Software zur Verbesserung der Ergonomie am Arbeitsplatz

Software zur Verbesserung der Ergonomie am Arbeitsplatz
In den vergangenen Jahren registrieren immer mehr Unternehmen
Unfälle am Arbeitsplatz, die sich aus ständig wiederkehrenden und
unergonomischen Arbeitsvorgänge ergeben. Deshalb ist der Aufwand
groß um Produktionssequenzen zu entwickeln, bei denen die
erforderlichen Handgriffe sicher und effizient ausgeführt werden
können. Trotz der Integration von Robotern und automatisierten
Arbeitsabläufen für sich ständig wiederholende und teilweise nicht
ungefährliche Aufgaben, bleibt ein Restrisiko. Jedes vierte Wiederhol-
Trauma wird aus der Automobilindustrie gemeldet.
Die ‚Small Car Group‘ (SCG) des größten Autoherstellers der Welt,
General Motors, hat sich zum Ziel gesetzt, diese Statistik im postiven
Sinne zu verändern. Bereits 1996 unternahm GM die ersten Schritte
zur Verbesserung der Ergonomieplanung durch den Einsatz der
Planungssoftware ROBCAD/Man von Tecnomatix Technologies.
Ausschlaggebend für den Einsatz war die Erfahrung von Tecnomatix
auf dem Gebiet der CAPE-Software und die Tatsache, dass das
Unternehmen der führende Anbieter für Softwaretools für die digitale
Fabrik ist. Mit ROBCAD/Man konnten die Ingenieure die Analyse von
gegebenen Szenarien hinsichtlich der Ergonomie und
Arbeitssicherheit durchführen und den gesamten Fertigungsprozess,
angefangen bei der Handhabung der Produktionsmittel bis zu den
nötigen Arbeitsschritten bei manuellen Schweißarbeiten prüfen.
Die ergonomische Anpassung der Arbeitsplätze und der gesamten
Produktion war vor dem Einsatz der Software ein langwieriger und
aufwendiger Prozess. Mittels lebensgroßer Pappmenschen stellten
die Mitarbeiter der Arbeitssicherheit bei GM die von der Fertigung
geforderten Handgriffe physisch nach. In Checklisten wurden dann die
verschiedenen Parameter werden anschließend in Checklisten
erfasst. Dazu gehören z.B. die benötigte Kraft bei bestimmten
Tätigkeiten, vorhandene Abstände und Zwischenräume,
Körperhaltung, Erreichbarkeit der Werkzeuge und Sichtbarkeit der zu
bearbeitenden Stellen. Natürlich wurde die Anatomie des Menschen
bedacht. Mit den unterschiedlich großen Dummys wurden
entsprechende Produktionssequenzen durchgespielt, um eine
optimale Ergonomie für kleine, großwüchsige und normal gebaute
Menschen sicherzustellen. Wenn bestimmte Bewegungen sich als
schwierig oder unsicher erwiesen, wurden diese auf der Checkliste
vermerkt. Die Ergonomieingenieure arbeiteten dann zusammen mit
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den Konstruktionsingenieuren die notwendigen Änderungen aus und
passten die Produktion an die Ergonomieerfordernisse an. Im
Anschluß wurde die Testreihe mit den neuen Parametern wiederholt,
um die Ergebnisse zu überprüfen.
Mit dem CAPE-Tool ROBCAD/Man lassen sich am Bildschirm
Fertigungsabläufe virtuell nachbilden, die aktuellen
Konstruktionsprozesse simulieren und darstellen und somit sichere
und effiziente Arbeitsumgebungen schaffen. Dafür ist eine Bibliothek
mit „virtuellen“ Menschen in ROBCAD/Man integriert, die sich in
Geschlecht, Alter, Größe, Gewicht und anderen anatomischen
Eigenschaften unterscheiden. Deshalb lassen sich menschliche
Bewegungen während der Fertigung am Monitor simulieren und
analysieren und Mängel in der Arbeitsplatzgestaltung schneller
erkennen.
„Ich kann ein menschliches Modell so programmieren, dass es genau
das tut, was der Arbeiter in der Produktion auch tun muss. Ich kann
prüfen, ob ein großer Mann oder eine besonders kleine Frau für eine
bestimmte Aufgabe geeignet sind, sich strecken, bücken oder
verdrehen müssen“ erklärt Lynne Klungle, Ingenieurin in der SC-
Gruppe bei GM. „Ich kann mich vergewissern, dass die gesamte
Produktion für alle Arbeiter sicher ist und unsere ergonomischen
Richtlinien hinsichtlich Körperhaltung, Erreichbarkeit, und Sichtbarkeit
erfüllt werden. Und das lange bevor die Konstruktionsmittel
fertiggestellt wurden.“
Seit dem Einsatz der Software hat sich die ergonomischen
Arbeitsplatzgestaltung bei GM deutlich verbessert. Die Analyse und
Anpassung der Arbeitssicherheit wurde genauer, weniger
zeitaufwendig und insgesamt viel einfacher. Anstatt wie bisher
Parameter zu schätzen, verwendet GM jetzt die offiziellen Richtlinien
des „National Institute for Occupational Safety and Health“ (NIOSH) in
Washington, um beispielsweise das zulässige Hebegwicht für Arbeiter
festzulegen.
Durch den Einsatz der Software ließen sich verschieden Vorteile
erzielen. So konnte beispielsweise die Simulation eines
Versiegelungsprozesses innerhalb einer Woche von einer Person
durchgeführt werden. Die Zahl der kostenintensiven Prototypen und
Dummys wurde reduziert und zudem müssen weniger menschliche
„Akteure“ die Produktion „testen“. Die Produktion kann schneller und
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einfacher geändert und den Ergonomieanforderungen angepasst
werden. Und die Gesundheit der Arbeiter wird allgemein verbessert
und durch eine verbesserte Arbeitssicherheit wird eine höhere
Effizienz garantiert.
„Durch den Einsatz von ROBCAD/Man sind wir in der Lage, das
Entladen von Teilen aus Kisten zusammen mit den ausführenden
Arbeitern zu simulieren. Wir sehen sofort, wie weit sich eine Person
bücken oder strecken muss und können dann das zulässige
Hebegewicht berechnen, genauso wie die Hebefrequenz oder die
notwendigen Bewegungen beim Tragen,“ ergänzt Klungle. „Wenn
irgendeine Bewegung eine zu hohe Belastung bedeutet, wird dies
entsprechend angezeigt. Wir können dann den Prozess optimieren,
indem wir beispielsweise die Kisten auf eine andere Höhe
transportieren oder andere Werkzeuge verwenden.“
Eine der Anwendungen, die mit ROBCAD/Man durchgeführt wurde,
war das Versiegeln eines Radkastens. Durch die Analyse mit der
Software wurde die benötigte Höhe der Fertigungslinie so angeordnet,
dass eine gute Zugänglichkeit und Sichtbarkeit der entsprechenden
Arbeitspunkte möglich war. Ohne den Einsatz der Software hätte man
wieder entsprechende Dummys anfertigen müssen, um die richtige
Höhe durch Versuche herauszubekommen. Ein Prozess der
aufwendig und langwierig ist. Mit der Software hingegen war es dem
Unternehmen möglich, die Versiegelung ohne den Einsatz von
physikalischen Prototypen optimal zu planen. Die Simulation und
Analyse der verschiedenen Szenarien wurde von einer einzigen
Person in weniger als einer Woche komplettiert.
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