Ausgangsdaten eines Projektes

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Autor: Dr.-Ing. Christiane Kamusella

Ausgangsdaten und Szenegeometrie

Die digitale Untersuchung eines Prozessablaufs in ema beinhaltet gemäß Workflow im ersten Schritt:

 Ermittlung und Aufbereitung von Ausgangsdaten des Projektes

Daten zum Arbeitssystem: Zielpopulation; Arbeitsmittel, Arbeitsgegenstände, räumlich-zeitliche Abfolge von Tätigkeiten
Modellbildung der Arbeitsplätze des Arbeitssystems
a) Erzeugung von 3D-Geometriemodellen in CAD-Systemen
b) Festlegung weiterer Geometrien und der Abmessungen als/ aus ema-Bibliotheksobjekt

Beispiel

Gegeben seien folgende fiktive Vorgänge, deren Arbeitsablauf und Ausführung nach verschiedenen Aspekten bewertet werden sollen:

• Steckverbindung herstellen und reinigen, zwischenlagern und scannen

Die Tätigkeit wird von zwei Beschäftigten an einem Arbeitsplatz ausgeführt

Werker 1: (im Bsp. Frau, 5. Perzentil)

• Laufen vom benachbarten Arbeitsplatz zur Werkbank
• Scan des letzten Warenbehälters
• Steckverbindung imprägnieren/einsprühen) und mit Lappen säubern
• Leerbehälter mit je einer Steckverbindung befüllen und Behälter scannen

Werker 2: (im Bsp., Mann, 95. Perzentil)

• Beginn während der Scantätigkeit von Werker 1
• Laufen vom benachbarten Arbeitsplatz zur Werkbank
• 2 Steckverbindungen nacheinander herstellen:
• Einsetzen eines Bolzens in eine Hülse; Festklopfen mit wenigen Hammerschlägen
• Leerbehälter vom Materialwagen auf Werkbank umsetzen

Das Ergebnis einer digitalen Umsetzung dieses Arbeitsablaufs für eine sich daran anschließende Analyse und Bewertung (von Ergonomie, Effizienz etc.) wird zum Verständnis der nachfolgenden Einzelschritte im Video (s. Videosequenz…) visuell vorweggenommen.

Video... (noch einfügen)

Anwendung auf Beispiel:

Teilschritt 1: Zusammenstellung von Daten zum Arbeitssystem

Hier reichen zunächst ein Grobentwurf und erste orientierende Anforderungen aus, da die Feinplanung (Ablaufoptimierung und Ergonomieanpassung) über die Anwendung von ema in einem iterativen Prozess erfolgen kann.

• Festlegung der Objekte der Szenegeometrie mit deren Hauptabmessungen und Verstellbarkeiten: → Einfluss auf Körperhaltungen, Zugänglichkeit, Bewegungsräume
  • z. B. Werkbankabmessung LxBxH= 2000 mm x 700 mm x 850 mm mit zunächst fester durchschnittlicher Arbeitshöhe
  • Materialwagen mit einer oberen Regalbretthöhe von 800 mm und mit weiteren, tiefer gelegenen Regalböden, ohne Verstellbarkeiten
  • Abmessung und Anzahl der Gegenstände: 2 Bolzen LxB= (80 mm x 80 mm); 2 Hülsen LxB= (100 mm x 100 mm)
  • Arbeitsmittel und Anzahl: 1 Sprühdose, 1 Hammer, 1 Scanner, 1 Lappen; 2 Behälter LxBxH= (200 mm x 200 mm x 200 mm)

• Generelle Anordnung der Objekte:
  • z. B. Materialwagen in Angrenzung an die Werkbank
  • 1 Behälter auf dem Materialwagen, 1 Behälter auf einer Werkbankseite
  • Werkzeuge und Gegenstände in Griffnähe

• Nutzerpopulation
  • männliche, weibliche Nutzer im arbeitsfähigen Alter, deutsche Wohnbevölkerung

→ Wahl von anthropometrisch kritischen Referenzpersonen: Frau, 5. Perzentil (F5) und Mann, 95.Perzentil (M95)

Daraus kann ein Arbeitsplatz- bzw. Arbeitssystemmodell unter Zuhilfenahme von ema-Bibliotheksobjekten erstellt werden.

Szenegeometrie für das Beispiel:

Um in dieser Szene technologische Verrichtungen unter Nutzung von ema abbilden zu können, sind weitere Vorüberlegungen erforderlich:

Festlegung/ Bestimmung von:

a) Standorten der Nutzer incl. deren Abstände zu Gegenständen (z. B. Tisch) und Bezugsebenen (z. B. Tischvorderkante) sowie Blickrichtung der Nutzer → s. Laufpfade, Walkpunkte, Marker; Achsenausrichtung

b) Griffstellen an Werkzeugen; Ausrichtung beim Ergreifen und bei Benutzung

→ s. Marker; Greifpunkte: sog. Grip-Point GP_RIGHT/LEFT; Hilfsobjekte bei Objekt-Grundparametern

c) Handlungsstellen

d) Fügepunkten an Werkstücken, Wirkpunkten

→ sog. Tool Center Point TCP; Marker

e) Kollisionsobjekte

f) Verknüpfung von Objekten

→ Objekt-Hierarchien oder Definition neuer Elternobjekte für Verrichtungsparameter

g) Objektbewegungen

h) Kopplungsglieder am Menschen (Finger, Hand, Körperseite: rechts, links, beidhändig…)

i) Kopplungsart, Griffart bei Benutzung von Gegenständen

→ Objekteigenschaft: Objekthandhabung

j) Grundparameter wie Raumlage, Masse

→ Objekteigenschaft: Objekthandhabung

k) Aufgebrachte Kräfte und Art der der Aktionskräfte (Ganzkörper, Hand-Fingerkraft)

→ Ergonomieparameter bei Verrichtungsparametern

Diese Überlegungen widerspiegeln sich:

(1) in der Szenegeometrie

• über die Festlegung von Raumlagen für Objekte
• über Einführung und Lokalisierung von Hilfsobjekten: Marker, Pfadpunkte, Laufpfade, Objektkopien

(2) in Objekteigenschaften

• über die Präparierung von Objekten: Festlegung von Hüllkörpern, Sicherheitsabständen
• über die Verknüpfung von Objekten (Objekthierarchien)
• über Grundparameter: z. B. Lastmasse
• über Eigenschaften gelisteter Objekte in der Registerkarte Objekte: Kollisionsobjekt, Bodenobjekt

(3) in der Parametrisierung von Verrichtungen

Teilschritt 2: Ermittlung der räumlich-zeitlichen Abfolge von Tätigkeiten