Festlegung einer variablen Podesthoehe fuer eine Nutzergruppe

Autor: Dr.-Ing. Christiane Kamusella

Die Tutorials bieten die Übungsunterlagen einer Lehrveranstaltung "Digitale Menschmodelle zur Arbeitsplatzgestaltung" des Instituts für Technische Logistik und Arbeitssysteme, Professur für Arbeitswissenschaft der TU Dresden

---

Mensch-Modell-Software CharAT-Ergonomics: Kern-Software der VHE GmbH Stuttgart

==> seit 2008 Weiterentwicklung zum digitalen Ergonomiewerkzeug: ab 2008 durch TU Dresden, Professur Arbeitswissenschaft (s. Ergotyping®-Tools)

==> seit 2010 in Zusammenarbeit zwischen TU Dresden, Arbeitswissenschaft und VHE GmbH Stuttgart, s. laufende Projekte)

Die Software CharAT-Ergonomics ist ein plugin in 3ds Max/3ds Max Design

---

verwendete Abkürzungen zu bestimmten Funktionen: s. Tutorial: Grundfunktionen

Kontextmenü: Aufruf von Funktionen mit rechter Maustaste

Zielstellung

---

Ausgangssituation:

• Montagestelle befindet sich auf/über Kopfhöhe der Nutzer und ist dadurch vom Boden aus kaum/nicht erreichbar

Ziel:

• Festlegung einer geeigneten Podesthöhe für Montagevorgänge für alle Nutzer der Zielgruppe

Nutzergruppe:

• Männer, Frauen aus Europa und Asien

Lernziel:

• Einführung in einfache Grundfunktionen von CharAT Ergonomics
• Wahl verschiedener anthropometrisch determinierter Referenzpersonen
• Einstellung einfacher ergonomischer Haltungen unter Kontrolle der Gelenkwinkel
• Einfache Nutzung der Augpunktsicht
• Erkennen des Einflusses des Körperhöhenperzentils auf Ergonomiebewertungen

Vorgehen

---

Schritt 1

• Festlegung von Referenzpersonen
• generell: F5 – M95
• Beachtung Akzeleration durch Altersklassen: größere Jüngere und kleinere Ältere: F5-50 Jahre M95-25 Jahre (sofern Daten vorhanden)
• Asien: Thailand
• Europa: Niederlande – Italien
• Deutschland (zum Vergleich)

Schritt 2

• Festlegung:

1. des arbeitsaufgabenabhängigen Sehabstandes und des hauptsächlichen Montageortes --> Sehabstand: ca. 400 mm
2. des Sichtortes: --> s. Markierung in der Abbildung

Schritt 3:

• Festlegung einer zulässigen Körperhaltung
• Nutzung ergonomischer Empfehlungen: s. z. B. DIN EN 1005-4: zulässige Rumpfneigung, Oberarmhaltung, Oberarmabduktion; Kopfhaltung (Auslenkung Sehstrahl)

Detailschritte:

Festlegung einer zulässigen Körperhaltung

1. Oberkörpervorneigung: max. 20°
2. Oberarmhaltung: max. 60°
3. Oberarmabduktion: max. 60°
4. Sehstrahlauslenkung: max. 40°

Schritt 4:

• Auswahl einer ersten Referenzperson

Detailschritte:

1. Datei "Ausgangssituation.max" öffnen
2. Auswahl einer ersten Referenzperson: M95- Niederlande
3. CharAT erzeugen und Farbe zuweisen

Schritt 5:

• Grobe Voreinstellung der zulässigen Körperhaltung für diese Referenzperson: Hüftpunkt=0; Grundhaltung Stehen; Signalwürfel off; CharAT sinnvoll umbenennen; Oberarmhaltung und –Abduktion; Extremitätentargets einschalten
• Sehstrahlauslenkung auf optimalen Wert für Stehen, Rumpf zunächst völlig aufrecht

Detailschritte:

1. ÄP > ControlD > RK Body: ReferencePoints: SGRP (HP); Body Graphics: Status off
2. RK Type Select: M95 world: Holland > Generate
3. RK Postr/Collis.: Stehend, Füße nebeneinander > Handform: links, rechts: neutral
4. RK Body: Body Name: M95_NL > Keep Posture > Define Targets by Body
5. RK Bone Animation: Index: 90 Select (Kopf): Animation Chanel: y-Rotation: ca. 30° (entspricht 15° Augen- und 15° Kopfauslenkung)
6. Index: 54 Select (Unterarm rechts: hier Steuerung der Armabduktion)): Animation Chanel: z-Rotation: ca. -50°
7. Index: 35 Select (Unterarm links): Animation Chanel: z-Rotation ca. 50°
8. Index 53: Select > MonitorD: RK Bone öffnen
9. HSL: Liste nach Namen öffnen: …Ulna_L und …Ulna_R_Targets selektieren, Bestätigen mit ok
10. HSL: Auswahl und Verschieben aktivieren
    • Die Handtargets werden jetzt soweit unter Kontrolle des Oberarms bewegt, dass sie etwa horizontal zu liegen kommen und der Oberarmwinkel nicht mehr als der zulässige Winkel (max. 60°) beträgt
    • Dieser Winkel wird im MonitorD kontrolliert: Winkel für Bone 53 in Bone y-Rotation verfolgen

     

     

     

Schritt 6:

• Positionierung der Person am Montagearbeitsplatz in notwendiger Standhöhe

Detailschritte:

1. In Ansicht vorn wechseln
2. CharAT mit Anhängen selektieren
3. CharAT auf Boden in eine solche Höhe stellen, dass die Hände die Montagestelle erreichen können (auch horizontal verschieben: y-Richtung) Kontrolle in verschiedenen Ansichten

 

Schritt 7:

• Feineinstellung der Körperhaltung innerhalb zulässiger Grenzen
• Überprüfung Sehabstand: Mittenauge-Augenkamera für CharAT einschalten und Parameter einrichten: Kameralinse ca. 35 mm; Fernschnitt = Sehabstand: ca. 400 mm (damit werden Sehobjekte außerhalb von 400 mm Sehentfernung nicht angezeigt)
• Umschaltung auf Kamerasicht (Augpunktsicht) und Anpassung von Kopf und Rumpf, bis die Hände und der Montageort sichtbar sind

Detailschritte:

1. Mittenaugenkamera einschalten: > ControlD > RK Visibility: Eye Attachments: Middle Camera ON
2. Kamera in der Szene selektieren > ÄP: Parameter: Linse: ca. 35 mm > Schnittebene: Fernschnitt auf Sehabstand: ca. 400 mm
3. Auf Kamerasicht (Augpunktsicht) umschalten: in der Szene links oben im Bildschirmfenster auf Ansichtsbutton gehen: Kontextmenü: ….Kamerasicht
4. Kontrolle der Augpunktsicht: Szeneobjekte (Montageort, Sehziel) sollten nun sichtbar sein --> u. U. wird nichts angezeigt, weil alle Szeneobjekte, die außerhalb des Sehabstandes von 400 mm liegen, weggeschnitten werden: der Sehabstand ist zu groß; daher ist eine Rumpfbeugung nach vorn erforderlich, allerdings sollte diese Beugung nur innerhalb des physiologisch zulässigen Winkels erfolgen
5. aus Namensliste CharAT selektieren: M95_NL
6. ControlD > RK Bone Animation: Index 89 (Rumpf) Select > Animation Chanel: y-Rotation solange erhöhen, bis in der Szene der Montageort sichtbar wird: max. 20° Rumpfbeugung eintragen!
7. Index deselektieren (=Select off)
8. Umschaltung auf Ansicht exakt vorn
9. u. U. nochmals Handtargets nachkorrigieren
10. Speichern als "Podest_M95_NL.max"

     

Schritt 8:

• Übernahme der Einstellungen für die nächste Referenzperson:

Detailschritte:

1. CharAT selektieren > ControlD > RK Body: Schalter Keep Posture ON und Schalter Targets OFF
2. RK Type Select: Umschaltung auf world-Thailand_F5: es wird nun die kleine thailändische Frau automatisch in gleicher Körperhaltung erzeugt
3. danach F5 horizontal und vertikal verschieben, bis die Hände auf Höhe Montageort sind: Augenkamera wird beim Wechsel des Geschlechts wieder OFF gestellt: daher nochmals einschalten und Kameraparameter einrichten; Sicht durch Augenkameras kontrollieren und ggf. Haltung anpassen: Feinanpassung Rumpfbeugung oder Kopfbewegung
4. Umbenennung der Referenzperson in F5_Thai
   • ACHTUNG: Beim Umschalten auf ein anderes Geschlecht geht die Unterarmeinstellung für die Abduktion wieder verloren
5. daher ist der Schritt: Index 35 Select (Unterarm links)/ ulna 54 (Unterarm rechts): Animation Chanel: z-Rotation ca. (+ -) 50° für beide Arme zu wiederholen
6. Speichern als "Podest_F5_Thai.max"

• Weitere Referenzperson sind in Bearbeitungsschritten analog zu behandeln

 

Schritt 9:

• Zusammenstellung aller Referenzpersonen in einer Szene

Detailschritte:

1. Import > Einfügen aus Datei: "PodestF5_Thai.max" öffnen, alle CharAT-Referenzpersonen selektieren und in die vorhandene Szene einfügen

 

Alternativ kann eine Referenzperson als Mesh erzeugt werden, bevor die nächste Referenzperson umkonfiguriert wird:

Detailschritte:

• nach Schritt 7:

1. Referenzperson M95... selektieren
2. ÄP > ControlD > RK Body > unter Body Graphics: Schalter 'Copy to Mesh' betätigen
   • es entsteht ein 3D-Objekt Objekt01, welches in der Namensliste erscheint und sinnvoll umbenannt werden kann (z. B. M95_NL_Mesh)
3. danach weiter wie in Schritt 8