Navigation und Service

Ergonomie-Navigator für die alterns- und altersgerechte Produktion (EngAge4Pro) - Digitale Erfassung und Bewertung physischer Belastungen in industriellen Arbeitssystemen

Projektnummer: F 2348 Projektdurchführung: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) Status: Abgeschlossenes Projekt

Projektbeschreibung:

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Ergonomie-Navigators, der Defizite in der Gestaltung von industriellen Arbeitssystemen teilautomatisiert und kostengünstig aufzeigen und entsprechende Interventionsmaßnahmen ableiten kann. Die BAuA befasste sich im Rahmen des Projektes im Schwerpunkt mit der Analyse und Evaluation von Verfahren zur Bewertung physischer Belastungen am Arbeitsplatz und mit der Evaluation neuer Technologien zur rechnergestützten Haltungs- und Bewegungserfassung. Ein weiteres Aufgabenfeld war die Entwicklung eines Funktionsdemonstrators. Die Aufgabenstellung beinhaltete sowohl die Umsetzung und Programmierung der Methodik, als auch die Evaluation und Gestaltung der Hardwarekomponenten, basierend auf den im Projekt ermittelten Voraussetzungen für den Einsatz des Ergonomie-Navigators in der industriellen Produktion.

Zur Sicherstellung einer Breitenwirksamkeit sollten die mit der Beschaffung und dem Einsatz des Ergonomie- Navigators verbundenen Kosten gering gehalten werden, damit ein Einsatz in Unternehmen jeder Größe - insbesondere auch in kleinen- und mittleren Unternehmen (KMU) - ermöglicht werden kann. Als Ergebnis konnte die Methodik zur digitalen Umsetzung der Körperhaltungserfassung und den Algorithmen zur automatisierten Auswertung und Generierung von Verbesserungsvorschlägen in allen geforderten Punkten aus dem Projektantrag erarbeitet werden. Die Methodik wurde mit der eigenständigen Programmierung einer Software umgesetzt, die von Experten hinsichtlich der Usability und Nutzerakzeptanz bewertet wurde. Basierend auf Voruntersuchungen, Literaturrecherchen sowie Labor- und Feldversuchen konnte ein funktionsfähiger Demonstrator entwickelt werden. Die ergonomische Bewertung erfolgt mit einem Algorithmus zur automatisierten Berechnung der Parameter eines etablierten Ergonomie-Bewertungsverfahrens (OWAS). Weiterhin können automatisiert Verbesserungsvorschläge für die ergonomische Gestaltung des Arbeitsplatzes generiert werden, auf Basis der zuvor durchgeführten ergonomischen Analyse.

Die Auswertung unterstützt den Planer mit Gestaltungslösungen in technischer, organisationaler und personenzentrierter Hinsicht. Die Kosten des Systems wurden sehr gering gehalten, so dass ein Einsatz auch für kleine- und mittlere Unternehmen realistisch erscheint. Eine Nutzung dieses ersten Funktionsdemonstrators ist jedoch zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht uneingeschränkt möglich. Während der Testphase konnten sowohl äußere, als auch sensorspezifische Faktoren dokumentiert werden, die einen Einfluss auf das Messergebnis haben können. Für eine reliable Messung ist beim Einsatz des Ergonomie-Navigators die Einhaltung von definierten Rahmenbedingungen, die in diesem Projekt erarbeitet wurden, zu beachten. Ein markanter Vorteil des Systems im Vergleich zu markerbasierten Verfahren ist der deutlich verringerte Zeitbedarf für eine ergonomische Analyse. Die Zeiten für die Vorbereitung des Mitarbeiters, die Installation der Hardware, der aufwändige Kalibrierungsprozess und eine lange Nachbearbeitungsphase entfallen beim Ergonomie-Navigator, bei dem die Auswertung in Echtzeit erfolgt. Das System kann durch die Trennung von Aufnahme und Auswertung auch von Nicht-Experten bedient werden, was bei markerbasierten Verfahren durch die nötige Fachkompetenz des Untersuchers beim anatomisch korrekten aufbringen der reflektierenden Marker nicht uneingeschränkt möglich ist.

Im Hinblick auf die schnelle und fortschreitende Entwicklung im Bereich der Sensorik ist es zu erwarten, dass bereits in naher Zukunft verbesserte Möglichkeiten zur markerlosen Bewegungserfassung verfügbar sein werden. Die Software wurde daraufhin zukunftsorientiert mit einer logischen Trennung zwischen Aufnahme und Auswertung ausgelegt: Sobald eine neue Sensorik verfügbar ist, muss lediglich die Zuordnung der Gelenkpunkte aus dem neuen Sensor zu den Gelenkpunkten aus dem Ergonomie-Navigator (eine sogenannte Node-Map) programmiert werden, die eigentliche Berechnung und Ausgabe der Ergebnisse kann dann wieder über den Ergonomie-Navigator erfolgen.

Somit wurde im Rahmen dieses Projektes nachgewiesen, dass sich etablierte ergonomische Verfahren digitalisieren und automatisiert nutzen lassen. Weiterhin konnte eine erweiterte Funktion für den Anwender erarbeitet werden, welche ebenfalls automatisiert bei der Analyse der ergonomischen Bewertung und der automatisierten Generierung von möglichen Interventionsmaßnahmen unterstützt. Die in diesem Projekt verwendete Hardware für die Erfassung der Körperhaltung, stammt aus dem Consumer Bereich. Für eine erste Funktionsdemonstration konnten mit diesem kostengünstigen Tool reproduzierbare Daten erzeugt werden, für den Einsatz in der Produktion gibt es jedoch noch Grenzen der Anwendbarkeit.

Das Forschungsvorhaben "EngAge4Pro - Ergonomie-Navigator für die alters- und alternsgerechte Produktion" wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (BMBF, Förderkennzeichen: 16SV6144). Projektträger ist der VDI/VDE-IT.

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Fachgruppe 2.3 "Human Factors, Ergonomie"

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