Anthropometrie: Perzentilberechnung und Datenbanken

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Perzentilberechnung normalverteilter Körpermaße


Standardnormalverteilung mit den statistischen Größen Mittelwert und Standardabweichung


[math]K_{Perzentil}=\bar{x}\cdot s[/math]

KPerzentil: gesuchtes Perzentil

[math]\overline x[/math]: Körpermaßmittelwert

zPerzentil: z-Wert aus Tabelle der Standardnormalverteilung

s: Körpermaßstandardabweichung

[math]z_{Perzentil}=|\frac{K_{Perzentil}-\bar{x}}{s}|[/math]

z-Werte für die Berechnung einiger Perzentile:

1.Perzentil =  [math]\overline x[/math] - 2,33s     99.Perzentil =  [math]\overline x[/math] + 2,33s

3.Perzentil =  [math]\overline x[/math] - 1,88s     97.Perzentil =  [math]\overline x[/math] + 1,88s

5.Perzentil =  [math]\overline x[/math] - 1,65s     95.Perzentil =  [math]\overline x[/math] + 1,65s

10.Perzentil =  [math]\overline x[/math] - 1,28s     90.Perzentil =  [math]\overline x[/math] + 1,28s

20.Perzentil =  [math]\overline x[/math] - 0,84s     80.Perzentil =  [math]\overline x[/math] + 0,84s

25.Perzentil =  [math]\overline x[/math] - 0,67s     75.Perzentil =  [math]\overline x[/math] + 0,67s

50.Perzentil =  [math]\overline x[/math]

Quelle: W.Lange; A. Windel: Kleine ergonomische Datensammlung.Tüv Media;Auflage 13., aktualisierte Auflage. (September 2009)


Beispiel 1: Hauptmaße der Führerräume von Schienenfahrzeugen nach DIN 5566-02:2006-09
Höhe in jedem aufrecht beschrittenen Punkt
Vorzugsmaß: ≥2000 mm
Überprüfung des Vorzugsmaßes
entscheidendes Körpermaß: Körperhöhe
Nutzergruppe: 25-65 Jahre
entscheidendes Perzentil: 99.Perzentil
entscheidendes Geschlecht, Alter: männlich (jüngere Nutzer: 25-29 Jahre, da akzelerierter)

Koerperhoehe.gifKoerperhoehe Masze AA.gif

Körpermaße aus B. Flügel; H.Greil; K.Sommer: Anthropologischer Atlas. Alters- und Geschlechtsvariabilität des Menschen - Grundlagen und Daten. Verlag Minerva edition Wissen, 1986


K99=1755mm+2,33*72mm

99. Perzentil = 1922mm (+ Schuhwerk 30 mm) = 1952 mm ⇒ + Bewegungszuschlag: Höhe >1952 mm

Beispiel 2: Hauptmaße der Führerräume von Schienenfahrzeugen nach DIN 5566-02:2006-09
Höhe des Fluchtweges
Mindestmaß: 1800 mm
Welchem Perzentil entspricht die Höhe des Fluchtweges von 1800 mm bei männlichen Nutzern?
entscheidendes Körpermaß: Körperhöhe
Überprüfung beispielhaft für Nutzergruppe: 18-59 Jahre, männlich


Koerperhoehe2 Masze AA.gif

Körpermaße aus B. Flügel; H.Greil; K.Sommer: Anthropologischer Atlas. Alters- und Geschlechtsvariabilität des Menschen - Grundlagen und Daten. Verlag Minerva edition Wissen, 1986


[math]z_{Perzentil}=|\frac{K_{Perzentil}-\bar{x}}{s}|[/math][math]z_{Perzentil}=|\frac{1800mm-1715mm}{66mm}|[/math]ZPerzentil=1,287

s. Tabelle der Standardnormalverteilung (Ermittlung des Flächenanteils, der dieser Wahrscheinlichkeit entspricht)

ZPerzentil = 1,28   ⇒ Fläche 0,8997   ≈ 90.Perzentil

Für etwa 10% der männlichen Nutzer ist die Fluchtweghöhe zu niedrig.

Beispiel 3: Hauptmaße der Führerräume von Schienenfahrzeugen nach DIN 5566-02:2006-09
Lichter Türdurchgang, Höhe innen
Mindestmaß: 1700 mm
Welchem Perzentil entspricht die Höhe des Türdurchganges von 1700 mm bei jüngeren männlichen Nutzern?
Nutzergruppe: 18-65 Jahre, männlich und weiblich
entscheidendes Körpermaß: Körperhöhe, männlich, 18-25 Jahre

Koerperhoehe3 Masze.gif

Körpermaße aus DIN 33402-2:2007-05)

[math]s=|\frac{K_{50}-K_{5}}{z_{50}-z_{5}}|[/math]   ⇒ [math]s=|\frac{1790mm-1685mm}{0-(-1,65)}|[/math]   ⇒ s = 63,63 mm

s: Standardabweichung

K50: Körpermaß 50.Perzentil

K5: Körpermaß 5.Perzentil

z50: z-Wert Standardnormalverteilung für 50.Perzentil

z5: z-Wert Standardnormalverteilung für 5.Perzentil

[math]z_{Perzentil}=|\frac{K_{Perzentil}-K_{50}}{s}|[/math]   ⇒ [math]z_{Perzentil}=|\frac{1700mm-1790mm}{63,63mm}|[/math]


ZPerzentil=1,414   ⇒ Fläche 0,9207   ⇒ (100-92) = 8.Perzentil

Für nur etwa 8% der männlichen Nutzer ist der Türdurchgang aufrecht passierbar, für 92% der männlichen Nutzer ist die Tür zu niedrig.

Datenbanken für Körpermaße


  • Normative Daten
  • bundesdeutsche Wohnbevölkerung
  • Europabevölkerung
  • Weltbevölkerung
  • berufsgruppenspezifische Bevölkerungsteile
- DIN 33402-2:2007-05 Ergonomie - Körpermaße des Menschen - Teil 1: Begriffe, Messverfahren
- DIN 33402-2:2007-05: Ergonomie - Körpermaße des Menschen - Teil 2: Werte
--> Körpermaßdaten für Wohnbevölkerung der Bundesrepublik
--> Aktualisierung der bisherigen Normdaten durch bundesweit erhobene Körpermessdaten für Frauen und Männer der Altersgruppe von 18 bis 40 Jahre (Stand: 1999)
--> Aktualisierung der Körpermaßdaten für 41-bis 65-Jährige (Stand: vor 2004)
--> geschlechtsspezifisch
--> Altersgruppe 18 – 65 Jahre
--> Vertrauensbereich 5. bis 95. Perzentil
- DIN 33402-2 Beiblatt 1:2006-08 Ergonomie — Körpermaße des Menschen - Beiblatt 1 zu Teil 2: Werte; Anwendung von Körpermaßen in der Praxis
- DIN EN 547-1:2009-01: Körpermaße des Menschen - Teil 1: Grundlagen zur Bestimmung von Abmessungen für Ganzkörperzugänge von Maschinenarbeitsplätzen
- Anthropologischer Datenatlas (1986) in: Flügel B., Greil H., Sommer K. (1986): Anthropologischer Atlas. Grundlagen u. Daten
- DIN EN 547-2:2009-01: Körpermaße des Menschen - Teil 2: Grundlagen für die Bemessung von Zugangsöffnungen
- DIN EN 547-3:2009-01: Körpermaße des Menschen - Teil 3: Körpermaßdaten (Erhebungszeitraum: vor 1997)
- Internationaler anthropometrischer Datenatlas (1993) in: Internationaler anthropometrischer Datenatlas. Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Fb. 587. Wirtschaftsverlag NW, Bremerhaven. Jürgens, H. W. (1993)
- Körpermesswerte des Europamenschen (1998) in: Arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse Nr. 108, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Dortmund 1998
--> Europamensch: Grenzperzentile P5 und P95:
--> Nordregion: Grenze für 95. Perzentil; Südregion Grenze für 5. Perzentil
- Grenzperzentile nicht geschlechtsdifferenziert
--> Altersgruppe 18 bis 60 Jahre
- DIN EN ISO 14738:2009-07: Sicherheit von Maschinen – Anthropometrische Anforderungen an die Gestaltung von Maschinenarbeitsplätzen
- DIN EN ISO 7250:2010-06: Wesentliche Maße des menschlichen Körpers für die technische Gestaltung
- DIN EN 614-1:2009-06: Sicherheit von Maschinen - Ergonomische Gestaltungsgrundsätze - Teil 1: Begriffe und allgemeine Leitsätze
- DIN EN ISO 3411:2009-01: Erdbaumaschinen - Maschinenführer - Körpermaße, Mindest-Freiraum
--> Erhebungszeitraum: Vorgängernorm: vor 1995, aktuelle Norm mit leicht veränderten Daten
- DIN EN ISO 15537:2005-03: Grundsätze für die Auswahl und den Einsatz von Prüfpersonen zur Prüfung anthropometrischer Aspekte von Industrieerzeugnissen und deren Gestaltung (Erhebungszeitraum 1965-1985)
- DIN 5566:2006-01: Schienenfahrzeuge - Führerräume -Teil 1: Allgemeine Anforderungen. 2006-09
  • Datensammlungen (Quelle: Scheffler; Schüler: KAN-Studie 51)
  • Handbücher i. allg. für den Praktiker
- unterschiedliche Angaben zu Stichproben; selten aktuelle Daten
- komplexe oder ausgewählte Datensammlungen
- anwenderorientiert, Nutzungshinweise
- Perzentilwertangaben
- z. B.: Anthropologischer Atlas; Handbuch der Ergonomie; Kleine ergonomische Datensammlung
  • wissenschaftliche Journale
- kleine Stichproben; aktuelle Daten
- ausgewählte Datensammlung
- nicht anwenderorientiert/keine Nutzungshinweise
- statistisch unterschiedliche Angaben
- z. B.: Anthropologischer Anzeiger; Ergonomics; Applied Ergonomics
  • Körpermaßreihenmessung SizeGERMANY
- durchgeführt vom Forschungszentrum Hohenstein Institute und der Human Solutions GmbH mit Unterstützung von Bekleidungsindustrie, Handel sowie der Automobilindustrie
- Zeitraum: 7/2007 bis 10/2008 an 31 Standorten in Deutschland
- 13362 Personen (Männer, Frauen, Kinder); Altersverteilung: 6 -87 Jahre; Erfassung von mehr als 70 Körpermaßen
- Durchführung mit moderner 3D-Scannertechnologie
- Maßdefinitionen konform zu internationalen Standards ISO 8559 –Maße für Bekleidung; ISO 7250 –Maße für Ergonomie; ISO 20685 –Scanning
---> s. auch: forward textile technologies Juni 2009 und SizeGermany-Portal


Quellenverzeichnis:

Dr. Christiane Scheffler; Dr. Grit Schüler: KAN-Studie 51 „Rohfassung eines Leitfadens für die richtige Auswahl und Anwendung anthropometrischer Daten“. Verein zur Förderung der Arbeitssicherheit in Europa e.V. (VFA). Mai 2013