Gestaltung  

  Hochschule für Technik  

  Wirtschaft  

  Inhalt  

  Vorwort  4

1  Grundlagen der Ergonomiesoftware  5

1.1  Definition von Ergonomie  5

1.2  Gründe für den Einsatz von Ergonomietools  5

1.3  Gibt es Alternativen zur Ergonomie?  5

1.4  Hilfsmittel zur ergonomischen Entwicklung und Gestaltung von Produkten  6

1.4.1  2D-Körperumrissschablonen  7

1.4.2  Video-Somatografie  8

1.4.3  Rechnergestützte Verfahren (CAD-Menschmodellierung)  8

1.5  Die Meilensteine der Menschmodellentwicklung  9

1.6  Die fünf Generationen der Menschmodellierung  11

1.7  Wichtige Merkmale der Menschmodelle  11

1.8  Einsatzgebiete von Ergonomiesoftware  12

1.8.1  Einsatz von Ergonomiesoftware in den Unternehmensprozessen  12

1.8.2  Einsatzgebiete von Ergonomiesoftware nach Branchen  13

1.8.3  Einsatz der Ergonomiesoftware bei der Automobilentwicklung  14

1.8.4  VR-Lösungen in den Führungsebenen  14

1.8.5  Integration von Ergonomiesoftware in das CI-MKonzept  15

1.9  Nutzen von Ergonomiesoftware  16

1.10  Probleme der Ergonomiesoftware  17

1.11  Abgrenzung zu Arbeitsplatzgestaltung  17

2.0  Ergonomiesoftware  17

2.1  Ergonomiesoftware  18

2.1.1  Statistisch mathematische Methoden  18

2.1.2  Datenbanken  18

2.2  RAMSIS  19

2.3  ANTHROPOS  19

2.4  SAFEWORK  20

2.5  Vergleich der Ergonomiesoftware  21

2.6  IC:IDO VR Software Lösung  24

  Produktion und Produktentwicklung 2/42  

  Gestaltung  

  Hochschule für Technik  

  Wirtschaft  

3.0  Praxisbeispiele  25

3.1  Einsatz von VR bei der Entwicklung des VW Golf V  25

3.2  Use Case Fahrerarbeitsplätze von Abfallsammelfahrzeugen  26

3.2.1  Vergleich der Fahrzeugkonzepte  27

3.2.2  Methoden  27

3.2.3  Anthropometrische Analyse Ist-Zustand  29

3.2.4  Änderungskonzeption  31

3.2.5  Ergonomische Neukonzeption  32

4.0  Ausblick  33

5.0  Anhang  36

  Produktion und Produktentwicklung 3/42  

Vorwort

Einen besonderen Dank richten wir an Herrn László Ördögh von der IC:IDO GmbH. Weiterhin danken wir Herrn Olav Laufer und Frau Michelle Weyrauch von der Human Solutions GmbH sowie Frau Alexandra Polster, Grammer AG für die Hilfe bei der Ausarbeitung.

Das Thema dieser Studienarbeit lautet Produktergonomie. Diese Studienarbeit wurde im Rahmen der Veranstaltung Produktion 2 bei Herrn Prof. Dr. Wunderlich im Wintersemester 2003/2004 erstellt. Sie besteht aus dem Teil Produktgestaltung und dem hier vorliegenden zweiten Teil Ergonomiesoftware. Im zweiten Teil ist der Schwerpunkt auf die Anwendung von Ergonomiesoftware gelegt, im ersten Teil dagegen liegt er auf den allgemeinen Grundlagen der Produktgestaltung. Zur Verständlichkeit befindet sich im Anhang ein Glossar, das alle wichtigen Begriffe erläutert.

Produktion und Produktentwicklung 4/42

1 Grundlagen der Ergonomiesoftware

1.1 Definition von Ergonomie

Die in unserer Umwelt sowohl in der Arbeitsumgebung als auch in der privaten Umwelt verwendeten Geräte (z. B. Haushaltsgeräte, Möbel, Sportgeräte, etc.) und Maschinen (z. B. Fahrzeuge, Flugzeuge, Werkzeugmaschinen, etc.) werden praktisch durchweg für die Benutzung durch Menschen konzipiert und gefertigt. Menschen sind aber sehr unterschiedlich, so dass die Notwendigkeit besteht, die Geräte und Maschinen so zu konzipieren, dass unterschiedliche Menschen mit ihnen ohne unnötige Belastung umgehen können. ¹ Es müssen also die Rahmenbedingungen an den Menschen angepasst werden, und nicht anders herum! Alle Geräte und Maschinen müssen funktionale, beanspruchungsbezogene sowie aus den Nebenbedingungen abgeleitete ergonomischen Anforderungen erfüllen.

1.2 Gründe für den Einsatz von Ergonomietools

Es gibt vielfältige schlagkräftige Gründe, weshalb Ergonomietools eingesetzt werden:

• Durchführung von Analysen verschiedenster Art, z. B. Sicht-, Gurt-, Komfort-, Sicherheitsanalysen. Durch sie wird der optimale Einsatz und die optimale Nutzung der entwickelten Produkte ermöglicht

• Ergonomie dient der Erhaltung der Gesundheit des Menschen, indem die extreme Beanspruchung von Gelenken und Körperteilen vermieden wird

• Zudem werden durch Sicherheitsanalysen Gefahrenpotenziale vermindert

• Erleichtert die Bedienung von Produkten, wie etwa das Auto mit ergonomisch gut angeordneten Fußpedalen

1.3 Gibt es Alternativen zur Ergonomie?

In der Tagespresse wird immer wieder über Probleme berichtet, die durch mangelhafte, wenn überhaupt eingesetzte, Ergonomie hervorgerufen werden. Dabei gibt es solche Probleme täglich tausendfach in industriellen Umgebungen. Aufsehen

¹ Elsholz

Produktion und Produktentwicklung 5/42

erregen allerdings meist die Problemfälle, die bei spektakulären Bereichen, wie etwa der Weltraumfahrt oder der Militärtechnik bekannt werden. ² In dem unten abgebildeten Zeitungsartikel versucht das Militär durch die Suche nach einer bestimmten Personengruppe, in diesem Fall mit längeren Armen und kürzeren Beinen, Schwachstellen der Konstruktion auszugleichen. Diese Methode mag für das Militär Abhilfe schaffen, bei zivilen Themen ist diese Lösung aber indiskutabel. Ein Unternehmen wie etwa die Volkswagen AG kann unmöglich ein Fahrzeug bauen, welches z. B. nur Frauen über 1,60 m und Männer unter 1,70 m fahren können. Starke Absatzprobleme und Proteste wären ihnen sicher.

Bei diesem Thema spielt auch die Unterscheidung zwischen Mensch-Anpassung (s. Zeitungsartikel) und Maschinen-Anpassung (Anthropotechnik) eine entscheidende Rolle.

1.4 Hilfsmittel zur ergonomischen Entwicklung und Gestaltung von Produkten

Neben den Körpermesstabellen (DIN 33402, DIN EN 547, DIN EN ISO 11064) gibt es drei weitere Hilfsmittel:

² www.diabolus.hu, Mappe 1, 1.1 Alternativen zur Ergonomie Produktion und Produktentwicklung 6/42

1.4.1 2D-Körperumrissschablonen

Seit einigen Jahrzehnten haben sich die zweidimensionalen Körperumrissschablonen (starr oder beweglich) als geeignete Konstruktionshilfen bewährt. Typische Vertreter sind beispielsweise die Bosch-Schablone, die SAE-Schablone oder die DIN-Schablone.

Die DIN 33408 legt die Darstellung der Projektionen eines unbekleideten Menschen (mit Schuhen) im Sitzen als zweidimensionale Körperumrissschablone fest. Grundlage für den Inhalt dieser Norm bildete dabei eine bereits vorhandene zweidimensionale Messpuppe, die sog. "Kieler Puppe" nach Prof. Jürgens. Die Schablonen sind in den Projektionsrichtungen Seitenansicht, Draufsicht und Vorderansicht erhältlich. Ein Nachteil dieser Schablone liegt allerdings darin, dass das Schablonenmodell eine Kunstperson generiert, die in der Realität nicht existiert. Denn im Gegensatz zum realen Menschen besitzt die P5-, die P50- und die P95- Schablone in jedem Körperteil das zugehörige 5., 50. bzw. 95. Perzentil-Maß. Unterschiedliche Körperproportionen oder Körperbautypen werden nicht berücksichtigt. ³ Dennoch sind Schablonen bis heute im Einsatz.

Im Zusammenhang mit den 2D- Körperumrissschablonen spricht man auch von der Schablonen-Somatografie. Als Somatografie bezeichnet man eine grafischkonstruktive Methode zur maßstabsgetreuen Darstellung schematischer Bilder der menschlichen Gestalt.

³ in Anlehnung an: Eisenhofer, S. 55 Produktion und Produktentwicklung 7/42

Anmerkung: Mannequins sind 3-dimensionale Menschmodelle, die bei rechnergestützten Verfahren, beispielsweise CATIA, RAMSIS oder Anthropos zum Einsatz kommen.

1.4.2 Video-Somatografie

Das zu untersuchende Produkt und eine Versuchsperson werden in Realtime mit Videokameras aufgenommen und direkt auf einen Monitor übertragen. Hierdurch wird virtuell die Gestaltung eines Produktes überprüft und optimiert.

1.4.3 Rechnergestützte Verfahren (CAD-Menschmodellierung)

Die rechnergestützten Verfahren gewinnen zunehmend an Bedeutung. Vor allem bei der Entwicklung komplexer Produkte (z. B. Flugzeuge) wird dieses Hilfsmittel seit Jahren eingesetzt und ist unentbehrlich. Aber erst der breite Einsatz von CAD-Systemen in der Produktentwicklung ermöglichte den Durchbruch von rechnergestützten Entwicklungsverfahren. Bei diesem Verfahren können 2- oder 3dimensionale Abbildungen des Menschen als geometrisches Modell (Draht-, Flächen-oder Volumenmodell) dargestellt werden.

effizienter simuliert werden. IC:IDO-Broschüre 2003

Produktion und Produktentwicklung 8/42

1.5 Die Meilensteine der Menschmodellentwicklung

Produktion und Produktentwicklung