Ergonomiebewertung von Justagearbeiten

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Zielstellung

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Ausgangssituation:

 

• In einem Montagebereich werden Bauteile horizontal und vertikal justiert. Dabei sind zwei Mitarbeiter beteiligt. Während der eine Mitarbeiter anhand eines Messinstrumentes an einer definierten Stelle die Ausrichtung kontrolliert, dreht der zweite Mitarbeiter mit einem Maulschlüssel an der Stellschraube. Dabei ist die rechte Hand die kraftaufbringende Hand, während die linke Hand den Schlüssel auf der Schraube positioniert und den Kontakt kontrolliert. Drehrichtung und Anzahl an Umdrehungen werden über den messenden Mitarbeiter kommuniziert. Je nach Differenz sind keine bzw. mehrere Justagetätigkeiten notwendig. Im Beispiel steht der justierende Mitarbeiter auf einem schmal dimensionierten Gerüst, wodurch z. T. Haltungsanpassungen in Form von Rumpftorsionen auftreten und der Mitarbeiter zu nah an die Verschraubstelle herantreten muss.

Ziel:

• Rechnerunterstützte Bewertung des Kraftausübungsfalls "Betätigung eines Maulschlüssels" der gegebenen Arbeitssituation nach Montagespezifischem Kraftatlas (MKA, s. WAKULA u. a. 2009)
• Nutzung der in der Ergonomiesoftware CharAT Ergonomics verfügbaren Ergonomiefunktionen zur Kraftbewertung (Ergotyping^®-Tools Körperkräfte - Body Forces)
• Bewertung des Gesundheitsrisikos nach normativen Bewertungsansätzen für Ist-Analysen
• Festlegung einzubeziehender Ergonomiekenngrößen
• Dokumentation wichtiger Ergebnisse i. S. einer ergonomischen Nachweisführung
• Erarbeitung eines Lösungskonzeptes zur Reduzierung gefundener physischer Belastungen
• Erreichen eines Risikobereiches grün (Ampelfarbe grün)

Das Lösungskonzept soll keine automatisierte Lösung, sondern eine, bei der der Mensch nach wie vor diese Tätigkeit manuell ausübt, beinhalten.

• digitale Bewertung von Lösungsetappen nach MKA unter Nutzung von CharAT-Funktionen
• Dokumentation der Ergebnisse i. S. einer ergonomischen Nachweisführung

Nutzergruppe/ Referenzpersonen i. S. worst case:

• Männer (nach DIN 33402): 25-60 Jahre (getroffene Annahme)
• Simulation: für die Perzentile M5 (kleiner Mann) und M95 (großer Mann)

Lernziel:

• Kennenlernen von Funktionalitäten des Ergotyping^®-Tools Körperkraftbewertung und deren Einbeziehung in die Ergonomiebewertung
• methodische Schulung
• Kennenlernen digitaler Unterstützung bei Ableitung geeigneter Stellschrauben der Gestaltung

Vorgehen

Ermittlung gegebener Daten und Bedingungen der Ausgangssituation

• Die zu erfassenden Daten leiten sich aus dem zu verwendenden Ergonomieverfahren ab.
• für den MKA benötigte Informationen:

- Kraftangriffspunkt

- Körperhaltung der Personen

- Lage des Kraftangriffspunktes in Bezug zur Person

- kraftaufbringendes Körperteil

- Kraftrichtungen

- aktuell aufzubringende Kraft

- Art der Kraftausübung (statisch, dynamisch)

- Häufigkeit, Dauer

- weitere Umgebungseinflüsse der Handlungsstelle, des Arbeitsplatzes

• Erforderliches Drehmoment am Maulschlüssel: 100 Nm
• Hebelarm: Länge des Maulschlüssels: 450 mm
• aufzubringende Kraft: F x s = M --> F ≈ 220 N
• Kraftangriffspunkt ist ein bestimmter Abschnitt auf der Stellschraube
• Körperhaltung: aufrecht stehend
• einhändige Schub- und Zugkraft (rechte Hand: da Stellschraube: Annahme: gleich bleibende Kraft für Schub und Zug)
• dynamische Ausführung: nur wenige Ausführungen/Justage; wenige Male am Tag
• durch beengende Platzverhältnisse und je nach momentaner Stellung des Maulschlüssels erfordert die Zug- und Schubbewegung neben der Bewegung des Arms eine Körpertorsion: durchschnittlicher Drehwinkel/Teilschritt der Justage: ca. 40°

Diskussion von Haltungsprognosen mit digitalem Menschmodell

• Die zu erwartenden Körperhaltungen anthropometrisch unterschiedlicher Nutzer sind in einer Szene nachzubilden.

Vorüberlegungen zu Genauigkeitsanforderungen für die Haltungseinstellungen Es ist abzuschätzen, welche Ungenauigkeiten bei Haltungsnachbildung auftreten können und welchen Einfluss das auf die Bestimmung der Risikobewertung hat.

• berücksichtigte Haltungsvariationen des MKA für die Grundhaltung Stehen:

- gebeugt, aufrecht, über Kopf,

- Asymmetrie

• explizit keine Differenzierung nach:

- Beine gebeugt,

- Hebelarm (Hand-Arm-Stellung),

- Handstellung, Greifart

Mögliche Ungenauigkeiten in der Haltungsnachbildung: - Stehen aufrecht versus Stehen über Kopf - Asymmetrie versus keine Asymmetrie Die variierenden Haltungsstufen haben Einfluss auf die ermittelte Maximalkraft.

Im Sinne eines worst case-Szenariums können in der Haltungseinstufung die wahrscheinlichsten ungünstigsten Bedingungen verglichen und getrennt diskutiert werden. D. h., dass das Menschmodell in sinnvoll prognostizierte Haltungsvariationen gebracht wird und ein erwarteter Risikobereich ermittelt wird.

Erstellung wahrscheinlichster digitaler Haltungsvarianten

Schritt 1

• Anthropometrische Konfiguration der Referenzperson i. S. worst case

Um den Einfluss von Körperabmessungen und des Kraftvermögens zu berücksichtigen, werden insgesamt vier Referenzpersonen benötigt. Die Altersdifferenzierung richtet sich nach den Konventionen des MKA.

Referenzpersonen: M5 (DIN 33402) 25 Jahre M5 (DIN 33402) 50 Jahre (gemäß MKA > 45 Jahre: in CharAT wird das Alter in 5-Jahres-Abständen gestuft)

Detailschritte:

1. Datei „Justage_Ausgang_Ist.max“ laden

Schritt 2

Datei:Xx.jpg

• ......

Detailschritte:

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Literaturhinweis:

Wakula, J.; Berg, K.; Schaub, Kh.; Bruder, R.; Glitsch, U.; Ellegast, R.: Der Montagespezifische Kraftatlas. BGIA-Report 3/2009, Hrsg.: Deutsche gesetzliche Unfallversicherung Berlin.