Einführung in die Arbeitswissenschaft · max) < 1 Massenerhaltung: M tot = M AS + M - M´ Energieerhaltung: E tot = U AS + E kin + E pot + E 1 + E 2 - E 1 ´ - E 2 ´ Arbeitssystemklassifizierung

© Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Flemisch

Dipl.-Ing. Christopher Brandl

Dr.-Ing. Dr. rer. medic. Dipl.-Inform. Alexander Mertens

Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft

RWTH Aachen

Bergdriesch 27

52062 Aachen

Tel.: 0241 80 99 440

E-Mail: [email protected]

Lehreinheit 1

Einführung in die Arbeitswissenschaft

Sommersemester 2017


1 - 2 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Informationen zur Veranstaltung

Regelmäßige Termine: Di. 08:30 – 10:00 Uhr (Vorlesung, 12 Termine)

Fr. 14:15 – 15:00 Uhr (Übung, 11 Termine)

Beginn: VL: 18.04.2017

Ü: 28.04.2017

Ort: VL: AachenMünchener Halle (Aula) (1010|131)

Ü: Großer Hörsaal (Audimax) (1420|210)

Veranstalter: Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen

Dozent:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank O. Flemisch

Dipl.-Ing. Christopher Brandl

Dr.-Ing. Dr. rer. medic. Dipl.-Inform. Alexander Mertens

Kontakt: [email protected]

Anzahl der SWS:

1/1 (z.B. B.Sc. Maschinenbau – Studienrichtung Produktionstechnik,

Bachelor Lehramt, Bachelor Technikkommunikation)

2/1 (z.B. B.Sc. Wirtschaftsingenieurwesen, M. Sc. Mobilität und Verkehr,…)

Anzahl der ECTS Credits:

3 (z.B. B.Sc. Maschinenbau – Studienrichtung Produktionstechnik, Bachelor

Lehramt, Bachelor Technikkommunikation)

4 (z.B. B.Sc. Wirtschaftsingenieurwesen, M. Sc. Mobilität und Verkehr,…)

Unterrichtssprache: Deutsch

weitere Infos unter: http://www.iaw.rwth-aachen.de

http://www.campus.rwth-aachen.de/default.asp?tguid=0x5C961A8BF520754488FFF860D2381637


Umdruck zur Vorlesung:

Vorlesungsunterlagen stehen im Internet auf der L2P-Plattform zur

Verfügung

www.elearning.rwth-aachen.de

Die Musterlösungen zu den Übungsaufgaben sind im Anschluss an

die Übung im Internet auf der L2P-Plattform verfügbar.

Lehrbuch Arbeitswissenschaft:

Schlick, C.; Bruder, R.; Luczak, H.:

Arbeitswissenschaft

3. Auflage. Springer-Verlag 2010.

ISBN: 978-3-540-78332-9

Aus dem Hochschulnetz einzusehen unter*:

http://www.springerlink.com/content/978-3-540-78332-9

* nicht immer verfügbar

Vorlesungsunterlagen

http://www.elearning.rwth-aachen.de/













Prüfung

Klausurtermin Dienstag 01.08.2017

Anmeldung zur Klausur modulares Anmeldeverfahren in CAMPUS

Prüfungsumfang

z.B. Maschinenbau B.Sc. mit der Studienrichtung

Produktionstechnik, Bachelor Lehramt, Bachelor

Technikkommunikation:

Einheiten 2-8 sind prüfungsrelevant,

Klausurdauer: 90 Minuten.

z.B. B.Sc. Wirtschaftsingeneurwesen, M. Sc.

Mobilität und Verkehr:

Alle Lehreinheiten sind prüfungsrelevant,

Klausurdauer: 120 Minuten.

E-Mail an [email protected]

Ansprechpartner Fragen

zur Klausur

Dipl.-Wirt.-Ing. Julia Czerniak-Wilmes und

Markus Harlacher, M.Sc.

(E-Mail jeweils an [email protected])

Aktuelle Infos L2P-Plattform

IAW-Homepage – iaw.rwth-aachen.de


L2P-Plattform zur Vorlesung

Inhalt: • Folien zu allen Vorlesungseinheiten

• Übungen inkl. Musterlösung im Anschluss an die

Veranstaltung

Erreichbar unter: www.elearning.rwth-aachen.de

Anmeldung : Registrierung für die Vorlesung über CampusOffice

Zugangsdaten: TIM-Kennung

(bei Fragen hilft der RZ-ServiceDesk im SuperC)


Qualität der Lehre

Lehre als „Dienstleistung“ für die Studierenden und „Kerngeschäft“ für Professoren

und Assistenten

IAW als offenes Haus - Sprechstunden jederzeit einschließlich Dokumenten- und

Bibliothekszugang

Zertifizierung nach DIN ISO 9001:2000 (Prozessorientierung)

Themenspezifische Sprechstunden:

Am Tag nach jeder Vorlesung oder nach Vereinbarung

Lehrmaterial / Lehrhilfen

Eigene Mitschrift zur Vorlesung bzw. eigene Ergänzung der Umdrucke um professorale Kommentare; Übungsaufgaben und Musterlösungen

Lehrbuch mit Erweiterungen und Vertiefungen des Stoffes zum Selbststudium in Bibliothek und Internet verfügbar

Zugang zur Sammlung von Prüfungsaufgaben und Klausuren der kürzeren Vergangenheit

Kommunikative Rückkopplung (durch offenen persönlichen Diskurs oder verdeckt

anonym im Internet):

Ermöglicht Einstellung von positiven bzw. negativen Eindrücken zur Vorlesung

Möglichkeit, Verbesserungsvorschläge abzugeben


1

Themenübersicht zur heutigen Veranstaltung


Vorstellung des Vorlesungskanons

Trends und Herausforderungen in

der Arbeitswissenschaft 3

2

3


Themenfelder der Veranstaltung im

Unternehmensmodell

Planung Unternehmensführung Personal

Vertrieb

Kunden-

betreuung,

Distribution

Beschaffung

Einkauf

und

Lager

Service Instandhaltung

Logistik

Qualitätsmanagement Prozessteuerung

Recycling

Informations-

systeme

Rechnungswesen

Controlling

Produktent

-wicklung

Prozessent

-wicklung

Arbeits-

vor-

bereitung

Fertigung

Montage

Marketing

Programmstrategie

Output: Produkte, Dienst- leistungen ...

Absatzmarkt

Quelle: Gabler Wirtschaftslexikon

Input: Vorprodukte, Komponenten, Module, Systeme, Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe …

Repetierfaktoren

Potentialfaktoren

Input: Personal, Dienstleistungen …

Beschaffungsmarkt


Themenfelder der Veranstaltung im

Unternehmensmodell

Planung Unternehmensführung Personal

Vertrieb

Kunden-

betreuung,

Distribution

Beschaffung

Einkauf

und

Lager

Service Instandhaltung

Logistik

Qualitätsmanagement Prozessteuerung

Recycling

Informations-

systeme

Rechnungswesen

Controlling

Produktent

-wicklung

Prozessent

-wicklung

Arbeits-

vor-

bereitung

Fertigung

Montage

Marketing

Programmstrategie

LE 9 und 10: Produktergonomie

LE 5: Modellierung und Optimierung manueller Arbeitsprozesse mit MTM

LE 4: Analyse der Zeit-struktur von Arbeits- prozessen

LE 3: Modellierung und Optimierung von Arbeitsprozessen (Workflows)

LE 8: Produktionsergonomie

LE 6: Arbeitsschutz und sicherheitstechn. Arbeitsgestaltung

LE7: Arbeitsökologie

LE 12: Entgelt und Motivation

LE 11: Computer- gestützte Büroarbeit

LE 2: Arbeits-organisation

Input: Vorprodukte, Komponenten, Module, Systeme, Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe …

Repetierfaktoren

Potentialfaktoren

Input: Personal, Dienstleistungen …

Output: Produkte, Dienst- leistungen ...

Absatzmarkt

Beschaffungsmarkt


1




Trends und Herausforderungen in der

Arbeitswissenschaft 3

2


Was ist Arbeit?

Definition

„Arbeit ist, was der Mensch zur Erhaltung seiner Existenz und/oder der

Gesellschaft tut, soweit es von der Gesellschaft akzeptiert und honoriert wird.“

(Rohmert, 1993)

„Unter Arbeit wird ein Tätigsein des Menschen verstanden, bei dem dieser mit

anderen Menschen und (technischen) Hilfsmitteln in Interaktion tritt, wobei unter

wirtschaftlichen Zielsetzungen Güter und Dienstleistungen erstellt werden, die

(zumeist) entweder vermarktet oder von der Allgemeinheit (Steuern, Subventionen)

finanziert werden.“

(Stirn, 1980)

Vorprodukte,

Komponenten, Module,

Systeme, Roh-, Hilfs-

und Betriebsstoffe,

Dienstleistungen, …

Produkte und

Dienstleistungen

Zielsetzungen


Was ist Arbeitswissenschaft?

Bewertungsebene Realisierung

1. Ausführbarkeit/

Aushaltbarkeit

2. Schädigungslosigkeit/

Erträglichkeit

3. Beeinträchtigungsfreiheit/

Zumutbarkeit

4. Persönlichkeitsentfaltung*

Bewertungshierarchie von Arbeits-gestaltungsmaßnahmen, modifiziert

nach Hacker & Sachse

*Das Recht auf freie Entfaltung der Persönlichkeit ist im Grundgesetz festgeschrieben.

= Kriterien der Bewertungsebene erfüllt

= Kriterien der Bewertungsebene nicht erfüllt

Kerndefinition der Arbeitswissenschaft nach Luczak & Volpert

Die Arbeitswissenschaft beschäftigt sich mit der - jeweils

systematischen - Analyse, Ordnung und Gestaltung der technischen,

organisatorischen und sozialen Bedingungen von Arbeitsprozessen

mit dem Ziel, dass die arbeitenden Menschen in effektiven und

effizienten Arbeitsprozessen

ausführbare, aushaltbare, schädigungslose, beeinträchtigungs-

freie und erträgliche Arbeitsbedingungen vorfinden,

Standards sozialer Angemessenheit nach Arbeitsinhalt,

Arbeitsaufgabe, Arbeitsumgebung, Zumutbarkeit sowie

Entlohnung und Kooperation erfüllt sehen, Handlungsspielräume

entfalten, Fähigkeiten erwerben und in Kooperation mit anderen

ihre Persönlichkeit erhalten und entwickeln können.

Gegenstand der Arbeitswissenschaft

Analyse bestehender Arbeitsbedingungen, systematische

Aufbereitung des gewonnenen Wissens und Ableitung von

Gestaltungsregeln


Humanisierungs- vs. Rationalisierungsaspekt Subjekt- vs. Objektbezug

Humanisierungsaspekt Rationalisierungsaspekt

als Herstellungs-

prozess effektiv und

effizient gestalten

ARBE IT

als Einsatz menschlicher „Ressourcen“ ergonomisch

gestalten

Arbeit als Gestaltungsobjekt von

Humanisierung und Rationalisierung

V1 Modern Times

Modern Times (gekürzt).mpg


Arbeitssystem – Definition

Begriffsdefinition nach DIN EN ISO 6385:2004 „Grundsätze der Ergonomie für die Gestaltung von Arbeitssystemen“

(Ein Arbeitssystem ist ein) „System, welches das Zusammenwirken eines einzelnen oder mehrerer Arbeitender/Benutzer mit den Arbeitsmitteln umfasst, um die Funktion des Systems innerhalb eines Arbeitsraumes und der Arbeitsumgebung unter den durch die Arbeitsaufgaben vorgegebenen Bedingungen zu erfüllen.“

Die grundsätzliche Funktion eines Arbeitssystems ist die Transformation von Materie (bzw. Material), Information oder Energie von einem Ausgangs- in einen Zielzustand.

Beispiele:

Montagelinie einschließlich Facharbeitern und Wartungspersonal

3D-Laserschweißzelle mit Maschinenführer

Fabrikplanungsbüro mit dort arbeitenden Planern und CAD-/CAP-Systemen


Arbeitssystem – Struktur

Input Output

definiertes Ziel

Störgrößen εt, und t

• Information I2 • Energie E2

• Material M2

• Information I2´ • Energie E2´ • Material M2´

• Information I1

• Energie E1 • Material M1

• Information I1´ • Energie E1´ • Material M1´

Umwelt erreichtes Ziel

Wirksystem

Führungs- und Planungssystem

Ergebnisse der Aufgaben

Arbeits- aufgaben

Arbeitsmittel

Arbeitsobjekte

Führungs- und

Planungsinformationssystem

Räumliche System-abgrenzung

Arbeitsperson Arbeitsperson

ut yt

Zustand xt

xt+1

Delta- Operator

xt


Räumliche System-abgrenzung


Grundmengen:

Arbeitssystem: AS = {AP, A, AM, AO, AR}

Arbeitspersonen: AP = {P1, P2 …, Pi}

- Führungs- und

Planungssystem P (P) AP

- Wirksystem P (W) AP

Arbeitsaufgaben: A = {A1, A2 …}

Arbeitsmittel: AM = {AM1, AM2 … }

Arbeitsobjekte: AO = {AO1, AO2 … }

Arbeitsräume: AR = {AR1, AR2,…, AR|AP|}

Arbeitsformen:

Einzelarbeit: |AP| = 1

Kooperative Arbeit: |AP| > 1

Verteilte Arbeit: AR1 AR2 … =

Raumverband: AR1 AR2 … ≠

Klassische Arbeitsteilung: P (P) P (W) =

(Taylorismus)

Selbststeuerung: P (P) = P (W)

(Selbstregulation)

Arbeitssystem – Grundmengen und Arbeitsformen

definiertes Ziel


erreichtes Ziel

Wirksystem



Arbeits- aufgaben

Arbeitsmittel

Arbeitsobjekte

Führungs- und



Zustand xt

xt+1

Delta- Operator

xt



Typische Zielgrößen:

• Produktivität, Durchsatz und Auslastung

• Auftrags-, Durchlauf- und Belegungszeit

• Qualität: Oberflächengüte, Passungen, Toleranzen

• Material-, Werkzeug- und Energiekosten

• Zuverlässigkeit und Arbeitssicherheit

• Belastung und Beanspruchung

Direkt wertschöpfendes Arbeitssystem:

(z.B. Produktionszelle):

Wert(Output) > Wert(Input)

Indirekt wertschöpfendes Arbeitssystem:

(z.B. Materialtransportsystem):

Wert(Output) = Wert(Input)

Effektives Arbeitssystem:

ρmin ≤ ρ ≤ ρmax

Effizientes Arbeitssystem:

ρmin ≤ ρ ≤ ρmax Wert(Input) → min

Zuverlässiges Arbeitssystem:

Vmin ≤ P(ρmin ≤ ρ ≤ ρmax)

ρ: Zielerreichungsgrad

Vmin: Minimal geforderte Zuverlässigkeit der

Zielerreichung

Arbeitssystem – Bewertung

definiertes Ziel


erreichtes Ziel

Wirksystem



Arbeits- aufgaben

Arbeitsmittel

Arbeitsobjekte

Führungs- und



Zustand xt

xt+1

Delta- Operator

xt



Grundgesetze

AP ≠ , sonst 100% Automation und kein

Arbeitssystem!

Arbeitsprozess erzeugt Information im Sinne

eines höheren Ordnungszustands und setzt dabei

Energie um: E1 > 0 E2 > 0

Begrenzte Zuverlässigkeit:

P(ρmin ≤ ρ ≤ ρmax) < 1

Massenerhaltung:

Mtot = MAS + M - M´

Energieerhaltung:

Etot = UAS + Ekin + Epot + E1 + E2 - E1´ - E2´

Arbeitssystemklassifizierung

Arbeitssysteme in der Sachgüterproduktion (Produktionssystem): xt+1 = f(xt, ut) + ℰt und yt = g(xt, ut) + t

Arbeitssysteme in Dienstleistungsunternehmen (Servicesystem): xt+1 = h(xt, ut) + ℰt und yt = k(xt, ut) + t

Mechanisiertes Arbeitssystem: Wenn E2 technisch erzeugte Energieformen enthält

Automatisiertes Arbeitssystem: Wenn mechanisiert und I1 oder I2 technisch erzeugte Information enthalten

Arbeitssystem – Grundgesetze und Klassifizierung definiertes

Ziel


erreichtesZiel

Wirksystem


Ergebnisseder Aufgaben

Arbeits-aufgaben

Arbeitsmittel

Arbeitsobjekte

Führungs- und



Zustand xt

xt+1

Delta-Operator

xt



Arbeitssystem am Beispiel der Türmontage erreichtes Ziel Fertig montierter Modulträger

Input

Information I1

Technische

Zeichnungen,

Taktzeit

Material M1

Tür-Mock-Up

Energie E1

Arbeitsenergie

Information I2

Einsatzpläne

Material M2

Fensterheber,

Schlösser,

Anbauteile, Laut-

sprecher, usw.

Energie E2

Arbeitsenergie,

Energie zum

Betreiben der

Arbeitsmittel

Output

Information I1´ Montagepläne,

Anweisungen

Material M1´ Demo-Modell für

Monteur

Energie E1´ Wärme

Information I2´ Teilfertig-

meldungen,

QM-System-

Meldungen

Material M2´ montierter

Modulträger

Energie E2´ Wärme

definiertes Ziel Modulträger montieren


Montageplanungssystem

Planung der Montagelinie

Arbeitsablaufplanung durch SvZ

Bereitstell- und Logistikplanung

Ergebnisse

der Montage Arbeitspläne

Umwelt

Takt 1 Takt 2


Takt n

Wirksystem

Arbeitsperson 1

Arbeitsmittel 1 Schrauber,

Vorrichtung

Arbeitsobjekte 1 Modulträger,

Fensterheber

Arbeitsperson 2

Arbeitsmittel 2 Schrauber,

Vorrichtung

Arbeitsobjekte 2 Modulträger,

Schlossmodul

AP n

AM n

AO n

ut yt

Räumliche Systemgrenze

Prozessplaner Logistikplaner

Zustand xt

Räumliche Systemgrenze

V2 Türmontage

Video Montage Brose Türsystem.mp4


Constructor Theory:

Die Constructor Theory ist bestrebt, alle grundlegenden Theorien der Wissenschaft durch eine Zweiteilung

hinsichtlich der Möglichkeit einer physikalischen Transformation zu beschreiben:

ausführbar versus nicht-ausführbar

Elemente des Transformationsprozesses:

Verknüpfung von Aufgaben:

(1) Seriell

(2) Parallel

Arbeitssystem aus Sicht des

Transformationsprozesses (I)

Aufgabe Ai

Ziel bzw. Teilziel

Information Ii´

Ausgangszustand Material Mi´

Energie Ei´

Information Ii Eingangszustand Material Mi

Energie Ei

Arbeitsperson ν

Führungs- und Planungssystem ν

Arbeitsmittel ν

Arbeitsobjekt

A1 A2 I1, M1, E1

I2, M2, E2

I3, M3, E3

A1

A2

I1, M1, E1 I2, M2, E2

Quelle: In Anlehnung an Deutsch 2013; modelliert nach IDEF0

v: Boole‘sche Oder-Gliederung


Arbeitssystem aus Sicht des

Transformationsprozesses (II)

Reguläres Aufgabennetz:

In einem regulären Aufgabennetz ist der Output der Aufgabe am Anfang jeder Verbindung der Input der

Aufgabe an ihrem Ende.

Reguläres Aufgabennetz für ein Arbeitssystem:

A1 A2 I1, E1

I2, E2

I3, E3

A3 A4 I4, M4, E4

I5, M5, E5 I6, M6, E6

A6 I7, M7, E7

A5

Ziel Ziel

Arbeitsperson Λ

Arbeitsmittel Λ

Arbeitsobjekt

Arbeitsperson Λ

Arbeitsmittel Λ

Arbeitsobjekt

Arbeitsperson Λ

Arbeitsmittel Λ

Arbeitsobjekt

Führungs- und

Planungssystem

Wirksystem

Arbeitsperson Λ

Arbeitsmittel Λ

Arbeitsobjekt

Arbeitsperson Λ

Führungs- und

Planungssystem

Arbeitsperson Λ

Führungs- und

Planungssystem

Quelle: In Anlehnung an Deutsch 2013; modelliert nach IDEF0

Teilziel Teilziel Teilziel

Ziel

Λ : Boole‘sche Und-Gliederung


Menschliche Grenzen der Ausführbarkeit

Statische Aktionskräfte finden sich für diverse Kraftrichtungen und

Köperhaltungen z.B. in DIN 33411-3, DIN 33411-5 und dem Kraftatlas

Wahrnehmungsleistung für

Augen: Punkte: 0.5 - 1 arc min

Linien: 1 - 2 arc min

Buchstaben: 5 arc min

Ohren: Absolute Hörschwelle: 20 μPa (Sinuston bei 1000 Hz)

Haut: Absolutschwelle der Hautauslenkung für Finger: 10 µm Absolutschwelle der Kraft für Finger: 0.8 mN

Motorische Reaktionszeit auf

Optische Reize: 220 ms

Akustische Reize: 160 ms

Haptische Reize: < 100 ms

Sources: Schlick et al. 2010; Kern 2009; BGIA 2009

1700

male

Körperliche Leistung

Dauerleistungsgrenze: 100 W

Kurzzeitige (Höchst-)Leistung: 1500 W

Wellenlängenbereich von 400 bis 720 nm


Arbeitssystem aus Sicht des Transformations-

prozesses am Beispiel der Türmontage

Montageplan

erstellen

Information I1

Technische

Zeichnungen,

Taktzeit

Energie E1

Arbeits-

energie

Material M1

Tür-Mock-Up

Information I2

Montageplan,

Anweisungen

Energie E2

Wärme

Fensterheber

montieren

Schlossmodul

montieren

Information I3

Montageplan

Material M3

Fensterheber,

Schrauben,

Anbauteil

Energie E3

Arbeitsenergie,

Energie zum

Betreiben der

Arbeitsmittel

Ziel Montierter

Modulträger

Arbeitsperson 1 Λ

Schrauber, Vorrichtung

Modulträger

Führungs- und

Planungssystem

Wirksystem

Arbeitsperson 2 Λ

Schrauber, Vorrichtung

Modulträger

Prozessplaner Λ

Montageplanungssystem

Teilziel Zeit-,

Mengen-,

Qualitäts-

vorgabe

erfüllen

Information I4

Teilfertigmeldung

Montageplan

Material M4

Montierter Fensterheber

Schlossmodul,

Schrauben

Energie E4

Wärme

Arbeitsenergie, Energie

zum Betreiben der

Arbeitsmittel

Information I5

Teilfertigmeldung,

Montageplan

Material M5

Montierter

Modulträger mit

Fensterheber und

Schlossmodul

Energie E5

Wärme

Teilziel Zeit-,

Mengen-,

Qualitäts-

vorgabe

erfüllen

Takt 1 Takt 2

Material M2

Demo-Modell

für Monteur

Λ : Boole‘sche

Und-Gliederung


Belastungs-Beanspruchungs-Konzept –

Analogie zur technischen Mechanik (nach Rohmert)

Summe der

Reaktionen des

arbeitenden

Menschen auf die

Belastungen

(physisch,

physiologisch,

mental, emotional

erlebensmäßig)

die aus

Belastungshöhe,

Geometrie und

Werkstoff-

eigenschaften

resultierenden

inneren

Spannungen

Bean

sp

ruch

un

g

äußere Merkmale

der Arbeitssituation,

wie Arbeitsaufgabe,

Umgebungs-

bedingungen,

Ausführungs-

bedingungen

Gesamtheit der

äußeren

Einwirkungen:

Kräfte auf ein

Bauteil Bela

stu

ng

Arbeits-

wissenschaft Mechanik

Quelle: Laurig, ergonassist

gering hoch

Beanspruchung


Beispiel für unterschiedliche Belastungsarten

Belastungstyp Beispiele für Kriterien

zur Ermittlung der Höhe

der Belastung

Beispiele für

Belastungsfaktoren

(qualitativ)

Belastungsgrößen

(quantitativ)

Energetische

Belastung Schwere einer Arbeit

Körperstellungen/

Haltungen

Physikalische Größen,

z.B. Gewicht, Kraft oder

Weg

Informatorische

Belastung

Schwierigkeit einer Arbeit

sowie Genauigkeit und

Geschwindigkeit der

Informationsverarbeitung

Art und Veränderung von

Signalen

Informationsgehalt von

Anzeigen

Belastung aus der

physikalischen oder

chemischen

Umgebung

Intensität eines

Umgebungseinflusses

Subjektive Feststellungen,

z.B. zur Lautstärke

oder Helligkeit

Physikalische Größen,

z.B. Schalldruck oder

Beleuchtungsstärke

Belastung aus der

sozialen Umgebung Unterstellungs-

verhältnisse

Feststellungen zum

Betriebsklima

Darstellung von

Soziogrammen Arb

eit

su

mg

eb

un

g

Arb

eit

sfo

rme

n/-

art

en

Au

fga

be

nb

ezo

ge

n

Sit

uati

on

sg

eb

un

den


Quelle: in Anlehnung Karrasch u. Müller 1951,

aus Lehmann 1983

Beispiel für eine energetische Belastung –

Schwere von physikalischer Arbeit

Quelle: in Anlehnung an Lehmann 1983

Arbeitspulsfrequenz =

Anstieg der Pulsfrequenz

gegenüber dem

Ruhewert

Der Anstieg der

Pulsfrequenz hängt ab von:

• Geschlecht

• Alter

• Trainingszustand

• persönliche (In)Disposition

Die Messung der

Pulsfrequenz oder des

Sauerstoffverbrauchs

erlaubt einen Rückschluss

auf den Energieumsatz

und damit auf die

energetische Belastung.

Leichte Arbeit (75 W)

Verhalten der Pulsfrequenz während

leichter, nicht ermüdender und schwerer,

ermüdender, dynamischer Arbeit mit

konstanter Leistung

Abhängigkeit der Pulsfrequenz von

Sauerstoffaufnahme bzw. Leistung für

Ergometerarbeit bei 20-jährigen

Schwere Arbeit (150 W)


Beispiel für eine Belastung aus

der physikalischen Arbeitsumgebung

50

60

70

80

90

100

100 200 300 400 500 600

Zuverlässigkeit anhand des

Rückgang der Fehler in %

Beleuchtungsstärke in Lux als Intensitätsvariable der Beleuchtung

Stanzen

Bohren

Abisolieren

Zuschneiden

Sägen

Quelle: Wirkung der Beleuchtungsstärke auf die menschliche Zuverlässigkeit bei

industriellenTätigkeiten (aus GALL u. VÖLKER 1996)

Wirkung der Beleuchtungsstärke auf die menschliche Zuverlässigkeit

Höhere Beleuchtungsstärke

Bessere Sehbedingungen

Geringere informatorische Belastung und

Beanspruchung

Höhere menschliche Zuverlässigkeit und bessere Leistung


1




Trends und Herausforderungen in der

Arbeitswissenschaft

2

3


Demographischer Wandel

(Quelle: Statistisches Bundesamt, 2003)

Ursache für die

Bevölkerungsalterung ist eine zu

geringe Bevölkerungsdynamik:

Fertilität:

Durchschnittliche Geburtenrate sinkt

sowie Durchschnittsalter der Frauen

bei der Geburt des ersten Kindes steigt

kontinuierlich

Mortalität:

Durchschnittliche Lebenserwartung

steigt

Migration:

Relative Anzahl der Ein- und

Auswanderer und deren Alterstruktur

Altersstruktur der Erwerbsbevölkerung bis 2050


Schematischer Altersgang von Funktionssystemen

0

100 Persönlichkeit und soziale Systeme

0

100 Biologische Systeme

0

100 Wahrnehmungs- systeme

0

100

Kognitive Systeme

0

100

Weisheit und Selbsterkenntnis

20 40 60 80

Adoles- zenz

Junge Erwach- sene

Mittleres Erwach- senen- alter

Späteres Erwach- senen- alter

Tod Geburt

Quellen: Munnichs 1989, Buck und Reif 1997, Zukunftsreport Demographischer Wandel 2000,Frieling et al. 2004

Erfahrungs- und Überblickswissen

Verbesserte Fähigkeiten in

kommunikativen, organisatorischen

und sozialen Bereichen

Qualitätsbewusstsein

Disziplin, Zuverlässigkeit

Entscheidungs- und Führungsfähigkeit

...

Spezifische Fähigkeiten Älterer

Entwicklung menschlicher Leistung

Demographischer Wandel

Deutliche Alterung der Belegschaften

Steigender Anteil der über 50-Jährigen


Schon nach 8 Wochen Ausdauertraining

verbessert sich z.B. die maximale

Sauerstoffaufnahmefähigkeit im Durchschnitt

um 11%.

Ebenfalls verbesserte sich die

Erholungsfähigkeit der Muskulatur

(Suominen et al., 1977)

Durch entsprechendes Training lässt

sich folglich die altersbedingte

Abnahme der Ausdauerfähigkeit im

Alter erheblich verzögern (Weineck,

1988)

Quelle: Bruder (2007)

Trainierbarkeit im Alter

VO

2 m

ax [

ml∙kg

-1∙m

in-1

]

Alter [Jahre]

VO2 max [ml∙min-1]

Ohne

Training

Mit

Training


Produktionsarbeit im demographischen Wandel

0

20

40

60

80

100

120

bis 24 25-29 30-34 35-49 40-44 45-49 50-54 55-60 >60

Täti

gke

itse

insc

hrä

nku

ng

pro

10

0 M

itar

be

ite

r

Alter

Anzahl der Tätigkeitseinschränkungen pro 100 Mitarbeiternach Gruppen und Altersklassen

Muskel/Skelett

Schicht

Haut

Akteneinsicht

Sonstige

• 45% der 60-65-Jährigen haben gesundheitliche

Einschränkungen

• 10% dieser Einschränkungen können sofort kompen-

siert werden, bei weiteren 20% kann den Mitarbeitern

ein passender Arbeitsplatz angeboten werden

• Bei etwa 15% sind die Einschränkungen produktions-

kritisch, d. h., die Mitarbeiter können nicht mehr oder

nicht mehr voll leistungsfähig in der Montage

eingesetzt werden.

Werkärztliche Beurteilung im

Volkswagenwerk Kassel

Beurteilung des Mitarbeitereinsatzes

in der Produktion bei Audi

• Gruppe „Muskel/Skelett“ fasst Einschränkungen „kein

Heben und Tragen schwerer Lasten“, „kein häufiges

Bücken“, „kein ständiges Stehen“ und „Sitzgelegenheit

notwendig“ zusammen

• Gruppe „Schicht“ fasst Einschränkungen „keine

Nachtschicht“ und „keine Wechselschicht“

zusammen

• 115 Tätigkeitseinschränkungen in der Gruppe der

55- bis 60-Jährigen bedeuten, dass 100 Mitarbeiter

dieser Gruppe insgesamt 115 Einschränkungen haben.

Quelle: Nöring et al. 2007

gesundheitliche Einschränkungen

(aber ohne Einsatzproblem)

produktionsrelevant

produktionskritisch


• Analyse der betrieblichen

Personal- und Altersstruktur

• Initiierung von

generationenübergreifender

Zusammenarbeit / Tandems

• Erweiterte Rekrutierungs-

und Personalentwicklungs-

strategien (z.B. neue

Zielgruppe: Frauen, ältere

Arbeitslose)

• „Alternsgerechte“,

ergonomische

Arbeitsmittelgestaltung

• Lernen anhand der

Arbeitsaufgabe

• Menschzentrierte

Automatisierung

Kurzfristige Maßnahmen

• Förderung der lebensbegleitenden

Kompetenzentwicklung

• Altersgemischte Teams zum

Wissens- und Erfahrungstransfer

• Längerfristige einseitige Belastung

der Mitarbeiter verhindern

• Etablierung ausgewogener

betrieblicher und bereichspezifischer

Personal- und Altersstrukturen

• Proaktive Gestaltung der

Arbeitssysteme nach Leistungs- und

Gesundheitsprofilen

• Altersdifferenzierte Mensch-

Maschine- und Mensch-Roboter-

Interaktion

Langfristige Maßnahmen

Maßnahmen


Lernerfolgsfragen

Wie ist Arbeit definiert?

Was ist Gegenstand der Arbeitswissenschaft?

Wie sehen die Zielsetzungen der Arbeitswissenschaft aus?

Welche Ebenen der Bewertung von Arbeitsgestaltungsmaßnahmen sind bekannt?

Wie kann ein Arbeitssystem beschrieben werden?

Was beschreibt das Belastungs-Beanspruchungs-Konzept?

Nennen Sie eine der Herausforderungen, vor denen die Arbeitswissenschaft derzeit steht. Welche Ansätze zur Lösung gibt es?


Literaturverzeichnis BGIA-Report 3/2009: Der montagespezifische Kraftatlas.

Buck, H.; Reif, A. (1997): Innovative industrielle Produktion bei veränderten Alterstrukturen. In: Forum für Demographie und Politik,

Heft 9, S. 159-181.

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Einführung in die Arbeitswissenschaft · max) < 1 Massenerhaltung: M tot = M AS + M - M´ Energieerhaltung: E tot = U AS + E kin + E pot + E 1 + E 2 - E 1 ´ - E 2 ´ Arbeitssystemklassifizierung