100%
Sensor Hand links/rechts 0 1 2 3
>60 (>90)
>60 (>90)
Dorsalflexion (+) >60
Palmarflexion (-) >75
>30
>15 normal
bequem
deutlich belastend
schwer belastend
≤10% ≤50%
Bezeichnung (Vorzeichenkonvention)
Q 110-z
Pronation (rechts + / links -)
≤6 (≤9) ≤30 (≤45) ≤60 (≤90)
Supination (rechts - / links +)
≤6 (≤9) ≤30 (≤45) ≤60 (≤90)
SG 65-y
≤6 ≤30 ≤60
≤7,5 ≤37,5 ≤75
SG 65-x
Ulnarabduktion (rechts - / links +)
≤3 ≤15 ≤30
Radialabduktion (rechts + / links -)
≤1,5 ≤7,5 ≤15
sind in Tabelle 2.2 die Grenzbereiche festgelegt. Es ist zu erkennen, dass die Grenz- werte bei Pronation und Supination nach gestrecktem (Klammerwerte) und gebeug- tem Arm unterschieden werden. Die Bedeutung dieser Unterscheidung im Rahmen der Belastungsbewertung wird im Kapitel Ergebnisse näher untersucht. Flexion und Abduktion weisen keinerlei Besonderheiten auf. Es zeigt sich jedoch eine deutlich geringere Beweglichkeit der Hand bei Bewegungen nach ulnar oder radial.
Als Bewegungsbereiche der Oberarme ergeben sich die in Tabelle 2.3 gezeigten Grenzwerte. Auf Grund der hohen Beweglichkeit von Kugelgelenken zeigen die Oberarme einen sehr großen Bewegungsumfang. Im Gegensatz zu den Handgelen- ken sind bereits aus der Literatur die optimalen sowie die weniger günstigen und ungünstigen Bereiche bekannt und vorgegeben. Auch hier ergibt sich eine vierstufige Skalierung.
Abschließend wird das Ellenbogengelenk betrachtet. Hier zeigt sich eine dreistufige Bewertungsskala (Tab. 2.4), die sich am optimalen Krafteinsatz des Ellenbogens ori- entiert. Die angegeben Winkel weichen von denen der zitierten Quellen ab, da sie bereits auf die Messrichtung des später eingesetzten Sensors bezogen angegeben werden. Es ergeben sich ein optimaler sowie akzeptabler Bereich sowie zwei unter- Tab. 2.3 Bewegungsbereiche der Oberarme
Sensor Oberarm links/rechts 0 1 2 3
SG 150-y
ventral/dorsal 0-20 20-60 >60 <0
SG 150-x
medial/lateral 0-20 20-60 >60 <0
Bezeichnung (Vorzeichenkonvention)
Tab. 2.4 Kraftoptimum des Ellenbogens
optimal akzeptabel ungünstig
Sensor Ellenbogen links/rechts 0 1 2
SG 110-x
60-90 90-115 >115 <60 Bezeichnung
(Vorzeichenkonvention) Flexion-Kraftoptimum (rechts + / links -)
bzw. oberhalb anzusiedelnde ungünstige Bereiche, die einem optimalen Krafteinsatz entgegenstehen. Tabelle 2.5 zeigt eine Übersicht aller relevanten Maße. In den zuge- hörigen Abbildungen (Tab. 2.6) finden sich die jeweiligen Gelenke und Bewegungs- bereiche des Menschen.
Tab. 2.6 Optimale Bewegungsbereiche des Menschen (LANGE, 2006)
Ansicht von oben Ansicht von links Ansicht von vorne
Aus anatomischer Sicht sind die Bewegungen und Gelenkketten weit komplexer (TSOTSIS, 1982 und 1987). Ziel dieser Arbeit ist es jedoch, eine einfache Methodik zur Verfügung zu stellen und zu erproben. Daher wird bewusst dieses stark verein- fachte Modell zu Grunde gelegt. Ob eine derartige vereinfachte Betrachtung und Bewertung sinnvoll ist, soll zum Teil gezeigt werden.
2.3 Belastungsanalyse
Zur Analyse von Bewegungsabläufen und Körperhaltungen, respektive Belastungen durch Arbeitsabläufe, existieren verschiedene Verfahren. Sie unterscheiden sich in ihren Einsatzbereichen, Erfassungsumfang, dem zu erzielenden Genauigkeitsgrad und dem Zeit- und Bearbeitungsaufwand. Einige erfordern umfangreiches Experten- wissen sowie Training, intensive Schulungen und Einarbeitungsphasen, um exakte, aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. Beurteilungsmethoden, Datenbasis und Ergebnisdarstellungen variieren ebenfalls.
Tab. 2.5 Mögliche Bewegungsbereiche des Hand-Arm-Systems (LANGE, 2006)
Nr. Gelenke Bewegung
11 Schultergelenk (Schlüsselbein) schwenken auswärts/einwärts +180...-30 *1 210 0
12 schwenken auf/ab +180...-45 *1 225 0(+15...+35)
13 schwenken vor/zurück +140...-40 *1 180 +40...+90
14 Ellenbogengelenk beugen/strecken +140...0 145 +85...+110
15 Handgelenk schwenken auswärts/einwärts +30...-20 50 0
16 beugen/strecken +75...-60 135 0
17 Schultergelenk/Unterarm drehen links/rechts +130...-120 250 +60...-30
maximale Winkel [°]
maximaler Bereich [°]
bequemer Einstellbereich [°]
Nachteile gegenübergestellt, um schließlich den Nutzen und die Einsatzmöglichkei- ten für die im Rahmen dieser Arbeit zu optimierende Methode zu verdeutlichen. Bei den genannten Verfahren handelt es sich im Wesentlichen um etablierte Verfahren.
Die Beschreibung und Bewertung von Körperhaltungen bzw. Bewegungsabläufen hat in der Arbeitswissenschaft eine lange Tradition. Bereits zu Beginn des 20. Jahrhun- derts wurden Arbeitsabläufe analysiert. Auf dem Gebiet der Arbeitswissenschaften ist daher eine Vielzahl von Analysemethoden, die meist auf Verfahren und Ideen basie- ren, die bereits Gilbreth, Taylor oder Ford ihren Überlegungen seit den 1910er zu Grunde legten. Neuere arbeitswissenschaftliche Verfahren erfassen Körperhaltungen sowie zugehörige Bewegungsabläufe mit dem Ziel, Erkenntnisse über Belastungen und in der Folge Beanspruchungen durch Arbeitstätigkeiten, Arbeitsorganisation oder Arbeitsumfeld und Arbeitsmittel zu gewinnen.
2.3.1 OWAS
Das „OVAKO-Working-Posture-Analysing-System“ OWAS gehört zur Gruppe der Stop-Watch-Verfahren, mit deren Hilfe stichpunktartig Beobachtungen von Arbeitsab- läufen an zufällig ausgewählten Zeitpunkten vorgenommen werden können. Das Ver- fahren kommt überwiegend bei Körperhaltungs- und Belastungsstudien zum Einsatz.
Es verfolgt die kontinuierliche Auswertung von Bewegungsabläufen und die daraus resultierenden Körperhaltungen. In einem Rhythmus von jeweils 0,5 Minuten wird eine Notierung gemäß der OWAS-Codierung vorgenommen (KARHU, 1981; STOF- FERT, 1985). Wenige Grundhaltungen von Rücken, Armen, Beinen und Kopf geben in Kombination ein umfassendes Bild der momentanen Körperhaltung. Jeder Haltung der Körperteile kann eine vierstellige Zahlenkombination zugewiesen werden. Die Auszählung kann per Strichliste in einem Formblatt vor Ort oder anhand von Videoaufzeichnungen erfolgen. Abschließend wird eine statistische Auswertung sowie eine Einstufung der Belastungen anhand von Tabellenwerten vorgenommen.
Das OWAS-Verfahren kann universell eingesetzt werden und unterstützt die Arbeits- gestaltung bzgl. Ablauf- und Arbeitsplatzorganisation. Es kann ebenso für die Belas- tungsanalyse im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung genutzt werden.
Das Verfahren ist sehr übersichtlich, insbesondere im Hinblick auf die qualitative Ein- ordnung der beobachteten Körperhaltungen. Die schnelle, unkomplizierte Bewertung von Belastungen und ungünstigen Körperhaltungsanteilen sowie deren Kombinatio- nen zeichnet das Verfahren aus. Gleichzeitig ist der Genauigkeitsgrad in soweit ein- geschränkt, als dass eine differenzierte Belastungsbewertung des Hand-Arm-Sys- tems, wie sie im Rahmen dieser Arbeit vorgesehen und für die Produktbewertung erforderlich ist, nicht möglich ist. Negativ ist der relativ hohe Zeitaufwand während der Beobachtungen, der mit zunehmender Anzahl der Beobachtungen deutlich steigt.
Ein gewisses Maß an Übung und Training der Beobachter ist ebenfalls erforderlich, jedoch in geringerem Umfang als es die folgenden Verfahren voraussetzen.
2.3.2 AET
Das „Arbeitswissenschaftliche Erhebungsinstrument zur Tätigkeitsanalyse“ (AET) ist ein Arbeitsgestaltungsverfahren, das vorwiegend die Arbeitsgestaltung und Arbeitss- trukturierung unterstützt (ROHMERT und LANDAU, 1979). Es kann zur Arbeitsbe-
wertung herangezogen werden und dient der arbeitsmedizinischen Risikoerkennung und der Technikfolgenabschätzung. Aus verschiedenen Gliederungspunkten, wie Arbeitssystem, Aufgabenanalyse, Anforderungsanalyse etc., werden einzelne Merk- male z. B. physikalische Einflüsse ausgewählt. Anschließend erfolgt eine Beurteilung mit Hilfe des so genannten Einstufungsschlüssels der nach Wichtigkeit, Zeitdauer oder Häufigkeit zusammengestellt wird und die Entwicklung eines Tätigkeitsprofils zum Ziel hat. Die Durchführung der Erhebung erfolgt in Form von Beobachtungsinter- views, d. h. Beobachtung des Arbeitsablaufes und Sammlung weiterer Informationen an verschiedenen innerbetrieblichen Stellen (Arbeiter, Vorgesetzte, Arbeitsplaner etc.). Die Beschreibung des Arbeitssystems und Angaben zum Arbeitsplatzinhaber und zum Beurteiler werden protokolliert.
Für die Darstellung der Ergebnisse finden spezielle AET-Analyseprotokolle Verwen- dung. Sie ermöglichen eine abschließende übersichtliche Darstellung von Tätig- keitsprofilen in Balkendiagrammen. Das Verfahren kann universell eingesetzt wer- den. Besonderer Vorteil ist die Einbeziehung sowohl der Arbeitsplatzinhaber, als auch der Vorgesetzten und anderer betrieblicher Stellen, so dass eine umfangreiche Erfassung von Belastungen am Arbeitsplatz möglich wird, die zudem objektive und subjektive Faktoren erfasst. Das AET greift auf eine große Datenbasis zurück. Von Vorteil ist insbesondere die sehr übersichtliche Auswertungsdarstellung. Als nachtei- lig können die intensive Schulung von Experten und die sehr zeitintensive Durchfüh- rung sowie Vor- und Nachbereitung angesehen werde. Das Verfahren findet eben- falls zur summarischen Bewertung der Arbeitsbelastung Anwendung und ist nicht zum Zweck der Produktbewertung konzipiert.
2.3.3 MTM
„Methods time measurement“ (MTM) ist ein arbeitswissenschaftliches Verfahren zur Arbeitsanalyse und Ermittlung des Zeitbedarfs für bestimmte Bewegungselemente (SEGUR und GILBRETH, 1919-1924; KAMINSKY, 1980). Es gründet sich auf die Zerlegung von Bewegungsabläufen und die Addition standardisierter Einzelzeiten für Bewegungsabläufe z. B. "Hinlangen", "Greifen", "Bringen", "Loslassen", "Gehen". Es kann daher auch als Erhebungsverfahren zur Tätigkeitsanalyse genutzt werden. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt mittels MTM-Standard-Datenkarten. Als bevor- zugte Einsatzschwerpunkte sind industrielle Fertigungen, meist in der Automobilin- dustrie, sowie manuelle Tätigkeiten in der Massenfertigung zu nennen. Insbesondere die Planung und Beurteilung repetitiver Tätigkeiten können mit MTM unterstützt wer- den.
Der langjährige Einsatz des Verfahrens führte zu einer großen Basis empirischer Stu- dien für die unterschiedlichen Bewegungselemente (rund 17.000), die verschiedene Einflussgrößen, z. B. Wege oder auch Gewichte und die Genauigkeit der Zielführung einer Bewegung berücksichtigen. Das gesamte Verfahren beruht jedoch auf nur neun Grundbewegungen und 19 Basisbewegungselementen. Als Nachteile sind die Zeitin- tensität der Beurteilung sowie ein hohes Maß an Erfahrung der Beobachter zu nen- nen. Nicht berücksichtigt werden zeitliche Leistungsverläufe der Beschäftigten.
„MTM-Ergonomics“ ist ein ergänzendes Modul, das eine Erweiterung des ursprüngli- chen MTM-Verfahrens darstellt und eine umfassende ergonomische Bewertung von Arbeitsabläufen sowie eine Arbeitsplatzgestaltung ermöglicht. Dennoch kommt es auf Grund seiner methodischen Konzeption den Zielen dieses Projektes sehr nahe.
Daher wird im Folgenden auf einige Vor- und Nachteile sowie seine Bedeutung für die geplante Methodik eingegangen werden. Basierend auf Informationen der MTM- Gesellschaft lässt sich die grundlegende Idee vom MTM-Ergonomics wie folgt beschreiben: Bekannten Vorgängen und Bewegungsabläufen werden Punkte zuge- wiesen, die bei repetitiven Tätigkeiten während eines Arbeitstages aufsummiert, die Gesamtbelastung und Belastungen aus Vorgängen der Arbeitsabläufe charakterisie- ren.
Auf Grundlage von LANDAU (2003) finden sich hier einige Anmerkungen zu Über- tragbarkeit, Anwendbarkeit und Parallelen der Methode MTM-Ergonomics zum geplanten Verfahren dieser Arbeit. Hauptziel von MTM-Ergonomics ist die Gestaltung humaner Arbeitsplätze, Korrekturen des Arbeitsablaufes, der Arbeitsorganisation sowie die Einsatzplanung von technischen Hilfsmitteln. Mit der neuen Methodik sol- len dagegen ausschließlich Produkte anhand ihres Einsatzes im Nutzungskontext bewertet werden. Ein Beispiel der MTM-Gesellschaft (MTM-Demo CD) verdeutlicht diese Diskrepanz. Der Einsatz einer Hebe- und Versetzeinrichtung in der Bandmon- tage verringerte deutlich die Belastung im Vergleich zur reinen Handmontage, jedoch ist durch diese Aussage keine Beurteilung der ergonomischen Qualität des Manipula- tors möglich. Ziel beider Methoden ist die Erhöhung des Arbeitskomforts, die Vermei- dung der Überbelastung der Beschäftigten und die Reduzierung von Verletzung und Erkrankungen. Beide verfolgen auch das Ziel, eine Erhöhung der Motivation herbei- zuführen. Während MTM dies ausschließlich auf den Arbeitsablauf bezieht, soll die neue Methodik über den Weg der ergonomischen Bewertung zunächst eine Steige- rung der Produktqualität sowie der Produktakzeptanz herbeiführen, um schließlich eine Motivationssteigerung zu bewirken.
Während MTM insbesondere Kosten- und Effizienzaspekte in der Massenfertigung betrachtet, sind diese Aspekte lediglich Nebenziele der produktbezogenen Methodik dieser Arbeit. Ebenso gilt dies für die Produktivität, die sich jedoch mit dem Einsatz ergonomischer Produkte von selbst einstellen sollte. Fasst man den Qualitätsbegriff in seiner ganzen Weite auf, so beschreibt er nicht nur Produkt- und Prozessqualität, die sich mittels MTM beeinflussen lassen, sondern auch ergonomische Qualität, so dass sich die Methoden in diesem Punkt sehr nahe sind.
Hauptaufgabe von MTM-Ergonomics ist die Prognose körperlicher Belastungen bereits in der Fertigungsplanung. Die im Rahmen dieser Arbeit vorgestellte Methodik soll dagegen ungünstige Körperhaltungen aufzeigen bzw. prognostizieren, die kon- struktionsbedingt durch ein spezielles Arbeitsmittel hervorgerufen werden. Zwar steht die Fertigungsplanung im Vordergrund, jedoch kann es sie mittelbar unterstützen, indem die Auswahl geeigneter Arbeitsmittel zur Belastungsreduzierung unterstützt wird. Die Belastungsprognose dient somit in der Hauptsache der Optimierung der Produktgestaltung. Ergebnisse beider Verfahren lassen sich demnach für die Risiko- analyse einsetzen, jedoch mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Die Gestaltung des
Arbeitssystems beschränkt sich im Rahmen der hier dargestellten Methodik aus- schließlich auf konstruktive Maßnahmen, mit MTM-Ergonomics sind die Maßnahmen vorwiegend organisatorischer Art.
MTM-Ergonomics berücksichtigt nur körperliche Belastungen aus der Arbeitsaufgabe jedoch nicht aus Nutzung bzw. Konstruktion eines beliebigen Arbeitsmittels. Die Risi- kobewertung erfolgt vorgangsspezifisch und zeitabhängig. Werden einzelne Arbeits- zyklen analysiert, so ist ein Rückschluss auf die körperliche Belastung während einer ganzen Schicht nur unter bestimmten Bedingungen zulässig. Mit der neuen Methode soll zukünftig die Untersuchung der Belastungen aus vorgesehener und intuitiver Bedienung des Arbeitsmittels im beschriebenen Nutzungskontext ermöglicht werden.
Die Ermittlung der Anteile unterschiedlicher Belastungen kann statistisch gesichert durch Multimomenthäufigkeitsanalysen (MMH) erfolgen.
Zur Anwendung ist anzumerken, dass MTM-Ergo nur von geschultem Personal ein- gesetzt werden sollte. Die Methode zur Produktbewertung wird zunächst ausschließ- lich in einer Arbeitsgruppe eingesetzt und erprobt. Ziel ist es jedoch, eine Produktbe- wertung ohne aufwendiges Schulungsprogramm zu ermöglichen. Es soll kein reines Expertenverfahren, zu denen MTM zählt, entstehen.
2.3.5 Fazit
Die vorgestellten Methoden zur Belastungsanalyse eignen sich vorwiegend zur Risi- koanalyse und -beurteilung. Belastungen aus Arbeitsplatzgestaltung und Arbeitsorga- nisation respektive Tätigkeiten und Vorgängen lassen sich in unterschiedlicher Quali- tät darstellen. Der Genauigkeitsanspruch differiert zwischen den einzelnen Methoden deutlich. Während OWAS eine umfassende Abbildung der Belastungssituation des gesamten Körpers ermöglicht, ist der Detaillierungsgrad für das Hand-Arm-System auf wenige Stellungen beschränkt. Das Verfahren ermöglicht jedoch eine schnelle Beurteilung der gesamten Arbeitsplatzbelastung durch ungünstige Körperstellungen.
Der sehr hohe Genauigkeitsgrad der Verfahren MTM und AET geht mit einem sehr hohen Schulungsaufwand einher. Beide Verfahren können als Expertenverfahren bezeichnet werden. Bei allen drei Methoden steht die Betrachtung der Belastungen aus der Arbeitsaufgabe im Vordergrund.
Mit Hilfe der diskutierten Verfahren lässt sich zwar eine Belastungsminderung durch den Einsatz von Arbeitsmitteln nachweisen, jedoch kann keine Aussage getroffen werden, ob diese in sich als ergonomisch zu bezeichnen sind. Keines der genannten Verfahren zielt ausschließlich oder maßgeblich auf die ergonomische Qualität eines Arbeitsmittels. Aus diesem Grund wird im Folgenden eine Methodik entwickelt, die sich insbesondere für die Bewertung der ergonomischen Qualität von Arbeitsmitteln als geeignet erweisen soll.
3 Produktbewertung
Wie bereits erwähnt, wurden die Vorarbeiten für die in dieser Arbeit vorgestellte Methodik in einem anderen Projekt der BAuA geleistet. Die wesentlichen, hier entwi- ckelten Schritte, die mittels dieser Methode zur Produktbewertung vorgenommen
1. Beobachtungssituation generieren 2. Beobachtung durchführen
3. Daten analysieren
4. Kategorie-Bewertung „Körperhaltungen“
Abbildung 3.1 zeigt schematisch die einzelnen Arbeitsschritte sowie die zugehörigen Unterstrukturen.
Die Methodik soll sich wie im Kapitel Einleitung erläutert in die Systematik des Ergo- nomie-Kompendiums einfügen und vorhandene semi-objektive Auswertungsmetho- den wie beispielsweise Fragebögen ergänzen. Mittels einer strukturierten Vorgehens- weise soll eine übersichtliche Ergebnisdarstellung in Form einer Produktbewertung entstehen. Diese beschränkt sich in diesem Rahmen zunächst auf eine Belastungs- bewertung des Hand-Arm-Systems. Innerhalb einer Gesamtbewertung ist diese Abb. 3.1 Systematik der Produktbewertung bzgl. der Kategorie "Körperhaltungen"
Kategorie gegenüber den anderen, Griffe/Greifflächen, Bedien- und Stellteile, Anzei- gen und Beschriftungen sowie Dialoggestaltung entsprechend zu gewichten. Die stringente Systematik der Durchführung sowie deren Beschreibung wurde bewusst vorgenommen, um zukünftig eine Verfahrensanweisung auf den Ergebnissen dieser Arbeit entwickeln zu können. Wie bereits berichtet sollen gleich bleibende, reprodu- zierbare sowie nachprüfbare Untersuchungsbedingungen gewährleisten werden, um in weiteren Schritten/Projekten die Methodenqualität nachweisen zu können.
Die Vorgehensweise wird zunächst in diesem Kapitel allgemein vorgestellt, um in den folgenden Kapiteln an einem Beispiel zur Anwendung zu kommen. Zur Anwendung zählen insbesondere die vorbereitenden Maßnahmen zur Durchführung einer Beob- achtung sowie abschließend eine Ergebnisdarstellung mit kurzer Bewertung.
3.1 Beobachtungssituation generieren
Die Generierung der Beobachtungssituation bedeutet im weitesten Sinne das Testumfeld festzulegen und die Probandenversuche, die mit einem Produkt durchge- führt werden sollen, zu planen. Ausgenommen von dieser ersten Methodenstufe ist die Planung der Mess- und Aufzeichnungstechnik, die im Abschnitt 3.2 (Beobachtung durchführen) erläutert wird.
Beobachtungssituation bzw. Benutzertest sind produktbezogen zu generieren. Bei- den wird der vom Hersteller vorgesehene bestimmungsgemäße Gebrauch zu Grunde gelegt. Innerhalb dieses Rahmens lassen sich Nutzungskontext und Szenarien sowie die Art der Bedienung, die intuitiv oder geplant erfolgen kann, festlegen. Es sind unterschiedliche Probanden d. h. Nutzergruppen mit Variationen der Merkmale Geschlecht, Perzentil, Händigkeit sowie Leistungsfähigkeit auszuwählen.
3.1.1 Nutzergruppen
Die Bestimmung der Nutzergruppen kann als entscheidend für die Produktbewertung angesehen werden. Die Auswahl der Versuchspersonen wird daher auf das zu unter- suchende Objekt abgestimmt und orientiert sich auch an der zu erzielenden Produkt- bewertung sowie am Nutzungskontext. So kann einmal das Alter (z. B. Produkte für Ältere), das Geschlecht, die Händigkeit (z. B. spezifische Produkte für Links- und Rechtshänder) oder auch die Körperhöhe von Bedeutung sein. Geht es darum Bewe- gungen, Reichweiten oder Körperhaltungen als Belastungsgrößen zu bewerten, so ist es sinnvoll, entsprechende Körpermaße als Auswahlkriterien zu Grunde zu legen.
Das heißt, einzelne Perzentile bilden den Maßstab bzw. die Vergleichsgröße für die vorgesehenen Probanden. Sind nur die typischen „Extreme“ zu untersuchen, können möglicherweise die „kleinste Frau“ (Frauen, die kleiner als das 5. Perzentil sind) bzw.
der „größte Mann“ (Männer, die größer als das 95. Perzentil sind) als Vergleichsgrup- pen ausreichend sein. Entsprechend der Auswahlkriterien lassen sich schließlich aus statistischer Sicht Probanden in gleichartigen Versuchspersonenkollektiven zusam- menfassen. Bewertungen können nun innerhalb dieser Zellen oder zellübergreifend erfolgen.
Neben der Auswahl geeigneter Probanden bzw. Versuchsgruppen sind weitere
sätzlich gilt es, gleiche Versuchsbedingungen für jeden Probanden sicherzustellen.
Hierzu zählt eine ausführliche Einführung in den Benutzertest, die Versuchsumge- bung sowie die Versuchsobjekte. Dies kann in unterschiedlicher Tiefe geschehen, wie im Abschnitt Bedienung erläutert wird. Alle Informationen, die für den Ver- suchsablauf und für die Versuchspersonen relevant sind, werden schriftlich festge- halten, so dass gewährleistet ist, dass jeder Proband vor dem Test den gleichen Informationsstand hat. Weiterhin ist sichergestellt, dass unterschiedliche Versuchslei- ter den Test durchführen können. Gleichzeitig kann die Qualität der Versuchsergeb- nisse gewahrt werden.
3.1.2 Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Der bestimmungsgemäße Gebrauch beschreibt den regelhaften für das spezielle Produkt vorgesehenen Einsatzbereich. Dieser umfasst das Arbeitsumfeld (Nutzungs- kontext), die unterschiedliche Nutzergruppen, die Art und Weise des Gebrauchs. Es gilt weiterhin, dass das Arbeitsmittel sich in einem sicheren und gesundheitsgerech- ten Zustand befindet und den Nutzer im Umgang nicht gefährdet. Durch diese Kon- ventionen werden andere, unübliche Tätigkeiten ausgeschlossen und das Umfeld der Produktbewertung eingegrenzt. Gleichzeitig bildet der bestimmungsgemäße Gebrauch die Basis zur Bestimmung des Nutzungskontextes und der Szenarien die in Versuchen nachgebildet werden sollen. Der tatsächliche Umgang mit den jeweili- gen Arbeitsmitteln kann je nach Komplexität und Versuchsziel variieren. So können Produkte existieren, die nur nach einer Einweisung die vom Hersteller geplante Bedienung ermöglichen. Andere Produkte lassen eine intuitive Nutzung zu, die aus ergonomischer Sicht zu begrüßen ist. Vor diesem Hintergrund wechselnder Aus- gangsbedingungen lassen sich Untersuchungen zur Erfassung der Auswirkungen durchführen möglicherweise auch im Hinblick auf Körperhaltungen.
3.1.3 Nutzungskontext
Der Nutzungskontext umfasst mögliche Benutzer, die Ziele, Aufgaben, Ausrüstung sowie die psychische und soziale Umgebung, in der das Produkt genutzt wird (DIN EN ISO 9241-11. 1999). Wichtige Grundlage für die Beobachtung der Belastungen bildet die Spezifikation des Nutzungskontextes. Er ist zentraler Bestandteil bei der Bewertung der Untersuchungsobjekte und wirkt sich entsprechend auf die Einschät- zung der ergonomischen Qualität aus, da nicht jedes Arbeitsmittel sich gleicherma- ßen in einer beliebigen Umgebung als geeignet erweist.
Zunächst ist der typische Benutzer (siehe vorigen Abschnitt) zu beschreiben. Krite- rien für diese Beschreibung können Alter, Geschlecht, Körperhöhe, Händigkeit und Leistungsfähigkeit oder auch Erfahrung sein. Stehen wie in der ausgewählten Kate- gorie Körperhaltungen und Bewegungsabläufe im Vordergrund, so sind die Variablen Körperhöhe aber auch Händigkeit und Leistungsfähigkeit von besonderer Bedeutung.
Sie stellen möglicherweise die limitierenden Größen in der Untersuchung der Gebrauchstauglichkeit dar.
Neben den Nutzern d. h. den Versuchspersonen sind selbstverständlich die Aufga- ben von Bedeutung. Sie bilden den bestimmungsgemäßen Gebrauch ab und spie-
geln typische Alltagssituationen im Umgang mit dem Untersuchungsobjekt wider. Aus ihnen lässt sich der spätere Versuchsablauf bzw. Versuchsplan generieren. Zuletzt ist selbstverständlich zu bestimmen, in welcher Umgebung all diese Faktoren zu beurteilen sind. Basis all dieser Größen sind jedoch die Arbeitsmittel, die es zu unter- suchen gilt. Erst das Verständnis der Randbedingungen, in denen ein Produkt ver- wendet werden soll, ermöglicht dem Produktprüfer Anforderungen an das Produkt zu untersuchen und zu bewerten. Anders als in DIN EN ISO 13407 (2000) vorgesehen ist es sinnvoll, den Nutzungskontext insbesondere für die Prüfung und nicht nur für die Entwicklung von Produkten heranzuziehen.
3.1.4 Szenario
Entsprechend des so genannten DATech-Prüfhandbuchs (DIN EN ISO 9241 Teil 10 und 11) zur Gebrauchstauglichkeit von Software, das als bislang ausführlichste Beschreibung zur Spezifizierung von Nutzungskontexten bezeichnet werden kann, beschreibt ein Szenario verschiedene Tätigkeiten im Nutzungskontext. Mit Hilfe des Kontext-Szenarios wird die Anwendung des Arbeitsmittels untersucht. Für die Kate- gorie Körperhaltungen werden folglich die Gelenkwinkel, die in Form von Umge- bungsparametern, Aufgaben und Arbeitsmittel auf den Nutzer einwirken, bewertet.
Das DATech-Prüfhandbuch bietet zur Erhebung und Beschreibung eines beliebigen Szenarios entsprechende Fragen an, die diesen Prozess unterstützen. Beispielhaft sind an dieser Stelle einige Leitfragen aufgeführt:
● Aus welchen Aufgaben ist die Tätigkeit zusammengesetzt?
● Welche Arbeitsschritte sind durchzuführen?
● Gibt es eine festgelegte Abfolge der Arbeitsschritte?
3.1.5 Bedienung
Die Art der Bedienung kann durch den Nutzer intuitiv oder durch den Hersteller geplant erfolgen. Je nach Kenntnissen oder auch Erfahrungen sind möglicherweise Unterschiede in der Ausführung ein und derselben Tätigkeit zu erwarten. Es kann daher sinnvoll sein, die Form der Bedienung im Szenario zu erfassen. So ist schließ- lich im Vorfeld sicherzustellen, dass im Sinne der Vergleichbarkeit der „Messungen“
entweder alle Nutzer mit denselben Kenntnissen die Versuche aufnehmen, oder ent- sprechende Nutzergruppen mit unterschiedlichen Eingangsvoraussetzungen zwecks Gegenüberstellung untersucht werden. Auf diese Weise kann eine abschließende Bewertung zwischen intuitiver und geplanter Nutzung unterschieden werden.
3.2 Beobachtung durchführen
Die Durchführung der Beobachtung umfasst die Datensammlung während der vorge- sehenen Beobachtungssituationen bei gleichzeitig wechselnden Probandengruppen.
Im Rahmen dieser Arbeit bzw. der vorgestellten Methodik erfolgt die Beobachtung mit verschiedenen Messaufnehmern und synchroner Videodokumentation. Der Schwerpunkt liegt im Bereich des Hand-Arm-Systems. Dies bedeutet, dass für die zu messenden Winkel und Drehungen unterschiedliche Sensoren zur Verfügung stehen
Steht keinerlei Sensorik zur Verfügung, können möglicherweise alternativ durch geschulte bzw. geübte Beobachter Gelenkwinkel einzelner Körperhaltungen abge- schätzt und notiert werden. Diese Beobachtungen lassen sich vereinfacht an vorhan- denen Stand- oder Einzelbildern vornehmen. Die technischen Anforderungen sind für diese Form der Messung weniger anspruchsvoll, jedoch ist die Ergebnisqualität deutlich schwieriger zu gewährleisten. Für Echtzeit-Beobachtungen, wie sie im Rah- men dieser Methodik vorgesehen sind, ist diese Papier-Bleistift-Aufzeichnung nicht geeignet und wird daher im Weiteren nicht näher beschrieben. Es ist vorstellbar, zukünftig kompakte Erfassungsbögen für derartige Aufgaben zu erarbeiten.
Aus dem Ziel Belastungen des Hand-Arm-Systems zu bewerten ergeben sich unter- schiedliche Messaufgaben. Neben elektromyographischen Messungen (EMG), die die Muskelaktivitäten erfassen, bieten sich insbesondere Winkelmessungen an den relevanten Gelenken von Hand, Ober- und Unterarm bzw. Schulter an. Da diese als weniger artefaktbehaftet und einfacher in der Deutung und Anwendung gelten, wer- den Winkelmessungen in der hier eingesetzten Methodik bevorzugt. Die technischen Voraussetzungen sowie die Vorgehensweise wird im Folgenden erläutert.
3.2.1 Sensorik
Für die verschiedenen Messaufgaben im Rahmen der Analyse von Körperhaltun- gen sind aus anatomischer und physiolo- gischer Sicht ebenso verschiedene Sen- soren unerlässlich, die für die unter- schiedlichen Positionierungen, Messgrö- ßen und Messbereiche geeignet sind. Die Sensorik sollte aber stets leicht und kom- pakt, aber auch einfach und robust in der Konstruktion sein, um die Versuchsperso- nen während ihrer Tätigkeiten nicht zu behindern oder durch überdimensionierte Bauteile zusätzlich zu belasten. Daher werden ausschließlich sehr kompakte Messgeräte in Betracht gezogen. Glei- ches gilt für die Übertragung der Messda- ten. Diese werden in Echtzeit per Teleme- trie, d. h. ohne direkte Kabelverbindun- gen, zum Messrechner übermittelt. Alter-
nativ bieten sich Datenlogger an, die kontinuierlich Messwerte speichern und nach Abschluss der Messung ausgelesen werden können. Diese kommen jedoch hier nicht zum Einsatz. Im Folgenden wird auf die eingesetzte Messtechnik und deren Applikation an den Versuchspersonen eingegangen werden. Die eingesetzte Senso- rik (Goniometer, Torsiometer) stammt von der Firma BIOMETRICS (Großbritannien), Telemetrie und Erfassungssoftware von der Firma TEAERGO (Frankreich).
Abb. 3.2 Zweiachsige Goniometer
3.2.1.1 Goniometer
Goniometer werden zur Messung von Winkeln benutzt. Es existieren verschie- dene Ausführungen, die entsprechend des jeweiligen Verwendungszwecks aus- gewählt werden. Für die Messungen an Schulter- und Handgelenken werden zweidimensionale Goniometer in unter- schiedlichen Baulängen eingesetzt (Abb.
3.2). Am Ellenbogen wird ebenfalls ein zweiachsiges Goniometer appliziert, jedoch erfolgt die Auswertung lediglich einachsig. Zwischen den Endblöcken befindet sich innerhalb einer Schutzfeder ein Kerndraht, um den mehrere Dehn- meßstreifen herum angeordnet sind. Aus der Dehnungsänderung entlang der Länge des Drahtes kann der Winkel bzw.
die Winkeländerung zwischen den End- blöcken ermittelt werden.
Es stehen drei Goniometer unterschiedlicher Länge der Firma Biometrics zur Verfü- gung. Die Messebereiche reichen jeweils von -150° bis +150°. Je ein Vorverstärker verstärkt die Goniometersignale und leitet sie an die Telemetrieeinheit weiter. Techni- sche Einzelheiten sowie die entsprechenden Applikationspositionen (Gelenke) und Bewegungs- sowie Messrichtungen sind in Tabelle 3.1 zu finden.
3.2.1.2 Torsiometer
Im Gegensatz zu den Goniometern, die ausschließlich Winkel messen, werden mit Torsiometern Drehungen erfasst. Sie eignen sich daher für die Messung der Drehbe- wegung (Torsion) die Elle und Speicher bei Pronation und Supination des Handge- lenks bzw. Unterarms ausführen. Die technischen Spezifikationen finden sich eben- falls in Tabelle 3.1. Aufbau und Funktion entsprechen den Goniometern. Abbil- dung 3.3 zeigt das Torsiometer Q 110 schematisch sowie im Original.
Abb. 3.3 Torsiometer
Tab. 3.1 Technische Spezifikationen der eingesetzten Sensoren
SG 65 SG 110 SG 150/B Q 110
Typ Goniometer Goniometer Goniometer Torsiometer
Position Hand Ellenbogen Schulter Unterarm
Bewegung Flexion/
Abduktion
Flexion Flexion/
Abduktion
Torsion
Anzahl Kanäle 2 2 2 1
Abmessungen [mm]
A. Maximum 65 110 150 110
A. Minimum 38 75 70 75
B. 55 55 145 55
C. 18 18 18 18
D. 54 54 54 54
E. 18 18 18 18
Gewicht [g] 15 17 25 17
Min. Biegeradius [mm] 18 18 18 18
Messbereich ± 150° ± 150° ± 150° ± 150°
Nebensignaleffekt ≤ ±5% ≤ ±5% ≤ ±5% N/A
3.2.1.3 Applikation
Die Applikation an den vorgesehenen Gelenken erfolgt weitgehend anhand der Anweisungen des Herstellers. Um Nebensignale zu verringern und die Messung zu optimieren sowie die Reliabilität zu gewährleisten wurde eine Verfahrensanweisung erstellt, die im Anhang 1 zu finden ist. Sie gibt an, wie die einzelnen Sensoren an ihren vorgesehenen Positionen zu fixieren sind, bzw. welche Haltung die Versuchs- personen einnehmen müssen, um die Applikation des Sensors in der Sensornullstel- lung zu gewährleisten.
Tab. 3.2 Übersicht Sensorpositionierung
Handgelenk Unterarm Ellenbogen Oberarm
Tabelle 3.2 zeigt schematisch alle Messposi- tionen im Detail. Die Positionen an Hand und Unterarm sind durch den Hersteller bekannt.
Die Sensorpositionierung am Oberarm respek- tive der Schulter wurde selbst erarbeitet. Vor jeder Messung werden die Goniometer und Torsiometer mit Hilfe der Steuer- und Erfas- sungssoftware CAPTIV über drei Punkte (90°, 0°, -90°) sowohl in x- als auch y-Richtung bzw.
um die z-Achse kalibriert. Hierzu müssen die Probanden die Gelenk-Neutralstellung einneh- men. Dies gilt für alle Sensoren gleicherma- ßen. Eine sorgfältige Positionierung der Goniometer ist von besonderer Bedeutung.
Sind die Sensoren falsch oder schlecht befes- tigt, leidet die Messgenauigkeit. Es ist zu beachten, dass sie insbesondere während der Versuchsdurchführung nicht verrutschen kön- nen (Abb. 3.4). Die Goniometer werden daher mit Heftpflaster (Schulter) sowie Manschetten
(Handgelenk und Ellenbogen) gesichert. Gleiches gilt für die verlegten Kabel, die möglichst dicht am Körper und spannungsfrei verlegt werden müssen. Auf Grund der Anzahl vorhandener Sensoren kann jeweils nur eine Körperseite vermessen werden.
Zusammenfassend sind in Abbildung 3.5 alle Sensoren einschließlich Bezeichnung, Positionierung und natürlich auch Vorzeichenkonvention angegeben.
Abb. 3.4 Applizierte Sensorik
3.2.2 Telemetrie
Als Telemetrie wird die automatische Übertragung von Sensordaten zu einer räumlich getrennten Stelle bezeichnet.
Dies kann drahtgebunden oder wie im Rahmen dieser Arbeit auf dem Funkweg geschehen, so dass sich Probanden, wie gewünscht, frei bewegen können.
An einer Empfangsstelle werden die ein- gehenden Messwerte aufgezeichnet und dargestellt.
Für die Beobachtungen steht eine Tele- metrie-Einheit NT12 (Abb. 3.6) der Firma TEAERGO, Nancy Frankreich, zur Verfügung. Sie besteht aus einem Sen- der, zu tragen am Hosenbund, und
einem Empfänger, der per Kabel an einen Computer angebunden ist. Das Gerät überträgt auf zehn Kanälen analoge Daten (von 0 bis 5 Volt) mit einer Frequenz von 25 Hertz. Die maximale Reichweite beträgt im freien Gelände 100 m. Alle eingesetz-
Abb. 3.5 Sensorübersicht
Abb. 3.6 Telemetrie-Einheit NT 12
ten Sensoren werden mittels Verstärker mit dem Telemetriesender verbunden.
3.2.3 Videotechnik
Ziel der Videodokumentation ist es, eine Vergleichsgrundlage zur späteren Bewer- tung von Körperhaltungen im Nutzungskontext zu schaffen. Es ist daher erforderlich, die Versuchsdurchführung durch die Probanden möglichst umfassend zu beobach- ten. Zur Beobachtung und späteren Synchronisation mit Sensordaten ist mindestens eine Videokamera, verbunden mit dem Messrechner, einzusetzen. Zur Optimierung der Auswertungen, bspw. bei Unklarheiten oder verdeckten Körperteilen, bietet es sich an, weitere Kameras einzusetzen, die aus unterschiedlichen Perspektiven die Kontextszenarien aufzeichnen.
3.2.4 Software
Zur Beurteilung der aufgezeichneten Winkel hat sich die Synchronisation von Video- bildern und gemessenen Gelenkwinkeln bereits in anderen Projekten als sinnvoll erwiesen. Hierzu steht die Software CAPTIV (ebenfalls TEAERGO) zur Verfügung. Die Software ermöglicht das Einlesen sowohl von Videobildern als auch Messdaten. Bil- der und Messwerte lassen sich somit einander zuordnen und Zeit synchron darstel- len, so dass der Nutzer in Echtzeit beliebige Messpunkte oder Videosequenzen ansteuern und auswerten kann (Abb. 3.7). Sie dient ebenfalls der erwähnten Sensor- kalibrierung. Neben der Möglichkeit Daten und Videobilder zu erfassen, bietet sie im geringen Umfang statistische Auswertungen und Datenexport an.
3.3 Daten analysieren
Der eigentlichen Datenanalyse geht die Datengewinnung voraus. Aus Video- und Messreihen sind die relevanten Daten zur Bearbeitung zu extrahieren. Die Intervalle bzw. Zeitpunkte der Datenauswertung sollten an den Punkten der größten zu erwar- tenden Belastung erfolgen. Neben einer Langzeitauswertung über einen vollständi- gen Bewegungszyklus bietet sich eine schwerpunktmäßige Auswertung an. Die ent- sprechenden Schwerpunkte können zeit- und bewegungsabhängig oder durch zufäl- lige Stichprobenverfahren (z. B. Multimoment) bestimmt ausgewählt werden. Ziel ist es stets, ein möglichst genaues Abbild bestehender Tatsachen mit Blick auf die Häu- figkeit und Dauer wiederkehrender Vorgänge zu ermöglichen, so dass schließlich aussagekräftige Datensätze die Belastungs- und Produktbewertung ermöglichen.
Die Analyse umfasst in erster Linie die Aufbereitung der gesammelten Beobach- tungsdaten aller Messaufnehmer mit Hilfe einfacher statistischer Verfahren. Des Wei- teren erfolgt auf Grundlage weiterer Informationen insbesondere über die Proban- dengruppen (Geschlecht, Alter, Perzentile, etc.) eine Zuordnung in entsprechende Belastungs-Bewertungsgruppen. Wesentlicher Bestandteil dieser Zuordnung ist eine Abb. 3.7 Bildschirmausschnitt der Synchronisationssoftware CAPTIV
(beispielhaft dargestellt die Aufnahme des Ladegutes in Ebene 0)
