Kein Folientitel - Hochschule Mittweida
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8. Arbeitsplatz, Arbeitsmittel- und bewegungstechnische Arbeitsgestaltung 8.1 Anthropometrische Grundlagen Anthropometrie = Menschenmeßkunde - menschliche Körpermaße bedeutsam als Bezugspunkte für die Gestaltung von Aristoteles: „Der Mensch ist das Maß aller Dinge“ • Arbeitsplätzen • Betriebsmitteln • Bewegungsabläufen Ausführbarkeit von Arbeitssystemen - menschliche Körpermaße sind different hinsichtlich • Alter • Geschlecht Zunahme der Körpermaße im zeitlichen Verlauf : = Akzelleration • Rasse • Region Zunahme Körpergröße je Jahrzent um 1mm Zu Alter : • in Pubertät: Wachstumsschub bis 15 cm/a • Wachstumsende bei Frauen 18. Lebensjahr; Männer 20. Lebensjahr • ab 30. Lebensjahr Rückgang Zu Geschlecht : • Mitteleuropa Männer 10 cm größer als Frauen Problematik: Männer und Frauen benutzen i.dR. gleiche Arbeitsmittel PC, Kraftfahrzeuge Zu Rasse • weltweit starke Schwankungen • Mittelwerte schwanken zwischen 145 und 188 cm • Bedeutung für Export von Gütern Zu Region: • Nordeuropa : Männer 7-8 cm größer als Südeuropa • Norddeutsche 2 cm größer als Bayern (Untersuchungen bzgl. Sozialer Differenzierung : Unterschiede soziale Oberschicht und Mittelschicht 4 cm ) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 238 Prof. Dr. H. Lindner Aus dem Achskreuz (anthropometrische Vermaßung) rekonstruierte Darstellung eines ägyptischen Grabträgers ( 1400 v.Chr.) Chinesisches Proportionsschema aus der Ming-Zeit ( 1368 - 1644 v. Chr.) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 238a Prof. Dr. H. Lindner Körperlichen Voraussetzungen des Jan Ullrich Freiburger Sportmediziner Prof.Dr. Keul : • 30 % der Leistung antrainiert, 70 % bringen Ullrich´s Maße Körpermaße • 183 cm, 73 kg • hervorragende Hebelwirkung durch Maße der Extremitäten; Oberschenkel 52 cm, Unterschenkel 48 cm, Armlänge Schulter-Handgelenk 60 cm Herz • Ruhepuls bei 35 • Maximimalpuls 198; liegt nach 5 Minuten wieder bei 108 • Herzvolumen 1 300 Milliliter Lunge • Lungenvolumen 6,8 Liter ( 4 x“ Hobbyradler“) Leistung • nach 63 Minuten Leistung von 500 W = 1 PS (entspricht Leistungsfähigkeit eines 15 kg schweren Spitzensportlers) • tägliche Energiezufuhr 12 000 Kalorien Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 238a Prof. Dr. H. Lindner Evander Holyfield (Box-Weltmeister 1998/99) Körpermaße • Größe 197 cm • Gewicht 105 kg • Reichweite 198 cm • Brustumfang 109 cm (eingeatmet 115 cm) • Bizeps 41 cm • Faust 32 cm • Schlagkraft Vitali Klitschko : 520 kg 480 kg Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 238b Prof. Dr. H. Lindner Primaten (Herrentiere) Herr Silberrücken : bis 320 kg , bis 190 cm Frau Berggorilla : bis 100 kg, bis 140 cm Herr Orang : bis 170 kg , bis 170 cm Frau Orange : bis 100 kg, bis 140 cm Herr Bonobo : bis 60 kg , bis 120 cm Frau Bonobo : bis 40 kg, bis 110 cm Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 238c Prof. Dr. H. Lindner Messung Absprungkraft (Olympiastützpunkt Leipzig) Kraulschwimmen Analyse Bewegungsablauf Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 238d Prof. Dr. H. Lindner x 8.1.1Das Perzentil cs Durchschnitt einer Stichprobe s Standardabweichung einer Stichprobe c Faktoren mit denen sich Flächenstücke der Glockenkurve berechnen lassen F(c) Standardabweichung einer Grundgesamtheit -3s -2s -s -3c -2c -c x +s +2s +3s +c +3c +2c Durchschnitt einer Grundgesamtheit •Das gesamte Flächenintegral unter der Glockenkurve = Normalverteilung = 1000 % • Die Grenzen von Teilflächen berechnet man unter der Annahme x = und S= nach x +- c s • das Flächenintegral zwischen den Wendepunkten beträgt 68,26 % ; d.h die Grenzen + - 1 s umschließen mehr als zwei Drittel des Flächenintegrals (c=1) x • bei c =2 werden 95,44 der Fläche =Meßwerte erfaßt • bei c = 3 werden 99,73 der Fläche = Meßwerte erfaßt 68,36% -c +c 99,73% 99,44 % -2c +2c -3c +3c Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 239 Prof. Dr. H. Lindner Das Perzentil ist ein Lageparameter auf der x- Achse, der ein bekanntes oder gesuchtes Flächenintegral abgrenzt, d.h. Die Angabe von Perzentilen bei einem Maß sagt aus, um wieviel Prozent der untersuchten Bervölkerungsgruppen einen bestimmten Meßwert überschreiten bzw. unterschreiten In der Praxis angewandte Perzentile 5. Perzentil Repräsentiert das Körpermaß klein; nur 5% aller Bevölkerungswerte liegen unter diesem Genzwert 50. Perzentil Repräsentiert das Körpermaß mittelgroß 50 % aller Bevölkerungswerte liegen darüber bzw. darunter 95. Perzentil Repräsentiert das Körpermaß groß nur 5% aller Bevölkerungswerte liegen darüber Damit werden 90 % der Bevölkerung erfaßt ( Produktanforderung) 10 % der Bevölkerung ist auf Sonderfertigung angewiesen ( Serienfertigung für Extremmaßemeist nicht wirtschaftlich) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 240 Prof. Dr. H. Lindner Maßtabellen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 241 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 242 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 243 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 244 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 245 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 246 Prof. Dr. H. Lindner Ausgewählte Anwendungsbeispiele •Gestaltung Bildschirmarbeitsplätze Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 247 Prof. Dr. H. Lindner •Konfektionsgrößen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 248 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 249 Prof. Dr. H. Lindner Geometrische Gestaltung von Arbeitsgeräten Tour de France 2000 : 6 verschiedene Fahrräder Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 250 Prof. Dr. H. Lindner • Simulation von Montageprozessen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 251 Prof. Dr. H. Lindner • Automobilbau Nahezu alle Produzenten werben mit ergonomischen Konzepten Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 252 Prof. Dr. H. Lindner 8.2 Gestaltung wichtiger Arbeitsplatzgruppen • Höhe der Arbeitsflächen • Körperhaltung (Sitzen,stehend, alternierend) • Blick-Gesichtsfeld • Wirkraum des Menschen 8.2.1 Stehende Arbeitshaltung • Unterarm auflegen • Arbeitshöhe 5 - 10 cm über Tischhöhe • Arbeitshöhe 10 - 15 cm unter Ellbogen •Muskulatur Oberkörper in Arbeit einbeziehen; •15 - 40 cm unter Ellbogen Zu hohe Arbeitsebene : Kompensationsversuch Hochziehen der Schulter ( Verkrampfung, arbeitsplatzbedingte Fehlhaltung) Zu niedrige Arbeitsebene : ungesunde „Buckelhaltung, Dauerschäden Wirbelsäule Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 253 Prof. Dr. H. Lindner Steharbeitsplätze für Kontroll- und Steuerfunktionen A B C D E F Werkbank Schreibplatz optimaler Bereich für Stellteile und Anzeigen Bereich wichtige Stellteile und Anzeigen Bereich für wesentliche Anzeigen und unwesentliche Stellteile Hilfsfeld weniger wichtige Anzeigen Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 254 Prof. Dr. H. Lindner Maß Körperhaltung Hocken Höhe Breite A B Minimum Optimal 120 70 92 90 102 110 45 120 70 Kniebeuge C Breite Knien D E F Breite Höhe Handhöhe ü. Boden Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 255 Prof. Dr. H. Lindner Problematik der Verwendung Maßtabellen, Schablonen, Dummies Trotz DIN-Vorschriften Es gibt keinen Perzentilmenschen Keine stereotype Verwendung von Maßtabellen, Meßschablonen und Dummies Jede Variable muß in Abhängigkeit zu anderen Variabeln betrachtet werden !! Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 256 Prof. Dr. H. Lindner 8.3 Sitzende Arbeitshaltung Tätigkeitsmerkmale Arbeitssystem Bildschirmarbeitsplatz Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 257 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 257a Prof. Dr. H. Lindner Häufigkeiten körperlicher Beschwerden bei sitzender Tätigkeit ( nach GRANDJEAN und BURANDT) Arbeitswissenschaftliche Schlußfolgerungen + Empfehlungen • Jeder Arbeitssitz soll höhenverstellbar sein ( 38 - 54 cm) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 258 Prof. Dr. H. Lindner • Arbeitssitz gegen Standfestigkeit, Kippen und Abgleiten sichern 5 Abstützpunkte, Rollwiderstand 15 - 20 N • Rückenlehne muß möglichst große Stützfläche für Lendenwirbel aufweisen Arbeitsstuhl nach DIN 4551 • Stuhlgestaltung abhängig vom Sitzverhalten Möglichst dynamisches Sitzen = häufiger Lastwechsel Rumpf- und Gesäß Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 259 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitsplätze für vordere und hintere Sitzhaltung • feste oder schwenkbare Arbeitssitze mit hoher Rückenlehne) (Bandscheibenentlastung,Muskulatur) • Rückenlehne : 48 - 50 cm lotrecht über eingesessener Sitzfläche • Rückenlehnenbreite : 32 - 40 cm • Rückenlehne mit Lendenbausch 10 - 15 cm über tiefsten Punkt der Sitzfläche • Sitzflächenneigung 4 - 60 nach oben Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 260 Prof. Dr. H. Lindner • Arbeitssitz mit ausreichender Bewegungsfreiheit bieten • Verwendung von Fußstützen • Richtige Distanzierung Stuhl - Arbeitsplatz wichtigste Beziehung = Abstand Sitzhöhe - Arbeitshöhe = 26 - 30 cm (Beachtung Perzentile Mann und Frau) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 261 Prof. Dr. H. Lindner 1986 : norwegische Designer + Ärzte + Physiotherapeuten entwickeln neues „Sitzinstrument = „Mittelding“ zwischen Sitzen und Stehen Maximale Entlastung der Wirbelsäule bei geringster Muskelanspannung Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 262 Prof. Dr. H. Lindner 8.3 Gestaltung von Arbeitsmitteln Arbeitsmittel („Werkzeuge“) = integraler Bestandteil des Arbeitssystems Arbeitsmittel im engeren Sinn: • Werkzeuge • Bedienelemente • Signale • Anzeigen Anthropometrische Arbeitsmittelgestaltung kann nicht losgelöst von Gestaltungsmaßnahmen des spezifischen Arbeitsplatzes betrachtet werden ! 8.3.1 Gestaltung von Handarbeitsmitteln ( auch fußbetätigte) Arbeitsseite : Werkstoff- bzw. Werkstück zugewandt Handseite : Körper des Menschen zugewandt Bsp.: Schaufel Arbeitsseite = Schaufelblatt; Ausprägung durch Art und Schüttgewicht Handseite = Schaufelstiel ; Anpassung an Menschen Taylor um Jahrhundertwende: • günstigste Schaufellast 9 kp • bei Schüttgewichten zwischen 400- 3700 kp/m3 spezielle Einstechkanten und Aufwölbungen • Reduktion von 800 auf 20 Schaufeltypen für alle Schüttgüter Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 263 Prof. Dr. H. Lindner Im Vergleich zur systematischen Entwicklung der Arbeitsseite (Standzeiterhöhung, Erhöhung Arbeitsgeschwindigkeit) wurde Handseite vernachlässigt Erst in 70èr Jahren wurde Handarbeitsseite arbeitsgerecht gestaltet Gestaltungsschritte zur systematischen ergonomischen Gestaltung der Handarbeitsseite (Nach REFA) Gestaltungsschritte stellen sicher, daß keine einseitige Beanspruchung großer Muskelgruppen eintritt Erhöhung Dauerleistungsgrenze Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 264 Prof. Dr. H. Lindner Gestaltungsschritte in Abhängigkeit spezifischer Arbeitsaufgaben (nach REFA) ( Zahlen verweisen auf Gestaltungsschritte im vorab gezeigten Schema) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 265 Prof. Dr. H. Lindner Prüfliste zur Gestaltung handbetätigter Arbeitsmittel • Erzwingen Anordnung oder Gestaltung der Arbeitsmittel ungünstige Körperstellungen in Hinblick auf vermeidbare Belastungen ? • Entsprechen Körperstellungen den Anforderungen der Arbeitsaufgabe hinsichtlich der aufzubringenden Kräfte und der erforderlichen Genauigkeit ? • Stimmen Funktionsachsen ( Bewegung,Kräfte, Drehmoment ) mit den anatomisch bevorzugten Lagen (Kraftübertragungsrichtung - Handlängsachse) überein ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 266 Prof. Dr. H. Lindner • Kann beim Zugriff am Arbeitsmittel das Handgelenk in Normallage bleiben ? • Entsprichjt die Greifart ( im Hinblick der beteiligten Fingerglieder) dem geforderten Arbeitswiderstand ? Große Kraft Große Bewegung Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 267 Prof. Dr. H. Lindner Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 268 Prof. Dr. H. Lindner MIG 29 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 269 Prof. Dr. H. Lindner • Ist für die Bearbeitung großer Arbeitswiderstände Formschluß, für das Erreichen großer Drehwinkel Reibschluß vorgesehen ? • Entspricht die Form der Handseite der Greifart ? günstiger ungünstiger günstiger ungünstiger Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 270 Prof. Dr. H. Lindner • Wurde Griffmaterial im Hinblick auf elektrische - und Wärmeleitfähigkeit, Gewicht, Reibungskoeffizient der menschlichen Hand und der Reinigungsmöglichkeit geprüft ? • Hat man bei der Festlegung der Abmessungen die Handgröße des Menschen und den geforderten Arbeitswiderstand berücksichtigt ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 271 Prof. Dr. H. Lindner Gestaltungskriterien bei zu Fuß betätigten Stellteilen Wichtigste Tretarten an Stellteilen nach DIN 33401 Prüfliste zur Gestaltung fußbetätigter Stellteile • Werden Fußpedale beim Stehen vermeiden und ist ihre Anzahl beim Sitzen auf zwei beschränkt ? • Erlaubt der Oberschenkelfreiraum eine Betätigung des Pedals ohne Bewegungsgrenzen durch die „Tischplatte „ ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 273 Prof. Dr. H. Lindner • Ist es möglich, während des Stellvorganges Vorfuß oder Ferse auf den Boden abzustützen ? • Ist der Gegendruck des Pedals in Abhängigkeit vom Arbeitswiderstand und der Körperhaltung richtig gewählt ? • Entspricht die gewählte Pedalart den Anforderungen im Hinblick auf Stellkraft , Stellweg und Stellgeschwindigkeit ? • Wird durch entsprechende Maßnahmen (Materialauswahl, Oberflächengestaltung) ein Abgleiten des Fußes vom Pedal vermieden ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences Fachbereich Wirtschaftswissenschaften 274 Prof. Dr. H. Lindner
