Digitale Ergonomie 2025: Die Technik dem Menschen anpassen

Je früher Gestaltungsdefizite erkannt werden, desto kostengünstiger ist eine Behebung. So lautet das Fazit einer aktuellen Studie der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin. Was hier in Bezug auf ergonomische Anforderungen an Arbeitsmittel und -techniken formuliert wird, gilt in einem weiteren Sinn auch für andere Aspekte der Konstruktion: Maschinen, Geräte, und Werkzeuge sollen immer sicherer, gesunder und gebrauchstauglicher werden. Digitale rechnergestützte Menschenmodelle helfen dabei.

Unter dem Titel „Digitale Ergonomie 2025. Trends und Strategien zur Gestaltung gebrauchstauglicher Produkte und sicherer, gesunder und wettbewerbsfähiger sozio-technischer Arbeitssysteme“ hat die BAuA im September eine neue Studie veröffentlicht. Sie befasst sich mit der Entwicklung ergonomischer Arbeitsprozesse und gebrauchstauglicher Arbeitsmittel. Der Fokus liegt auf der Bedeutung rechnergestützter Tools zur Ergonomie. Auch die speziellen Anforderungen kleiner und mittlerer Unternehmen an Werkzeuge der digitalen Ergonomie werden berücksichtigt.

Ergonomie ist nicht nur im Automobilbau hochrelevant für Entwickler und Konstrukteure
Ergonomie im Automobilbau

Quelle: Thinkstock

Das Thema ist auch für Konstrukteure und Entwickler im Maschinenbau hochinteressant. Denn jeder Hersteller einer Maschine oder Anlage ist verpflichtet, im Rahmen des Konformitätsbewertungsverfahrens alle Gefährdungen und Risiken zu ermitteln, zu bewerten und möglichst zu beseitigen. Darunter fallen auch Gesundheitsgefährdungen durch Fehlhaltungen oder nicht dem menschlichen Körper angemessene Bedienelemente. Die Anwendung von Ergonomie-Normen ist keine Kür, sondern Voraussetzung für eine CE-Kennzeichnung. An der BAuA-Studie haben nicht nur Wissenschaftler von Universitäten und Instituten teilgenommen, sondern auch Entwickler der großen Automobilbauer.

Digitale Ergonomie als Beitrag zur Prävention

Grundlage der BAuA-Studie ist eine dreistufige Befragung ausgewiesener Experten zu wichtigen Leitfragen der digitalen Ergonomie. Diese wird definiert als Oberbegriff für „digitale Modelle und Methoden zur Planung, Realisierung und laufenden Verbesserung von Produkten und sozio-technischer Arbeitssystemen“. Digitale Ergonomie kann daher auch im Sinne eines präventiven Arbeitsschutzes gesehen und genutzt werden.

Ob Lärm oder Quetschungen, Vibrationen oder heiße Oberflächen, technische Lösungen zum Schutz von Maschinenbedienern oder Verbrauchern müssen bereits in der virtuellen Produktplanung in der Konstruktion („product engineering“) bzw. der virtuellen Prozessplanung („manufacturing engineering“) ansetzen. Ergonomietools wie digitale Menschenmodelle erleichtern es dem Konstrukteur, z. B. anthropometrische und biomechanische Varianzen zu berücksichtigen. Denn auch Menschenmaße verändern sich über Generationen und durch den demographischen Wandel. Digitale Muskelmodelle ermöglichen es, die später wirkenden Kräfte und Belastungen für den menschlichen Körper vorauszusehen und Konstruktionen frühzeitig anzupassen. Rechnergestützte Tools der Ergonomie können damit z. B. dazu beitragen, verschiedene Gestaltungs-Alternativen zu evaluieren und Defiziten frühzeitig vorzubeugen.

Vor- und Nachteile von rechnergestützten Ergonomiewerkzeugen

In den Fragen an die Experten ging es um die Situation und künftigen Erwartungen an digitale Ergonomiemodelle. Die Studie fasst in ihrer Auswertung die Möglichkeiten rechnergestützter Ergonomiewerkzeuge mit ihren Vor- und Nachteilen zusammen. Als Vorteile werden genannt:

  • Bewerten von Gestaltungsalternativen und frühzeitige Absicherung einer gestalterischen Lösung (z. B. durch Simulationsprozesse)
  • gezielte Visualisierung im Planungsprozess
  • kürzere Entwicklungszeiten
  • höhere Transparenz
  • Einsparung von Kosten
  • Erhöhung der Probandensicherheit (Wegfall von kritischen Untersuchungen)

Aber die Experten sehen auch Nachteile und Hemmnisse für den Einsatz digitaler Ergonomietools:

  • Die Software ist sehr komplex.
  • Die Validität ist z. T. unklar.
  • Es fehlen Standards für den Datenaustausch.
  • Die Anschaffungs- und Betriebskosten (Personalschulungen) sind hoch.
  • Der Zeitaufwand für virtuelle Simulationen ist groß.

Für kleine und mittlere Unternehmen wurde ein Anpassungsbedarf deutlich. Insbesondere sollen „einfachere“ und modularisierbare Modelle die Gebrauchstauglichkeit erhöhen sowie die Anschaffungs- und Betriebskosten senken.

Download-Hinweis: Den Volltext der Studie zur digitalen Ergonomie 2025 können Sie auf den Internetseiten der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin herunterladen:

Methoden zur Berwältigung der ergonomischne Anforderungen aus der Maschinenrichtlinie

Das Werk „CE-Kennzeichnung nach Maschinenrichtlinie“ befasst sich ausführlich mit den ergonomischen Anforderungen der neuen EG-Maschinenrichtlinie. Die Schritte zu einem ergonomischen Produktdesign werden im Detail erläutert. Der Autor nennt die im Maschinendesign relevanten Kriterien und geht auf unterschiedliche Methoden der Anwendung der ergonomischen Anforderungen ein: das DIN-Taschenbuch 352 „Ergonomie zur Maschinengestaltung“, die: Maschinensicherheitsnorm EN ISO 12100-2 sowie die Berufsgenossenschaftliche BGIA-Checkliste.

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