Ergonomie-Grundlagen: Anthropometrie

Hinweis: Diese Seite wird zur Zeit bearbeitet

Begriff Anthropometrie

---

(griech.):

Anthropos: Mensch

metron: Maß metrein: Ermittlung oder Bestimmung

Lehre von der Messung und den Maßverhältnissen des menschlichen Körpers

gemäß DIN EN ISO 15535:2008-05:

Untersuchung und Messung der physischen Maße und der Masse des menschlichen Körpers und seiner (äußeren) Einzelelemente

• Quantitative Erfassung und Beschreibung einzelner Körpermaße (anthropometrischer Daten) des Körpers (wie z. B. Dimension und Proportion) sowie demographischer Daten (z. B. Geschlecht, Alter, Wohnsitz, Beruf)
• Messung von Körpermerkmalen und statistische Aufbereitung von Daten
• Betrachtung von Maßentwicklungen zum Vergleich verschiedener Gruppen und Populationen
• Bereitsstellung von Maßen für eine Nutzerpopulation
• Teilgebiet (Messmethode) der Anthropologie

Population

Gruppe von Menschen, die Eigenschaften gemeinsam haben, die ihre anthropometrischen Verteilungen beeinflussen

Nutzpopulation

Bevölkerungsgruppe, für die eine technische Gestaltung vorgesehen ist (gemäß DIN EN ISO 15535:2008-05)

Anwendung:

• Bekleidungsindustrie (modische Kleidung, berufsgruppenspezifsche Bekleidung, Sicherheitsbekleidung und -ausrüstung)
• Ergonomie (maßliche Auslegung von Arbeitsplätzen, technischen Arbeitsmitteln, Verbraucherprodukten)

Ordnungsschema für Körpermaße

---

Wege anthropometrischer Gestaltung

---

1. Bildung von Körpergrößenklassen (klein, mittel, groß

Produkte unterschiedlicher Größenabstufungen (z. B. Wechselgriffe an Handwerkszeugen, Fahrräder in unterschiedlichen Rahmengrößen, Computermäuse für große und kleine Hände)

2.Verstellbarkeit von Abmessungen an Gegenständen für die Nutzergruppe (z. B. Höhenverstellbarkeit von Tischen, Stühlen)

3. Hinzufügen von Anpassungshilfen bei wirtschaftlichen und technischen Zwängen (z. B. Fußstützen, Sitztiefenverlängerung über ausklappbare Auflagen)

4. Maßgerechte individuelle Auslegung von Produkten und Arbeitsplätzen (z. B. für kleinwüchsige Personen; wenn Nutzer bekannt ist; maßgerechte Küche)

Körpermaßverteilung - Körpergrößenklassen

---

Körperlängenmaße: Einzelwerte symmetrisch um Mittelwert verteilt ⇒ Normalverteilung
Breiten-, Tiefen-, Körperumfangsmaße: Einzelwerte folgen keiner Normalverteilung
Verwendung von verteilungsunabhängigen statistischen Größen:
Berechnung von Häufigkeitswerten, d.h. von empirischen Perzentilwerten  

Datei:Körpermaßverteilung.gif

Perzentil

lat. „Hundertstelwerte“ ⇒ Prozentränge

Perzentilwert = relative Summenhäufigkeit einer Gruppe

Zerlegung der Verteilung in 100 gleich große Teile (n=100) mit 1%-Segmenten

Perzentil = besondere Form des Quantils

p-Quantil Qp: Merkmalswert, unterhalb dessen ein vorgegebener Anteil p aller Fälle der Verteilung liegt

p: Unterschreitungsanteil

z.B. Quantil Q69 = Perzentil P69

unterhalb dieses Punktes liegen 69% aller Fälle der Verteilung

Prozentrang von 50 = 50. Perzentil: = 0,5-Quantil: Median (Zentralwert)

Perzentilwerte geben für ein Körpermaß an, wie hoch der prozentuale Anteil der Personen einer Bevölkerungsstichprobe
ist, die kleiner sind als das angegebene Perzentil oder anders gesagt:
Sie zeigen jeweils den Messwert an, der von einem definierten Prozentsatz der gemessenen Menschen maximal erreicht wird:
5. Perzentil bedeutet z. B.: 5% sind in dem Maß kleiner oder so groß, wie hierdurch festgelegt

Die größte Verteilungsdichte der Individualwerte eines Körpermaßes liegt in der Mitte der Verteilungskurve.

Bei Normalverteilung gilt näherungsweise:

• 68,3% aller Messwerte haben eine Abweichung von höchstens 1xStandardabweichung vom Mittelwert,
• 95,4% aller Messwerte haben eine Abweichung von höchstens 2xStandardabweichung vom Mittelwert,
• 99,7% aller Messwerte haben eine Abweichung von höchstens 3xStandardabweichung vom Mittelwert.

Kumulative Häufigkeit der normalverteilten Körperhöhe in %:

Datei:Kumul Häufigk 1.gif

im 1 cm-Bereich von 160 cm bis 161 cm

bei Frauen: Anteil: 6,5%

bei Männern: Anteil: 0,9%

Datei:Kumul Häufigk 2.gif

im 5 cm-Bereich von 175 cm bis 180 cm

bei Frauen: Anteil: 2,4%

bei Männern: Anteil: 26,7%

Datei:Kumul Häufigk 3.gif

Körperhöhe größer als 170 cm

Anteil jüngerer Frauen gegenüber älteren doppelt so hoch

Körperhöhe kleiner als 170 cm

Anteil jüngerer Männer gegenüber älteren weniger als die Hälfte

Quelle: H. Greil: Wachstum und Variabilität im Körperbau und ihre Berücksichtigung bei industriellen Größensystemen. In: Brandenburgische Umwelt Berichte (BUB) 10 S. 62-76 (2001)

Perzentilberechnung normalverteilter Körpermaße

---

Standardnormalverteilung mit den statistischen Größen Mittelwert und Standardabweichung

[math]\displaystyle{ K_{Perzentil}=\bar{x}\cdot s }[/math]

K_Perzentil: gesuchtes Perzentil

[math]\displaystyle{ \overline x }[/math]: Körpermaßmittelwert

z_Perzentil: z-Wert aus Tabelle der Standardnormalverteilung

s: Körpermaßstandardabweichung

[math]\displaystyle{ z_{Perzentil}=|\frac{K_{Perzentil}-\bar{x}}{s}| }[/math]

z-Werte für die Berechnung einiger Perzentile:

1.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] - 2,33s

2.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] - 1,88s

5.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] - 1,65s

10.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] - 1,28s

20.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] - 0,84s

25.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] - 0,67s

50.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math]

75.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] + 0,67s

80.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] + 0,84s

90.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] + 1,28s

95.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] + 1,65s

97.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] + 1,88s

99.Perzentil =  [math]\displaystyle{ \overline x }[/math] + 2,33s

Quelle: W.Lange; A. Windel: Kleine ergonomische Datensammlung.Tüv Media;Auflage 13., aktualisierte Auflage. (September 2009)

Beispiel: Hauptmaße der Führerräume von Schienenfahrzeugen nach DIN 5566-02:2006-09

Höhe in jedem aufrecht beschrittenen Punkt

Vorzugsmaß: ≥2000 mm

Überprüfung

entscheidendes Körpermaß: Körperhöhe

Nutzergruppe: 25-65 Jahre

entscheidendes Perzentil: 99.Perzentil

entscheidendes Geschlecht, Alter: männlich (jüngere Nutzer: 25-29 Jahre, da akzelerierter)

Körpermaße aus B. Flügel; H.Greil; K.Sommer: Anthropologischer Atlas. Alters- und Geschlechtsvariabilität des Menschen - Grundlagen und Daten. Verlag Minerva edition Wissen, 1986

[math]\displaystyle{ K_{99}=1755mm\dotplus2,33\cdot72mm }[/math]

Quellen: DIN EN ISO 15535:2008-05: Allgemeine Anforderungen an die Einrichtung anthropometrischer Datenbanken (ISO 15535:2006); Deutsche Fassung EN ISO 15535:2006