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Ermittlung und Beurteilung

Benutzungsschnittstellen sind an die Arbeitsaufgabe, den Beschäftigten selbst und die Arbeitsumgebung anzupassen. Entsprechend sind die Arbeitsmittel aufgabengerecht auszuwählen und ergonomisch anzuordnen.

Generelle System- und Aufgabengestaltung sowie Funktionsteilung

Die Benutzerführung über Bildschirme oder sonstige Bedienoberflächen soll den Arbeitsablauf des Beschäftigten unterstützen und den Verantwortlichkeiten zur Aufgabenerledigung gerecht werden (ROBELSKI 2016, TRBS 1151, HOLLNAGEL 2006, STANTON et al. 2010). Dazu

  • ist die Arbeitsaufgabe eindeutig zu definieren;
  • sind die Leistungsanforderungen an das System festzulegen;
  • müssen die Leistungsgrenzen der Beschäftigten berücksichtigt werden (weder Unter- noch Überforderung);
  • sind Übervertrauen in das technische System und dem Kompetenzverlust der Beschäftigten entgegenzuwirken, über deren Einbeziehung in die (teil-)automatisierte Steuerung und Training;
  • müssen die Flexibilität des Arbeitsablaufes, des Arbeitstempos und Arbeitsrhythmus gegeben und bestimmbar durch den Beschäftigten sein;
  • sollte Mischarbeit durch Aufgaben- und Tätigkeitswechsel bzw. Tätigkeitsspielräume vorhanden sein;
  • sind repetitive Bewegungen weitgehend zu vermeiden.

Anordnung der Arbeitsmittel

Bildschirme, Eingabemittel und Kontrollelemente sowie häufig zu betätigende mechanische Stellteile sind so anzuordnen, dass eine Interaktion ohne übermäßige Abweichung mit geringen Gelenkwinkeln insbesondere im Hand-Arm-Bereich möglich ist. Nach der Rapid Upper Limb Assessment (RULA) (MCATAMNEY & CORLETT, 1993) entspricht die körperneutrale Haltung der Position, die ein gesunder Mensch im aufrechten Stand mit hängenden Armen, nach vorn gehaltenen Daumen und parallel ausgerichteten Füßen sowie gerade nach vorne gerichtetem Blick einnehmen kann.

Des Weiteren muss hinreichend Bewegungsfreiraum gegeben sein, der eine wechselnde Körperhaltung ermöglicht (BOCKELMANN et al. 2012, TRBS 1151). Eingabe-mittel und Stellteile müssen der Anzeige und dem zu steuernden System eindeutig zugeordnet werden können. Wichtige Stellteile müssen schnell und einfach zu betätigen sein. Kriterien hierfür sind (siehe auch DGUV Information 215-410):

  • Flexionen der Gelenke insbesondere der oberen Gliedmaße: Hand, Arm, Hals und Oberkörper (Bewertung z. B. nach RULA),
  • Greifräume: wichtige Stellteile und Eingabemittel im zentralen Greifraum,
  • unverstellte Flächen am Arbeitsplatz,
  • hinreichende, unverstellte Sicht auf Bildschirme und ggf. auf das Überwachungsobjekt bzw. das zu steuernde System (ggf. über Kamerasysteme),
  • häufig verwendete Bildschirme und sonstige Anzeigen im zentralen Sichtfeld des Beschäftigten,
  • hinreichender Sehabstand zu Bildschirmen (für die meisten Anwendungen 50-70 cm) und sonstigen Anzeigen,
  • Anordnung der Eingabemittel abgestimmt mit den Anzeigeelementen (Bedienung und gleichzeitige Beobachtung in ergonomisch günstiger Körperhaltung).

Verdeckungen von Bildschirmen, Anzeigen und Signalen sind zu vermeiden. Weitere Empfehlungen zur Optimierung der körperlichen Belastung befinden sich in Kapitel 8 "Physische Belastungen".

Beleuchtung am Arbeitsplatz

Sowohl die natürliche als auch die künstliche Beleuchtung am Arbeitsplatz darf nicht zur Direktblendung, Reflexblendung und Spiegelungen führen. Die Beleuchtungsstärke muss der Arbeitsaufgabe entsprechen (siehe ASR A3.4). Ein angemessener Kontrast zwischen Bildschirm und Arbeitsumgebung sollte gegeben sein. Kriterien dafür sind:

  • Blickrichtung zum Bildschirm parallel zur Fensterfront,
  • künstliche Beleuchtung mit Licht von oben schräg seitlich auf den Arbeitsplatz,
  • matte Oberflächen und
  • gleichmäßige Leuchtdichteverteilung im Raum.

Weitere Empfehlungen zur Optimierung der Beleuchtung am Arbeitsplatz befinden sich im Kapitel "Beleuchtung, Licht".

Lärm

Beim Einsatz von Sprachsteuerungen ist zu beachten, dass der maximale Beurteilungspegel für Lärm nach ASR A3.7 nicht überschritten wird. Dieser Pegel liegt beispielsweise bei einer Tätigkeitskategorie I mit andauernd hoher Konzentration oder hoher Sprachverständlichkeit bei 55 dB(A). Davon unabhängig sind akustische Signale auf ein Minimum zu begrenzen oder besser noch weitgehend zu vermeiden.

Weitere Hinweise zu Anforderungen und Maßnahmen zur Lärmminderung befinden sich im Kapitel 6.1.

Interaktionsgestaltung

Um eine belastungsoptimierte Interaktion zu gewährleisten und Handlungsfehler zu vermeiden, sind folgende Interaktionsprinzipien bei der Auswahl und Gestaltung des Bildschirmgerätes und des Steuerungssystems bzw. von Stellteilen zu berücksichtigen (siehe Tabelle 7.5-1 nach DIN EN ISO 9241-110 und Maschinengestaltung nach der Normenreihe DIN EN 894):

Tab. 7.5-1 Prinzipien zur Interaktionsgestaltung (nach DIN EN ISO 9241-110, DIN EN 894)
PrinzipienErläuterung
Aufgaben­angemessenheit
  • Angemessenheit für die Arbeits­aufgabe erkennbar
  • Aufwands­optimierung bei der Aufgabenerfüllung
  • Standard­auswahl­möglichkeiten als Aufgaben­unterstützung
Selbstbeschreibungs­fähigkeit
  • Vorhandensein und Offensichtlichkeit von Informationen
  • eindeutige Anzeige des Bearbeitungs­standes (und Betriebs­zustandes)
Erwartungs­konformität
  • angemessene/s Systemverhalten/-reaktion konsistent mit dem Aufgabenverständnis des Benutzers
  • interne und externe Konsistenz (innerhalb des Systems, zu den Konventionen der Benutzer­gruppe und ggf. über die Arbeitsaufgabe hinweg)
Lernf­örderlichkeit
  • Entdecken von systemeigenen Fähigkeiten
  • Erforschen ohne negative Folgen
  • Retentionen: Rückmeldungen, Hintergrund­informationen
Steuerbarkeit
  • Unterbrechung durch den Benutzer
  • Flexibilität: Reihenfolge der Arbeitsschritte, Geschwindigkeit, unterschiedliche Mittel der Eingabe etc.
  • Individualisierung: dauerhaftes Ändern und Zurück-setzen von Standard­werten und Auswahl­möglichkeiten
Robustheit gegenüber Benutzungs­fehlern
  • Fehlermeidung: Auswahl­möglichkeit verfügbarer Daten, nur gültige Eingaben zulassen, unbeabsichtigte Eingabe verhindern etc.
  • Fehlertoleranz: (zeitliches) Verschieben von Eingabefehlern, Information vor Autokorrektur etc.
  • Fehlerbehebung: Fehlermeldung, Korrekturhilfen etc.
Benutzer­bindung
  • Motivation
  • Vertrauenswürdigkeit
  • Einbeziehung des Benutzers in das System

Informationsdarstellung

Informationen und Daten sind zur Vermeidung einer mentalen Überforderung bei der Informationsaufnahme und -verarbeitung zu priorisieren, zu strukturieren und ggf. nach Bedarf zu filtern bzw. auf ein notwendiges Maß zu begrenzen. Für eine optimale visuelle und ggf. auch akustische oder haptische Aufnahme sind nach DIN EN ISO 9241-112 und DGUV Information 215-450 folgende Grundsätze zu beachten:

1. Entdeckbarkeit: Informationen und (Schalt-)Elemente sollen gut und schnell entdeckt und erfasst werden können. Dies umfasst:

  • a. die Erregung der Aufmerksamkeit für bzw. den Schwerpunkt legen auf wichtige Informationen (bei Audio-Nachrichten durch Pausen),
  • b. zeitliche Darstellung der Informationen (Tempo der Darstellung angemessen und steuerbar, Informationsdarstellung wiederholbar, zeitnahes Feedback nach Benutzereingabe, Reihenfolge der Darstellung nach Dringlichkeit und entsprechend dem Workflow des Benutzers, zeitliche Bearbeitung),
  • c. häufig benutzte und wichtige (sicherheitsrelevante) Steuerelemente sind ständig unmittelbar erreichbar (mechanische Stellteile im zentralen Greifraum),
  • d. Information über zulässige Aktionen und Verfügbarkeit von Steuerungen,
  • e. Systemzustand "in Bearbeitung" anzeigen,
  • f. Kontinuität: Hinweise auf verborgene Informationen und das Ende einer Informationsreihe.

2. Ablenkungsfreiheit: Informationen und Elemente sollen nicht von anderen wichtigen Informationen und Elementen ablenken. Dies umfasst:

  • a. Abheben von Informationen von Hintergrundbildern;
  • b. Abspeichern von Interaktionen und Wiederaufnehmen der Arbeiten, sobald die Quelle der Ablenkung beseitigt wurde;
  • c. Benutzer hat Möglichkeiten, unnötige Hintergründe zu verringern und zu beseitigen.

3. Unterscheidbarkeit: Elemente der Benutzungsschnittstelle und Informationen können durch ihre Darstellung voneinander unterschieden werden (z. B. nach Farbe, Form und Größe). Ebenso dienen Attribute der Anordnung (z. B. nach logischen Gruppen) und Strukturierung (z. B. in Zeilen und Spalten) der Unterscheidbarkeit.

4. Eindeutige Interpretierbarkeit: Informationen und Elemente sollen gut verstanden werden. Dargestellte Informationen sowie Texte und Elemente (mit ihrer Beschriftung) entsprechen dem Wissensstand, dem Vokabular und den Fähigkeiten des Benutzers.

5. Kompaktheit: Nur die wichtigen und notwendigen Informationen sollen für die Aufgabe dargestellt werden. Dies umfasst:

  • a. Inhalt (Einfachheit in der Darstellung, Vermeiden von unnötigen Informationen) und
  • b. Aktionen (einfache Operationen über Tastenkombination mit einfachen Suchfunktionen, Textvervollständigung etc.).

6. Konsistenz: Informationen und Elemente sind konsistent, wenn sie in allen interaktiven Systemen, die der Benutzer verwendet, mit ähnlichem Zweck ähnlich dargestellt werden (einschließlich einheitlicher Verwendung von Terminologie innerhalb der Anwendung und über mehrere Anwendungen hinweg).

Ein- und Ausgabegeräte/Stellteile und Anzeigen

Größe, Form und Gewicht von Bildschirmgeräten müssen der Arbeitsaufgabe angemessen sein. Entsprechend ist die Bildschirmgröße so zu wählen, dass einerseits eine ggf. notwendige Transportabilität und Handlichkeit oder Tragekomfort gegeben sind, aber andererseits die Informationen den oben genannten Grundsätzen zur Informationsdarstellung entsprechen und die Zeichengröße innerhalb des empfohlenen Sehwinkelbereichs zwischen 22° und 31° liegt. Das Gewicht von handgehaltenen Geräten ist auf maximal 1 kg zu beschränken.

Positivdarstellungen auf Bildschirmen und haptische Eingabemittel sind für die meisten Anwendungsfälle zu bevorzugen.

Das Eingabegerät bzw. Stellteil ist unter Berücksichtigung der Arbeitsaufgabe, Software und Umgebungsbedingungen auszuwählen:

  • haptische Eingabemittel sind für Aufgaben wie Zeigen, Auswählen, Ziehen, Nachziehen, Freihandeingabe und alphanumerische Eingaben (Texteingaben) geeignet.
  • Spracheingaben, Augensteuerung, Blickverfolgung (Eye-Tracking, Eye-Gaze-Tracking) oder Gestensteuerung können ggf. zum Einsatz kommen, sofern die Arbeitsaufgabe eine freihändige bzw. berührungslose Bedienung des Gerätes erfordert.
  • Griffigkeit und Bedienbarkeit muss in bestimmten Fällen auch mit Schutzhandschuhen gegeben sein.
  • Bei mechanischen Stellteilen müssen hinreichende Genauigkeit des Positionierens und Stellgeschwindigkeit gegeben sein. Hohe Kraftbetätigungen sind zu vermeiden (siehe Kapitel 8.3 Manuelle Arbeitsprozesse).

Unterstützung der Zusammenarbeit

Die Gestaltung der Benutzungsschnittstelle soll den Grad der Zusammenarbeit verschiedener Beschäftigten berücksichtigen und die Koordinierung der Arbeiten unter-stützen, insbesondere hinsichtlich der:

  • räumlichen Gruppierung der Arbeitsplätze,
  • Schaffung gemeinsamer oder abgestimmter Bedienoberflächen,
  • Unterstützung des Informationsaustauschs,
  • Einhaltung der vorgeschriebenen Reihenfolge von Arbeitsschritten.

Störungen

Das Alarmmanagement ist ein zentrales Element zur Störungsbewältigung insbesondere in der Prozessleittechnik zur Erkennung abnormaler Situationen (Betriebsstörungen) und Wiederherstellung des bestimmungsgemäßen Betriebes. Die korrekte Alarmierung ist weiter ein wichtiges Element der Systemsicherheit (GABRIEL 2019, EDWORTHY 2013) und der Belastungsoptimierung der Beschäftigten (SEAGULL 2002). In der Praxis behindern folgende Probleme häufig eine effiziente Störungsbeseitigung (ASM 2009, BRADLEY 2017):

  • Alarmflut (Alarmschauer) insbesondere durch:

    • flatternde Alarme (Wechsel zwischen Alarm- und Normalzustand innerhalb kurzer Zeitspannen),
    • flüchtige Alarme (kurze Alarmierung ohne Wiederholung),
    • Doppelalarme (mehrere Alarme zu einer Ursache),
    • stehende Alarme (unbearbeitete Alarme, die im System den Alarmzustand häufig länger als 24 h beibehalten),
  • inadäquate Priorisierung der Alarme
  • inadäquate Hintergrundinformationen zu den Alarmen.

Die EEMUA Guideline 191 der Engineering Equipment and Materials Users Association schlägt für eine akzeptable Anzahl an Alarmen folgende Grenzwerte vor:

  • 150 Alarme pro Tag,
  • 6 Alarme pro Stunde,
  • 1 Alarm pro 10 Minuten.

Die Ursachen für störende Alarme können auch anlagenseitig Ursachen haben wie z. B. Fehlalarme durch verschmutzte Sensoren, schlechte Regelkreise, vergessene Alarme aus der Inbetriebnahme und zu eng gesetzte Alarmgrenzen, deren Beseitigung zur Begrenzung der Alarmflut beiträgt.

Eine weitere Begrenzung der Alarme kann z. B. durch folgende Methoden vorgenommen werden (nach NA 102):

  • Alarmgruppierung:

    • feste und zustandsabhängige Gruppierungen mit Optionen
  • Erstwertmeldung in der Gruppe
  • Unterdrückung von Folgealarmen;
  • Alarmfilterung z. B. durch Setzen eines Zeitfensters für Eintritt und Wiederkehr des Alarmes oder Setzen einer Hysterese zur Alarmgrenze und
  • Alarmunterdrückung z. B. in Abhängigkeit von Anlagenstatus (z. B. Außerbetriebnahme).

Des Weiteren gilt es, dem Operateur durch Priorisierung der Alarme (z. B. entsprechend der möglichen Auswirkung der Störungen und der einzuhaltenden Reaktionszeit des Operateurs) eine Bearbeitungsreihenfolge vorzuschlagen. Die Prioritäten sind z. B. optisch durch farbliche Kennzeichnung deutlich zu machen.

Des Weiteren soll die Alarmdarstellung eine schnelle Bestimmung und Zuordnung der Alarmquelle und Alarmursache ermöglichen. Dazu sind die Farben und Darstellungsstandards durchgängig anzuwenden (Konsistenz in der Informationsdarstellung).

Der Operateur ist zur Entscheidungsfindung dabei zu unterstützen, sich ein Gesamtbild zum Zustand der Anlage zu machen.

Optische/akustische Hinweise (z. B. Hör-, Sichtmelder und Lautsprecher) zu Alarmmeldungen sollten sparsam verwendet werden. Für Beschäftigte in der Anlage in lauter Umgebung kann auch Vibrationsalarm hilfreich sein.

Um den notwendigen Bedieneingriff zu erleichtern, sollte der Operateur schnell zum entsprechenden Prozessbild/zur Anzeige navigieren können. Zusätzlich sind den Alarmen zugeordnete Hilfetexte mit unterstützenden Handlungsanweisungen und einblendbare Leitfelder hilfreich.

Alarmmeldungen sollen gut sichtbar im zentralen Blickfeld des Operateurs angezeigt werden (ASM 2008). Weitere unterstützende Hintergrundinformationen sollen leicht zugänglich sein.

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