Bewegungstechnische Arbeitsgestaltung - Institut für ...
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Übung Arbeitswissenschaft<br />
Wintersemester 2010/ 2011<br />
Prof. Dr.-Ing. Ralph Bruder<br />
<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 1
Übung 8: <strong>Bewegungstechnische</strong><br />
<strong>Arbeitsgestaltung</strong> (Produktionsergonomie)<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 2
Lernziele der Übung<br />
• Abgrenzung des Begriffes<br />
– Was ist bewegungstechnische <strong>Arbeitsgestaltung</strong>?<br />
• Lernziele<br />
– Grundlegende Gestaltungsprinzipien erläutern können<br />
• Bewegungsvereinfachung, -verdichtung und<br />
Automatisierung<br />
• Maßnahmen zur Reduzierung der Ausführungszeit<br />
• Begriffe MTM und WF kennen<br />
• Praktische Anwendung<br />
– Analyse, Bewertung und Gestaltung an einem Fallbeispiel<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 3
Definition von bewegungstechnische<br />
<strong>Arbeitsgestaltung</strong><br />
• <strong>Arbeitsgestaltung</strong> verfolgt das Ziel, die Bedingungen <strong>für</strong> ein<br />
optimales Zusammenwirken von Mensch, Technik, Information<br />
und Organisation zur Erfüllung der Aufgabe des Arbeitssystems<br />
zu schaffen. (REFA, 1993)<br />
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Definition von bewegungstechnische<br />
<strong>Arbeitsgestaltung</strong><br />
• <strong>Arbeitsgestaltung</strong><br />
– Gestaltung von Arbeitsabläufen<br />
• WO (im welcher Abteilung und am welchem Arbeitsplatz)<br />
• WANN (in welcher zeitlichen Reihenfolge)<br />
• WOMIT (mit welchen Menschen und Betriebsmitteln)<br />
– Gestaltung von Arbeitsplätzen<br />
• Arbeitsplatz<br />
• Arbeitsmitteln<br />
• Arbeitsumgebung<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 5
Definition von bewegungstechnische<br />
<strong>Arbeitsgestaltung</strong><br />
• <strong>Arbeitsgestaltung</strong><br />
physiologisch<br />
�<br />
anthropometrisch<br />
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informatorisch<br />
organisatorisch<br />
bewegungstechnisch<br />
�
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
Bewegungsvereinfachung<br />
Prinzipien der <strong>Arbeitsgestaltung</strong> nach<br />
bewegungstechnischen Gesichtspunkten<br />
Bewegungsverdichtung<br />
Teilmechanisierung und<br />
Automatisierung<br />
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(REFA, 1993)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
Bewegungsvereinfachung<br />
Prinzipien der <strong>Arbeitsgestaltung</strong> nach<br />
bewegungstechnischen Gesichtspunkten<br />
Bewegungsverdichtung<br />
Teilmechanisierung und<br />
Automatisierung<br />
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(REFA, 1993)
Bewegungsvereinfachung<br />
• Erkennen und Abbauen von schwierigen Bewegungselementen<br />
• Anwendung von SvZ bei Veränderung der Einflussgrößen<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 9
Systeme vorbestimmter Zeiten (SvZ):<br />
• Systeme vorbestimmter Zeiten sind Verfahren,<br />
manuelle, vom Menschen voll beeinflussbare Arbeitsabläufe in<br />
Bewegungselemente aufzugliedern<br />
und diesen Normalzeitwerte zuzuordnen.<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 10
Systeme vorbestimmter Zeiten<br />
Systeme vorbestimmter Zeiten (SvZ):<br />
• Work Factor Verfahren (WF), 1945<br />
• Methods Time Measurement Verfahren (MTM), 1948<br />
Loslassen Hinlangen<br />
Fügen<br />
Bringen<br />
Greifen<br />
85% manuelle<br />
Tätigkeiten<br />
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Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Vermeide unproduktives Suchen<br />
durch funktionsbedingte<br />
Anordnung<br />
• Setze Greifbehälter mit<br />
greifgünstiger Greiffläche ein<br />
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(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Unterarmbetonte Bewegungen benötigen bis zu 30% weniger<br />
Zeit als oberarmbetonte Bewegungen.<br />
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(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Vermeide Bewegungen senkrecht oder parallel zur Medialebene<br />
• Sie erfordern statische Drehmomente<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 14<br />
(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Ordne häufig benutzte Teile zentral, selten benötigte dezentral<br />
an.<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 15<br />
(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
Bewegungsvereinfachung<br />
Prinzipien der <strong>Arbeitsgestaltung</strong> nach<br />
bewegungstechnischen Gesichtspunkten<br />
Bewegungsverdichtung<br />
Teilmechanisierung und<br />
Automatisierung<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 16<br />
(REFA, 1993)
Bewegungsverdichtung<br />
• Erkennen und Eliminieren von unnötigen und/oder<br />
zeitintensiven Bewegungen<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 17
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Vermeide<br />
ungünstigen<br />
Körperhaltungen<br />
• Beachte<br />
Arbeitsplatzmaße,<br />
Anordnung der<br />
Ausrüstung am<br />
Arbeitsplatz<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 18<br />
(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Zuführung von Teilen in den Greifraum des Arbeitsplatzes<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 19<br />
(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Höhenkonstanz zwischen den Handlungsstellen am Arbeitsplatz<br />
• Vermeidung von zusätzliche Körperbewegungen<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 20<br />
(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Effektivere Anordnung der Arbeitsplätze<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 21<br />
(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
Bewegungsvereinfachung<br />
Prinzipien der <strong>Arbeitsgestaltung</strong> nach<br />
bewegungstechnischen Gesichtspunkten<br />
Bewegungsverdichtung<br />
Teilmechanisierung und<br />
Automatisierung<br />
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(REFA, 1993)
Teilmechanisierung und Automatisierung<br />
• Erkennen und Benutzen technische Unterstützung bei<br />
Arbeitsmitteln.<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 23
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Einsatz von Arbeitshilfen<br />
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(Britzke et al. 1989)
Grundlegende Gestaltungsprinzipien<br />
• Einsatz von dreh- und schwenkbaren Montagevorrichtungen<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 25<br />
(Britzke et al. 1989)
Vergleich verschiedener Hilfsmittel zum<br />
Eindrehen einer Schraube<br />
Hand<br />
Zuführung: Manuell<br />
Zeitaufwand: 100%<br />
Hand<br />
Zuführung: Manuell<br />
Zeitaufwand: 80 %<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 26<br />
(Britzke et al. 1989)
Vergleich verschiedener Hilfsmittel zum<br />
Eindrehen einer Schraube<br />
Elektroschrauber<br />
Zuführung: Selbsttätig<br />
Zeitaufwand: 50%<br />
Vakuumschrauber<br />
Zuführung: automatisch<br />
Zeitaufwand: 20%<br />
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(Britzke et al. 1989)
Übung 1<br />
• Analyse, Bewertung und Gestaltung an einem Fallbeispiel nach<br />
bewegungstechnischen Gesichtspunkten<br />
(Maßnahmen zur Reduzierung der Ausführungszeit)<br />
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Übung 1: Aufgabenstellung<br />
B<br />
A<br />
C D E<br />
F G<br />
Greifbehälter<br />
Es werden 7 verschiedene Bauteiltypen (A, B, C, D, E, F und G) benutzt,<br />
um 5 Produktvarianten zu erzeugen. Die Abmaße der Greifbehälter sind<br />
50x40x15 cm 3 . Die Abmaße der Montagevorrichtung ist 60x30x10 cm 3 . Es<br />
gibt eine Werkzeugtafel, deren Werkzeuge häufig benötigt werden.<br />
benötigte Teile<br />
Variante A B C D E F G Produktion [%]<br />
I 4 5 8 1 3 2 2 5<br />
II 1 7 4 2 2 7 1 20<br />
III 6 2 2 7 2 9 1 25<br />
IV 9 8 4 4 1 8 2 15<br />
V 4 1 1 1 2 7 1 35<br />
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Werkzeugtafel
Ein erster Ansatz<br />
Montagevorrichtung<br />
Greifbehälter<br />
Tafel mit Werkzeugen<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 30
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Fragen:<br />
• Welche Anordnung der Greifbehälter (A-G) hilft, die<br />
Ausführungszeit zu reduzieren?<br />
• Welche Einflussgrößen auf die Bewegungszeit müssen hier<br />
berücksichtigt werden?<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 31
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Fragen:<br />
• Welche Ausrichtung der Greifbehälter (A-G) hilft, die<br />
Ausführungszeit zu optimieren?<br />
• Welche Faktoren müssen hierbei berücksichtigt werden?<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 32
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Fragen:<br />
• In welcher Reihenfolge sollen die Greifbehälter positioniert<br />
werden, um die Ausführungszeit zu reduzieren?<br />
• Welche Einflussgrößen auf die Bewegungszeit müssen hier<br />
berücksichtigt werden?<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 33
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Hand<br />
Zuführung: Manuell<br />
Zeitaufwand: 100%<br />
Elektroschrauber<br />
Zuführung: Selbsttätig<br />
Zeitaufwand: 50%<br />
Hand<br />
Zuführung: Manuell<br />
Zeitaufwand: 80 %<br />
Frage:<br />
Vakuumschrauber<br />
Zuführung: automatisch<br />
Zeitaufwand: 20% (Britzke et al. 1989)<br />
Es soll <strong>für</strong> diese angenommen<br />
werden, dass 2 der 7 Bauteile<br />
unterschiedliche Schrauben sind.<br />
Welcher Automatisierungsgrad<br />
des Schraubers würde am<br />
besten zu dieser Situation<br />
passen? (s. Abb.)<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 34
Übung 1: Lösung<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 35
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Fragen:<br />
• Welche Anordnung der Greifbehälter (A-G) hilft, die<br />
Ausführungszeit zu reduzieren?<br />
• Welche Einflussgrößen auf die Bewegungszeit müssen hier<br />
berücksichtigt werden?<br />
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Übung 1: Lösung zur Anordnung<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 37
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Fragen:<br />
• Welche Ausrichtung der Greifbehälter (A-G) hilft, die<br />
Ausführungszeit zu optimieren?<br />
• Welche Faktoren müssen hierbei berücksichtigt werden?<br />
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Übung 1: Lösung zur Ausrichtung<br />
• Ordne Greifbehälter auf Kreisbögen um die Schultergelenke<br />
herum an<br />
• Vermeide statische Arbeit<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 39
Übung 1: Aufgabenstellung<br />
Fragen:<br />
• In welcher Reihenfolge sollen die Greifbehälter positioniert<br />
werden, um die Ausführungszeit zu reduzieren?<br />
• Welche Einflussgrößen auf die Bewegungszeit müssen hier<br />
berücksichtigt werden?<br />
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Übung 1: Lösung zur Reihenfolge<br />
benötigte Teile<br />
Variante A B C D E F G Produktion [%]<br />
I 4 5 8 1 3 2 2 5<br />
II 1 7 4 2 2 7 1 20<br />
III 6 2 2 7 2 9 1 25<br />
IV 9 8 4 4 1 8 2 15<br />
V 4 1 1 1 2 7 1 35<br />
Summe 465 370 265 315 190 740 120<br />
2.<br />
3.<br />
5.<br />
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4.<br />
6.<br />
1.<br />
7.
Übung 1: Lösung zur Anordnung<br />
• Unterarmbetonte Bewegungen benötigen bis zu 30% weniger<br />
Zeit als oberarmbetonte Bewegungen.<br />
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(Britzke et al. 1989)
Übung 1: Lösung zur Reihenfolge<br />
7.G<br />
Übung Arbeitswissenschaft | WS 2010/2011 | <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Arbeitswissenschaft | Torsten Wagner, Hamed Salmanzadeh | 43<br />
1.F<br />
6.E
Übung 1: Lösung zum<br />
Automatisierungsgrad<br />
Hand<br />
Zuführung: Manuell<br />
Zeitaufwand: 100%<br />
Elektroschrauber<br />
Zuführung: Selbsttätig<br />
Zeitaufwand: 50%<br />
Hand<br />
Zuführung: Manuell<br />
Zeitaufwand: 80 %<br />
Frage:<br />
Vakuumschrauber<br />
Zuführung: automatisch<br />
Zeitaufwand: 20% (Britzke et al. 1989)<br />
Es soll <strong>für</strong> diese angenommen<br />
werden, dass 2 der 7 Bauteile<br />
unterschiedliche Schrauben sind.<br />
Welcher Automatisierungsgrad<br />
des Schraubers würde am<br />
besten zu dieser Situation<br />
passen? (s. Abb.)<br />
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Vielen Dank <strong>für</strong> Ihre Aufmerksamkeit!<br />
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