Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Ausarbeitung wird eine Potenzialanalyse durchgeführt, die die konventionellen zeitwirtschaftlichen Methoden mit dem Verfahren der sensorgestützten menschlichen Aktivitätserkennung vergleicht. Zu diesem Zweck werden sämtliche zeitwirtschaftliche Methoden, die weiterhin einen praktischen Nutzen haben, vorgestellt und anhand von definierten Kriterien zur Leistungsfähigkeit der Zeitdatenerfassungsmethoden miteinander verglichen und bewertet. Die Ausführung und Analyse der Methoden sowie die Definition der Kriterien erfolgt vorwiegend auf Basis einer umfangreichen Fachliteraturrecherche. Anschließend wird die sensorgestützte menschliche Aktivitätserkennung zu dem Vergleich herangezogen und ebenfalls anhand der definierten Kriterien der zeitwirtschaftlichen Methoden bewertet. Die ausschlaggebende Analyse erfolgt anhand eines empirischen Vergleichs zwischen Methods-Time Measurement und dem Verfahren der sensorgestützten menschlichen Aktivitätserkennung.
Die zunehmende Digitalisierung des Alltags macht sich auch in den Unternehmen immer mehr bemerkbar. Ubiquitäres Computing ermöglicht es dem Endverbraucher, jederzeit von überall auf der ganzen Welt seinen Konsumwünschen nachkommen zu können. Das bedingt steigende Transportaufkommen von Gütern, die sich zur gleichen Zeit partikularisiert haben. Solche Faktoren stellen die Unternehmen vor neue Tatsachen. Dieser Umstand verschärft sich angesichts der Forderungen der Kunden hinsichtlich einer weiterhin hohen Lieferfähigkeit und kurzen Lieferzeiten. Diese wachsenden globalen Herausforderungen zwingen die Unternehmen zum Handeln.
Die Logistik bzw. insbesondere der innerbetriebliche Materialfluss bieten einen Ansatz, diesen Anforderungen gerecht zu werden. Zugleich steht dieser selbst vor Rationalisierungsmaßen, vorwiegend sind die sehr kostspieligen manuellen Arbeitsprozesse zu benennen. Zur Realisierung dieser Maßnahmen bedingt es der Kenntnis von Zeitdaten, die einen unmittelbaren Einfluss auf die Kosten und die Qualität im Unternehmen besitzen. Vor diesem Hintergrund werden Methoden vorgestellt, die zur Erfassung von Zeitdaten dienen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Intralogistik
2.1.1 Einordnung der Intralogistik in die Logistik und definitorische Eingrenzung der Intralogistik
2.1.2 Definition und Prozessdarstellung der Intralogistik
2.2 Zeitdaten im innerbetrieblichen Kontext
2.2.1 Definition von Zeitdaten
2.2.2 Betriebliche Verwendung von Zeitdaten
3 Zeitwirtschaftliche Methoden
3.1 Aufgaben und Definition der Zeitwirtschaft
3.2 Zeitwirtschaftliche Methoden im Überblick
3.3 Methoden der Ist-Zeitdatenermittlung
3.3.1 Selbstaufschreibung
3.3.2 Fremdaufschreibung
3.3.3 Multimomentverfahren
3.3.4 Befragung
3.4 Methodiken der Soll-Zeitendatenermittlung
3.4.1 Work-Factor (WF)
3.4.2 Methods-Time Measurement (MTM)
3.4.3 Maynard Operations Sequence Technique (MOST)
3.4.4 Planzeiten
3.4.5 Vergleichen und Schätzen
4 Sensorgestützte menschliche Aktivitätserkennung
4.1 Definition und Aufbau des HAR-Verfahrens
4.2 Definition der Terminologie menschliche Aktivität
4.3 Motion Capturing Verfahren
4.3.1 Gliederung der Motion Capturing-Verfahren nach der Anbringung der Sensoren
4.3.2 Akustische Verfahren
4.3.3 Elektromagnetische Verfahren
4.3.4 Elektromechanische Verfahren
4.3.5 Optische Verfahren
4.4 Inertial Measurement Unit (IMU)
4.4.1 Beschleunigungssensor (Accelerometer)
4.4.2 Drehratensensor (Gyroskop)
4.4.3 Magnetfeldsensor (Magnetometern)
4.5 Anwendungsfelder von technischen Lösungen der Human Activity Recognition
4.5.1 Gesundheitsvorsorge
4.5.2 Sport
4.5.3 Industrie
4.5.4 Unterhaltungsbranche
5 Analyse von Potenzialen der Human Activity Recognition im Vergleich zu den zeitwirtschaftlichen Methoden
5.1 Definition von Kriterien zur Ermittlung von Zeitdaten
5.1.1 Statistische Genauigkeit
5.1.2 Wirtschaftlichkeit
5.1.3 Objektivität
5.1.4 Personalqualifikation
5.1.5 Prospektiver Einsatz
5.1.6 Reproduzierbarkeit
5.2 Auswertung der Potenziale zeitwirtschaftlicher Methoden
5.2.1 Selbstaufschreibung
5.2.2 Fremdaufschreibung
5.2.3 Multimomentverfahren
5.2.4 Befragung
5.2.5 Systeme vorbestimmter Zeiten
5.2.6 Planzeiten
5.2.7 Vergleichen und Schätzen
5.3 Aufbau und Ausführung des empirischen Vergleichs
5.3.1 Darstellung und Definition der intralogistischen Prozesse
5.3.2 Vorstellung des Versuchsablaufs
5.3.3 Ausführung der Analyse
5.4 Auswertung der Ergebnisse sowie Erkenntnisse aus dem empirischen Vergleich
5.4.1 Erkenntnisse und Ergebnisse zu MTM
5.4.2 Erkenntnisse und Ergebnisse zu HAR
6 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Masterarbeit verfolgt das Ziel, eine Potenzialanalyse der sensorgestützten menschlichen Aktivitätserkennung (Human Activity Recognition, kurz HAR) im Vergleich zu konventionellen zeitwirtschaftlichen Methoden im innerbetrieblichen Materialfluss durchzuführen. Dabei steht die Forschungsfrage im Mittelpunkt, ob und wie HAR als neuartiges Verfahren zur automatischen Erfassung von Bearbeitungszeiten in der Intralogistik eingesetzt werden kann, um Optimierungspotenziale in manuellen Prozessen effizienter als traditionelle Methoden zu identifizieren.
- Intralogistik und Zeitdatenerfassung im Wandel der Digitalisierung
- Methodische Grundlagen der konventionellen Zeitwirtschaft (u.a. REFA, MTM, Work-Factor)
- Technische Verfahren und Voraussetzungen der menschlichen Aktivitätserkennung (HAR)
- Kriterienbasierte Analyse und Vergleich der Verfahren zur Zeitdatenermittlung
- Empirische Fallstudie in Kommissionierungs- und Verpackungsprozessen
Auszug aus dem Buch
3.3.1 Selbstaufschreibung
Bei der Methode der Selbstaufschreibung wird die Erfassung der Ist-Zeiten durch den arbeitenden Menschen selbst vorgenommen, dieser notiert sich die Zeiten, die er für einen Arbeitsvorgang benötigt, während des Arbeitsablaufs.
Neben der selbsttätigen Zeitdatenerfassung zählen zu der Selbstaufschreibung auch die Erfassung der gefertigten Stückzahlen nach getätigter Arbeit sowie einer Tätigkeitsliste, die neben den Tätigkeiten die durchschnittlichen Zeitdaten erfasst. Diese Prozedur ist im Vergleich zu den weiteren zeitwirtschaftlichen Methoden sehr grob gefasst, wird aber ungeachtet dessen für die Leistungsbewertung der Arbeit herangezogen [54, S. 293].
Für eine detailliertere Erfassung der Ist-Zeiten pro Arbeitsvorgang bedarf es einiger Vorarbeiten, etwa der Erstellung eines Arbeitsablaufplans, die zum Gelingen der Datenerfassung wesentlich beitragen [34, S. 26]. Im Zuge dessen ist zu beachten, dass die Erstellung eines Arbeitsablauf nur einen bestimmten Grad der Feingliederung erreichen darf. Die Grenzen der Selbstaufschreibung begründen sich dadurch, dass der Arbeiter von seiner eigentlichen Tätigkeit nicht abgelenkt werden darf. Dies wäre bei der Erfassung von Mikroablaufabschnitten der Fall, wohingegen die Bestimmung von Makroablaufabschnitten kein Hindernis für die Arbeitsausführung mit sich bringt [54, S. 293].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Herausforderungen der Logistikbranche durch Digitalisierung und steigende Kundenanforderungen ein und begründet die Notwendigkeit einer Potenzialanalyse von HAR als neues Instrument zur Zeitdatenermittlung.
2 Theoretische Grundlagen: In diesem Kapitel werden die Definition der Intralogistik sowie die Notwendigkeit und der betriebliche Kontext der Zeitdatenermittlung als Grundlage für die Arbeit erläutert.
3 Zeitwirtschaftliche Methoden: Dieses Kapitel gibt einen umfassenden Überblick über konventionelle zeitwirtschaftliche Methoden der Ist- und Soll-Zeitdatenermittlung, einschließlich REFA, MTM, Work-Factor und MOST.
4 Sensorgestützte menschliche Aktivitätserkennung: Hier erfolgt die Einführung in die HAR-Methode, die technischen Voraussetzungen (wie IMUs und Motion Capturing) und die verschiedenen Anwendungsbereiche außerhalb und innerhalb der Logistik.
5 Analyse von Potenzialen der Human Activity Recognition im Vergleich zu den zeitwirtschaftlichen Methoden: Dieses Kapitel bildet den Kern der Arbeit, in dem Kriterien definiert, zeitwirtschaftliche Methoden bewertet und HAR in einem empirischen Vergleich gegenübergestellt wird.
6 Zusammenfassung und Ausblick: Das abschließende Kapitel fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und bewertet die zukünftigen Möglichkeiten des Einsatzes von HAR in der Intralogistik.
Schlüsselwörter
Intralogistik, Zeitwirtschaft, Zeitdatenermittlung, Human Activity Recognition, HAR, MTM, Work-Factor, Bewegungsanalyse, Motion Capturing, IMU, Prozessoptimierung, Arbeitswissenschaft, Potenzialanalyse, Kommissionierung, Digitalisierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Masterarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Potenziale der sensorgestützten menschlichen Aktivitätserkennung (HAR) als modernes Verfahren zur Zeitdatenermittlung und vergleicht diese kritisch mit etablierten zeitwirtschaftlichen Methoden in der Intralogistik.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Zentrale Themen sind die logistischen Anforderungen an Zeitdaten, die Methodik der klassischen Zeitwirtschaft (wie MTM und Work-Factor) sowie die technische Implementierung und Anwendung von HAR-Systemen, wie sie beispielsweise durch Inertialsensoren oder Motion-Capturing realisiert werden.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel besteht darin, durch eine Potenzialanalyse auf Basis definierter Leistungskriterien zu bewerten, ob und inwieweit HAR eine sinnvolle Alternative oder Ergänzung zu den zeitaufwendigen konventionellen Methoden zur Zeitaufnahme darstellen kann.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Die Arbeit nutzt eine umfangreiche Fachliteraturrecherche zur theoretischen Fundierung sowie eine empirische Untersuchung, bei der Kommissionier- und Verpackungsprozesse durchlaufen und mittels MTM sowie optischem Motion Capturing analysiert und bewertet wurden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Herleitung der Zeitwirtschaft und deren Verfahren, eine detaillierte technische Einführung in die HAR-Technologien, die Definition von Vergleichskriterien für Zeitdatenermittlungsmethoden und schließlich die empirische Auswertung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Intralogistik, Zeitdatenermittlung, Human Activity Recognition (HAR), MTM, Prozessoptimierung und Motion Capturing charakterisieren.
Inwiefern unterscheiden sich konventionelle Methoden von HAR bei der Zeitdatenermittlung?
Konventionelle Methoden basieren häufig auf subjektiven Beobachtungen, manuellen Stoppuhrmessungen oder zeitintensiven Systemen vorbestimmter Zeiten, während HAR eine automatisierte, sensorbasierte Erkennung von Aktivitäten ermöglicht, die jedoch zusätzliche Herausforderungen bei der Annotation und technischen Validität mit sich bringt.
Welche Rolle spielt die Person des Datenermittlers bei der klassischen Zeitaufnahme?
Bei klassischen Methoden, wie der Zeitaufnahme nach REFA, ist der Datenermittler entscheidend, da er die Arbeitsabläufe manuell beobachtet, in Elemente unterteilt und den Leistungsgrad subjektiv beurteilen muss, was eine hohe Qualifikation und Erfahrung erfordert.
Warum ist die Wahl des Sensors für die Aktivitätserkennung so entscheidend?
Die Wahl der Sensorik (z.B. Inertialsensoren vs. optische Systeme) hat unmittelbaren Einfluss auf die Qualität der Daten, die Bewegungsfreiheit der Probanden, die Komplexität der Datenverarbeitung und die Kosten der Analyse.
- Citar trabajo
- Dilan Taskiran (Autor), 2019, Konventionelle zeitwirtschaftliche Methoden und sensorgestützte menschliche Aktivitätserkennung im Vergleich, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/536607
