Das Ergonomieprojekt
 

Roland Lippmann

Ergonomieprojekte unterliegen ähnlichen Prinzipien, wie wir sie von komplexen Konstruktionsaufgaben kennen. Unterschiede gibt es nur in der Aufgabe selbst und ggf. in den am Projekt beteiligten Personen sowie in den jeweils erforderlichen Programmapplikationen.

Ein Projekt ist 
a) die Auswahl der am Projekt beteiligten Personen,
b) eine ganzheitliche Ziel- und Aufgabenbeschreibung,
c) die Auswahl aller für das Projekt zu nutzenden Methoden, Module,
   Geräte und Hilfsmittel und die evtl. zu berücksichtigenden Normen,
d) die Festlegung der aufeinander folgenden Arbeitsschritte,
e) die Entscheidung, mit welchen Tests (ggf. Feldstudien) die Zwischen und Endergebnisse überprüft werden sollen und
f) die Entscheidung über Umfang und Qualität der Ergebnisdokumentation,
g) die Entscheidung über Präsentation und evtl. Publikation der Ergebnisse.

Der Analyseerfolg ist in hohem Maße abhängig von der Fähigkeit und Erfahrung der beteiligten Personen. Ihre Kenntnisse über ergonomische Zusammenhänge und ihre Erfahrungen im Umgang mit dem Analysemedium (Rechner und CAD) und dem Analyseprogramm beeinflussen nicht nur die für die Durchführung des Projektes erforderliche Zeit, sondern auch die Qualität der Analyseergebnisse. Die Ergebnisse werden aber auch von der Fähigkeit bestimmt, das ergonomische Problem zu erkennen und exakt und umfassend zu definieren. Nur wer das Analysemedium beherrscht und das Problem beschreiben kann, ist in der Lage, die erforderlichen Hilfsmittel zu wählen und die richtigen Module für die erfolgreiche Arbeitsschrittfolge festzulegen. Da die Ergebnisse in der Regel für Dritte nachvollziehbar sein müssen, kann die graphische und alphanumerische Qualität der Dokumentation mit darüber entscheiden, ob der tatsächliche Wert der Analyse erkannt wird und weitere Ergonomieprüfungen in Auftrag gegeben werden.


Der Analyseauftrag

Ergonomische Analysen werden nicht in Auftrag gegeben, weil ein Gesetz dies fordert. Am häufigsten werden Analyseaufträge erteilt, wenn ein Redesign einer Maschine beabsichtigt ist und dabei aus einer ergonomischen Istzustandsprüfung Anregungen für die ergonomische Neugestaltung des Produktes gewünscht werden. Analyseaufträge sind auch dann zu erwarten, wenn an einer ergonomisch unzulänglich gestalteten Maschine oder Arbeitsumgebung krankheitsverursachende Probleme auftreten, auf die die Beschäftigten mit unüberhörbaren Klagen reagieren. Analysen werden auch dann angefordert, wenn an einem Arbeitsplatz die Fehlerhäufigkeiten oder die Unfallraten auffallend hoch sind und die Produktqualität und/oder die geplanten Produktionszeiten darunter leiden. Natürlich gibt es auch Ergonomieanalysen während - besser noch vor - der Entwicklung eines neuen Produkts. Und dies am ehesten dann, wenn das Produkt und die Ausbildung derer, die das Produkt "führen" sollen ungewöhnlich teuer ist. Das beste Beispiel dafür ist das Flugzeug. Die Fahrzeugproduktion zeigt, daß ein "bißchen Ergonomie" auch durch den konkurrierenden Markt erzwungen wird. Weil Ergonomieanalysen als zwingende Teilaufgaben in Konstruktionsprozessen nicht selbstverständlich sind, sollte man sie in den wenigen Fällen, in denen sie in Auftrag gegeben werden, unbedingt den allgemeinen Planungsstandards unterwerfen. Ergonomieanalysen sollen nicht nur Defizite aufdecken, sondern auch sichere und wirtschaftlich realistische Hinweise zu ihrer Vermeidung oder Beseitigung liefern. Dem Auftraggeber obliegt es, ob diese Vorschläge im Konstruktionsprozeß kreativ umgesetzt werden.
Planungsschritte


A) Vorplanung in Abstimmung mit dem Auftraggeber

Analyseauftrag: (Beispiel) "CAD-Arbeitsplatz für sitzende und stehende Nutzung"
Ermittlung der Verstellbereiche der geteilten Tischplatte und Fußstütze nach den Bedingungen des internationalen Marktes
(insbes. Japan). Dokumentationsart und -umfang freibleibend.

Kontaktperson: zur Klärung von Sachfragen steht Herr A der Auftragsfirma bereit

Analysezeit: geplant 20 Arbeitstage incl. Dokumentation, 2 Tage Nachbesserungen

Analysemedium: 80586-100 Mhz (Laborrechner)

Dokumentationsmedium: Postscriptdrucker, Tintenstrahldrucker

CAD-Programm: CADKEY 7.5

Analyseprogramm: ANTHROPOS 4 Profi-Version

Dokumentationsprogramm: CORELDRAW/Photostyler

Dokumentationsart: DIN A4-Broschüre vierfach, Texte Helvetica 12, CAD-Zeichnungen mit und ohne Menschmodelle schw/w im Text und auf Sonderblättern teilweise bemaßt, farbige Fotos vom Bildschirm in Arbeitsschrittfolgen geordnet, Modellanimationen möglichst in Bewegungsphasen darstellen,
  Belastungen der Körperhaltungen mit der Modellgraphik in Balken-diagrammen visualisieren, Titelblatt mit 2 Modellen und Umgebung
synoptisch und farbig gestalten, Zeichnungsfiles werden übergeben. (s. Publikation und Präsentation)

Ausführende: Herr X und Frau Y, Hilfsdienste für Photographie und Dokumentation Frau Z

Umgebungsgraphik: als 3D-Wireframegraphik aus CADKEY6 des Auftraggebers wird ein zweigeteilter Tisch mit Fußpodest übernommen. Gruppierungen,
exakte Layerzuordnungen und Restriktionsflächen zur Kollisionsprü-fung fehlen. Die Konstruktion ist in der übergebenen Qualität in CADKEY nicht hiddenlinefähig. Stühle oder Stehhilfen, Telefon und Beleuchtungskörper wurden als Graphik nicht übergeben.

Publikation der Ergebnisse: Vom Auftraggeber wird angeregt, die Analyse oder Teile
daraus so zu gestalten, daß sie als Ganzes den Filialen als Verkaufsargumentation dienen und/oder öffentlich publiziert werden können.

Präsentation der Ergebnisse: Der Auftraggeber wünscht, daß die Ergebnisse dem Vorstand und den Marketing- und Konstruktionsabteilungen in einem 30minütigen Folienvortrag präsentiert werden. Teile der Ergebnisse können auch gleichzeitig am Bildschirm gezeigt werden.


B) Vorbereitende Arbeiten im CAD

Graphik übernehmen und anpassen: Übernahme der bereitgestellten Umgebungsgraphik und Nachbesserungen für Hiddenlining (sinnvolle Farben- und Layerzuordnung in Layerliste und Gruppierung, zumindest der Verstellelemente, vornehmen), Restriktionspolygone für Kollisionsprüfungen auf Sonderlayern anlegen.

Bewegungsbahnen anlegen: Falls die Hände nacheinander mehrere Zielpunkte in einer Bewegungssequenz erreichen sollen, sind diese mit einer auf separatem Layer abgelegten Polylinegraphik zu verbinden.

Maßzahl- und Schriftparameter einstellen: Um eine gleichbleibende Darstellung zu gewährleisten, sind alle erforderlichen Statusparameter einzustellen und die Umgebungsgraphik danach zu speichern.

3D-Objekte kreieren: Falls die Modelle passive Objekte mitführen oder die ANTHROPOS-Bewegungen von aktiven Objekten bestimmt werden sollen, müssen diese - falls nicht bereits als PTN vorhanden - in 3D gezeichnet und zur späteren Verbindung mit den Modellen in die Umgebungsgraphik eingebunden werden.

Vorhandene PRT- und PTN-Files prüfen: Vorhandene Elemente (Stühle, Telefon, Lampen etc.) auf ihre Verwendbarkeit ( incl. Hiddenlinefähigkeit) prüfen und ggf. anpassen. Diese Elemente so in die PTN-Bibliothek stellen, daß sie in der Umgebungsgraphik punktgenau zu positionieren sind.

Druckerfunktion prüfen: Durch Probedrucke der Umgebungsgraphik in mehreren Ansichten die Funktionsfähigkeit des Druckers und die optimalste Darstellungsart und -qualität feststellen.


C) Vorbereitende Arbeiten im ANTHROPOS

Analyseziel-Definition: Bei einer sorgfältig geplanten Analyse werden vor Arbeitsbeginn die Analyseziele formuliert und die Programm-Module ausgewählt, die zum Einsatz kommen müssen. Im Modul Personenverwaltung sind die Modelle, ihre graphische Qualität oder zusätzliche Graphiken (Hüllkurven, Meßpunkte etc.) zu bestimmen. Zur Ermittlung der Höhenverstellung und der Erreichbarkeiten einzelner Extremitäten sind die Auto- und Manualanimation erforderlich. Soll die Erreichbarkeit vieler Zielpunkte gleichzeitig ermittelt und dokumentiert werden, kommt das Ergonomiemodul Erreichbarkeit zum Einsatz. Zur einfachen Sichtsimulation reicht das Permanentauge in der Autoanimation. Soll jedoch auch die durch große Bildschirme verursachte Sichtbehinderung dargestellt werden, dann muß das Ergonomiemodul Sehen zum Einsatz kommen. Falls die Modelle bei der Animation auch Werkzeuge mitführen sollen oder ihre Bewegung durch zwangsgeführte Stellteile bestimmt wird, sind im Objektmodul die entsprechenden Objekte einzustellen. Zur Zielformulierung gehört die im Optionsmodul (Datenfilter) vorzunehmende Festlegung der Gelenke, deren animationsbedingte Belastung angezeigt werden soll, genau so, wie die Auswahl der in der Haltungsanalyse anzuwendenden Belastungsparameter (Gelenkpunktwiderstand, Drehmoment etc.). Falls die Graphiken in einem DIN-Rahmen erstellt werden sollen, dann sollte bei der Vorausentscheidung im Organisationsmodul festgelegt werden, welche zusätzlichen Informationen in der Legende zu erstellen sind.
Für komplexere Analysen und/oder Ergebnispräsentationen kommen die komplexeren Module Parametrikanimation (automatische Verstellung und Bemaßung der Umgebungsobjekte), Restriktionsanimation (Kollisionserkennung - und vermeidung , Sequenzanimation (Darstellung von Ganzkörperbewegungsphasen) oder das Jobmodul (automatische Bildfolgedarstellung) zum Einsatz. In Sonderheit müssen auch die Module Heben und Tragen bzw. Beinkraft verwendet werden.

Projekt anlegen: Umgebungsgraphik laden, "Projekt NEU" initialisieren (oder, falls die gleiche Typ-, Graphik- und Filtereinstellung wie beim Defaultprojekt zutrifft, die Initialisierung unterlassen). In dieser Situation entfallen die folgenden fünf Arbeitsschritte.

Modelltyp bestimmen: Entscheiden, mit welchen Modelltypen nach den Bedingungen des festgelegten Marktes (max. 5 Modelle in einem Projekt) die Analyse durchgeführt werden soll.

Modelltyp auswählen: In der Personenverwaltung die Modelltypen auswählen und für jede Person "ausführen".

Graphikqualität bestimmen: In der Personenverwaltung für jede Person die gewünschte Graphikqualität festlegen. Bei einer evtl. beabsichtigten synoptischen Darstellungen von zwei unterschiedlichen Modellen empfiehlt es sich, die jeweils größere Figur in Work1- oder Wireframe-Solidgraphik und die kleinere Figur grau geshadet darzustellen.


Zusatzgraphik auswählen: Festlegen, welche zusätzlichen Graphiken den Personen in der Graphikoption zugeordnet werden sollen (Hüllkurven, Meß- und/oder Hüftpunkte, Haftpunktbemaßung und/oder Haftpunktmarker) und die Kollisionspunkte und Objekte ein/ausschalten.

Datenfilter einstellen: Um die Datenflut zu reduzieren und den Output exakt auf das erforderliche Maß zu begrenzen ist es ratsam, in der Filterauswahl die Gelenke und Leistungen (Drehmomente, Winkelwerte etc.) auszuwählen, die in der Dokumentation der Personenverwaltung und in der Graphikkopie der Haltungsanalyse printfähig angezeigt werden sollen.

Projekt speichern: Nach Abschluß der vorbereitenden Arbeiten das Projekt mit der zu analysierenden Graphik speichern!

Animationen ausführen: Nach Abschluß aller personenbezogenen Animationenn das Ergebnis (Person in Position mit sämtlichen anderen Attributen) als Personenfiles speichern, um sie in diesem oder in einem ähnlichen Projekt z.B. für eine synoptische Darstellung verschiedener Typen an einem Arbeitsplatz verwenden zu können.

Arbeit unterbrechen: Ehe eine Sitzung unterbrochen wird ist es ratsam, die bis zu diesem Zeitpunkt erzielten Ergebnisse bewußt als Projekt mit altem oder neuem Namen zu speichern. Erfolgt das bewußte Speichern nicht, dann sind die Ergebnisse noch nicht verloren, denn beim erneuten Start werden sie als automatisch gespeichertes Defaultprojekt wieder zur Verfügung stehen. Versäumen Sie auch jetzt das Speichern unter einem Projektnamen und Mitarbeiter (oder Sie selbst) laden ein beliebiges Projekt, dann sind Ihre letzten Arbeitsergebnisse verloren.

Dokumentationsprobe: Da in der Regel die farbigen Ergebnisse des Bildschirmes nur in einer Schwarz-weiß-Graphik dokumentiert werden, sollten bei jedem Zwischenergebnis Probeausdrucke gemacht werden. Sie geben nicht selten Hinweise, den Informationsgehalt der Darstellung durch einen Wechsel der Strichdicken oder Stricharten zu verbessern. In Sonderheit sind auch Anmerkungen, Marker oder Teilvergröße-
rungen sehr nützlich.

Zwischenergebnisse diskutieren: Auch bei Ergonomieanalysen besteht die Gefahr, sich in einer Richtung festzufahren. Dies vermeidet man durch häufiges Diskutieren der jeweiligen Zwischenergebnisse. Es ist auch möglich, an einigen Analyseergebnissen (oder an dem benutzten Analysewerkzeug) zu zweifeln. Diese Verunsicherung wird durch eine Diskussion zumindest abgeschwächt. Wenn die Zweifel jedoch so groß und unausräumbar sind, dann kann z.B. eine Feldstudie an dem zu analysierenden Objekt am Einsatzort weiterhelfen. In der Regel sind Auftraggeber sehr daran interessiert, Zwischenergebnisse vorgelegt zu bekommen. Und nicht selten werden danach von ihm die Ziele enger und konkreter gefaßt. Auch wenn sich nach diesem Gespräch die Zielrichtung ändert, muß das nicht unbedingt zum Nachteil des Auftragnehmers sein, vorausgesetzt, die dadurch entstehende Mehrarbeit wird entsprechend honoriert. Eine sicher willkommene Mehrarbeit ist ein Redesignauftrag oder die Erstellung eines Videos mit dem Rechner.