01.02.2018, 00:00 Uhr

Ganzheitliche Gestaltung von Arbeitssystemen in der Industrie 4.0

Die produzierende Industrie muss sich permanent der hohen Dynamik der Märkte, dem Innovations-, Kosten-, Zeit- und Qualitätsdruck und vor allem den Herausforderungen des digitalen und demografischen Wandels stellen. Verbesserungen nur im laufenden Betrieb reichen hier längst nicht mehr aus. Vielmehr kommt es darauf an, bei der Planung von Arbeitssystemen so früh wie möglich im Produktentstehungsprozess, also schon in Entwicklung und Konstruktion, die Weichen zu stellen – z. B. mit der Anwendung der MTM-basierten Methode ProKon (Produktionsgerechte Konstruktion). Die Besonderheit der MTM-Vorgehensweise besteht darin, bereits in dieser frühen Phase quantitative Aussagen zur Güte der Prozesse hinsichtlich Produktivität und ergonomiegerechter Gestaltung von Arbeitsplätzen zu liefern.

Quelle: CeCon

Quelle: CeCon

Methods-Time Measurement, kurz MTM, ist ein weltweit anerkanntes Verfahren zum Beschreiben, Strukturieren, Gestalten und Planen von Arbeitssystemen (Bild 1).

Bild 1 Anwendung von MTM für bestehende und zu planende Arbeitssysteme. Quelle: Deutsche MTM Gesellschaft mbH

Bild 1 Anwendung von MTM für bestehende und zu planende Arbeitssysteme.

Foto: Deutsche MTM Gesellschaft mbH

Da die ganzheitliche Betrachtung menschlicher Arbeit im Fokus steht, bietet MTM Methoden und Tools, digitale Technologien und Softwarelösungen an, mit deren Hilfe die Belastungsintensität und die Belastungsdauer, die Umgebungseinflüsse und die psychischen Aspekte einer Tätigkeit bewertet werden können. Aus diesen objektiv ermittelten Daten lassen sich dann konkrete Gestaltungsmaßnahmen für die Planung des künftigen bzw. die Optimierung des bestehenden Arbeitssystems ableiten.

Arbeit „vom Menschen her“ denken

Ein Schwerpunkt der MTM-Anwendung liegt auf der Kalkulation und Planung von Abläufen und dem damit verbundenen Management von Prozessdaten. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Modellierung menschlicher Arbeit – also auf dem Denken der Arbeit „vom Menschen her“. Die ganzheitliche Betrachtung menschlicher Arbeit und die Bewegungsmodellierung rücken – wie schon zu Zeiten von Frank Bunker Gilbreth (1868 bis 1924), einem amerikanischen Bauunternehmer und Pionier des Bewegungsstudiums, das dem MTM-Verfahren zugrunde liegt – in den Mittelpunkt der Arbeitssystemgestaltung. Dabei hilft dem Arbeitsplaner keine „Rückspiegel-Perspektive“, wie z. B. Zeitverbrauch als wertvoller Ressourceneinsatz in der Vergangenheit. Vielmehr muss prospektiv geplant werden: mit Soll-Zeiten. Denn die Einflussgrößen des Soll-Zeitbedarfs der Arbeitsmethode und die physischen sowie psychischen Gefährdungen für den Mitarbeiter sind die Gestaltungsparameter für einen guten Arbeitsplatz bzw. Arbeitsbereich.

Ergonomie rechnet sich!

Erfolgreich angewendet wird MTM z. B. beim Unternehmen SKF in Lüchow. Die schwedische SKF Gruppe ist ein weltweit führender Anbieter von Wälzlagern, Dichtungen, Mechatronik-Bauteilen und Schmiersystemen mit umfassenden Dienstleistungen in den Bereichen Technischer Support, Wartung und Instandhaltung sowie Engineering-Beratung und Training. Weltweit hat SKF rund 45 000 Mitarbeiter in mehr als 130 Ländern und arbeitet mit rund 17 000 Vertragshändlern zusammen. Das Werk Lüchow ist Teil der SKF GmbH in Deutschland (Hauptsitz ist Schweinfurt) und fertigt dort vor allem Kegelrollenlager, Kegelrollenlagereinheiten und kundenspezifische Lösungen. Ziel eines gemeinsam mit der Deutschen MTM-Gesellschaft mbH gestarteten Pilotprojektes war es, diejenigen ergonomischen Engpässe zu identifizieren, die sich mittel- und langfristig auf die Gesundheit der Mitarbeiter auswirken, diese Belastungen zu reduzieren und gleichzeitig die Produktivität zu verbessern. Die Ergebnisse zeigten, dass mit MTM in relativ kurzer Zeit mit vertretbarem Aufwand große Effekte erzielbar sind. Sprich: Ergonomie rechnet sich!

Wissenschaftlich Bewertung der Arbeitsplätze

Die Bewertung der Arbeitsplätze bei SKF in Lüchow erfolgte unter mehreren Aspekten. So sollte schnell, aber nach Arbeitsschutzgesetz wissenschaftlich abgesichert festgestellt werden, welche Arbeitsplätze hinsichtlich der Belastungssituation unbedenklich (die Bewertungsampel zeigt grün), zumutbar (gelb) oder kritisch (rot) einzustufen sind. Die gelben und roten Arbeitsplätze wurden dann im Detail analysiert. In den Fällen, in denen ein Arbeitsplatz bereits vor der Untersuchung als kritisch eingeschätzt wurde, weil z. B. ein Mitarbeiter schon erkrankt war, wurden mögliche Ursachen ermittelt. Die dritte Fragestellung, die das Projektteam beschäftigte, lautete: Wie viel Ergonomie ist nötig, d. h., welche Bedingungen machen es möglich, an einem zwar nicht grünen, doch zumindest gelben Arbeitsplatz gut zu arbeiten?

EAWS als Basismethode

Für ein wissenschaftlich begründetes, ganzheitliches Vorgehen bedarf es einer geeigneten Basismethode. In diesem Fall wurde Ergonomic Assessment Worksheet (EAWS) eingesetzt, der internationale Standard insbesondere zur Beurteilung biomechanischer Belastungen am Arbeitsplatz. Mit EAWS (als Papier- und Bleistiftmethode oder als Software-Tool verfügbar) ist es möglich, Prozesse prospektiv zu bewerten und zu gestalten. Es kann die gesamte Belastungs­situation über eine Schichtdauer beurteilt werden, ebenso die physischen Belastungen, die auf den gesamten Körper wirken, und die kurzzyklischen repetitiven Belastungen, denen speziell die oberen Extremitäten ausgesetzt sind. Dabei werden die in Europa und weltweit geltenden Normen berücksichtigt. Im Rahmen des Projektes bei SKF in Lüchow wurde auch der sogenannte Krafthandschuh erfolgreich getestet. Mit diesem Krafthandschuh können z. B. statische und dynamische Fingerkräfte mit EAWS bewertet und so subjektiv gewonnene Eindrücke objektiv abgesichert werden.

Einer der ergonomischen Engpässe im Montagebereich zeigte sich z. B. beim Einsetzen eines Innenringes (Bild 2).

Bild 2 Bewertung mit EAWS und Messen der Fingerkräfte. Quelle: Deutsche MTM Gesellschaft mbH

Bild 2 Bewertung mit EAWS und Messen der Fingerkräfte.

Foto: Deutsche MTM Gesellschaft mbH

Die erforderliche Kraft zum Eindrücken des Innenringes wurde durch Einschlagen mit dem Handballen kompensiert. Die Gestaltungsmaßnahmen gehen in Richtung Teilautomatisierung dieser Tätigkeit bzw. Umorganisation der Zuordnung kritischer Komponenten auf heute schon automatisierte Prozesse. Eine weitere erfolgreiche Maßnahme zur Reduzierung der auftretenden Kräfte waren kleinere Veränderungen im Zusammenspiel von zugelieferten Komponenten und Innenring.

Ganzheitliche Ergonomiebewertung nach der MTM-Methode

Zusätzlich zur Bewertung der physischen Belastungen nach EAWS bietet das von MTM-Ergonomie- und Software-Experten entwickelte ganzheitliche Bewertungsverfahren die Möglichkeit, sowohl die psychischen Belastungen einer Tätigkeit als auch die Umgebungseinflüsse am Arbeitsplatz zu betrachten. Ganzheitliche Ergonomiebewertung mit MTM bedeutet also

  • die Bewertung der Intensität einer physischen Belastung mit EAWS (Ergonomic Assessment Worksheet),
  • die Bewertung der Dauer einer physischen Belastung mit Hilfe von MTM-Prozessbausteinen als einheitliche Bezugsleistung (beide Ergebnisse zusammengenommen ergeben das ergonomische Risiko an einem konkreten Arbeitsplatz),
  • die Bewertung der psychischen Belastungen mit Hilfe eines rechnergestützten Dialogverfahrens sowie die
  • Dokumentation der Umgebungseinflüsse anhand einer Checkliste.

Gestaltungspotenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette realisieren

Wichtig ist, mit der Ergonomiebewertung nicht erst in der Fertigungsplanung oder der laufenden Produktion zu beginnen, sondern bereits in der frühen Phase des Produktentstehungsprozesses, also in Entwicklung und Konstruktion. Auf diese Weise ist auch in Arbeitsorganisation und Verhaltensergonomie erhebliches Gestaltungspotenzial realisierbar. Dementsprechend trug auch das Projekt bei SKF interdisziplinären Charakter. Schon an der Kick-off-Veranstaltung nahmen das Management, Fach- und Führungskräfte in der Fertigung, Verantwortliche in der Arbeitsorganisation und für die betriebliche Gesundheitsförderung, Arbeitsschutz- und Arbeitssicherheitsbeauftragte sowie der Betriebsrat teil. Die gemeinsame Erkenntnis: Ergonomiegerecht gestaltete Arbeit führt zur Vermeidung von Fehlbelastungen und damit zum Erhalt der Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Dies wiederum fördert deren Motivation und hat direkten Einfluss auf die Produktivitätsentwicklung, die Qualität von Prozessen und Produkten und den Krankenstand im Unternehmen.

Eine arbeitsorganisatorische Möglichkeit zur Verringerung des ergonomischen Risikos bei SKF in Lüchow ist Job-Rotation. Außerdem wird die physische Belastung des einzelnen Mitarbeiters durch entsprechende Freiräume, die die Teams selbst organisieren, reduziert. Darüber hinaus trägt das Festschreiben und Einhalten von MTM-Standards zur kontinuierlichen Verbesserung bzw. durchgängigen Umsetzung der Verbesserungen bei. Zusätzliches Gestaltungspotenzial, das die Mitarbeiter selbst beeinflussen können, liegt in der Verhaltensergonomie. Bei SKF wurde z. B. der Einsatz von Hebehilfen und Aufnahmevorrichtungen umgesetzt, außerdem ein besseres Handling der Hilfsmittel, das Vermeiden asymmetrischer Körperbewegungen und eine konsequent beidhändige Lastenhandhabung vorgeschlagen.

Auch gelbe Arbeitsplätze sind gute Arbeitsplätze

Eines der wichtigsten Ergebnisse des Projektes war die Erkenntnis, dass es eine sinnvolle Reihenfolge gibt, in der man gestalterisch vorgehen sollte:

  1. mittels MTM-Analyse Transparenz in den Prozessen schaffen,
  2. die Arbeitsplätze bewerten bzw. ergonomische Engpässe identifizieren,
  3. den SOLL- und IST-Zustand vergleichen und
  4. Gestaltungsmaßnahmen erarbeiten.

Die Antwort auf die eingangs des Projekts gestellte Frage „Wie viel Ergonomie ist nötig?“ lautete: Auch an gelben Arbeitsplätzen, die alter(n)sgerecht gestaltet sind, können Mitarbeiter effektiv eingesetzt werden! Dipl.-Ing. Frank Puchowski, Project Management & Maintenance Excellence und Leiter der Ergonomiekommission im Werk, sieht weiteres Potenzial in der Anwendung der MTM-Methoden entlang der Wertschöpfungskette, z. B. in der Abstimmung von Ergonomie- und Rüstprozess. Er ist überzeugt, dass sich ein Kompromiss zwischen physischer Belastung des Mitarbeiters und optimaler Rüstung der Maschine positiv auf Ergonomie und Ökonomie auswirkt (Bild 3).

Bild 3 Anwendernutzen dank ganzheitlichem Ergonomie-Prozess. Quelle: Deutsche MTM Gesellschaft mbH

Bild 3 Anwendernutzen dank ganzheitlichem Ergonomie-Prozess.

Foto: Deutsche MTM Gesellschaft mbH

 

Ergonomiebewertung mit MTM macht Schule

Das Projekt „Ergonomiebewertung“ brachte SKF weit mehr als die Bewertung einzelner Arbeitsplätze und entsprechende Gestaltungsoptionen. Mit dem Projekt in Lüchow legte das Team den Grundstein für Standards bzw. Best-Practice-Lösungen an Arbeitsplätzen stellvertretend für das gesamte Werk:

  • Schaffung transparenter Arbeitsabläufe mit standardisierten MTM-Prozessbausteinen (Bild 1),
  • nachhaltige Arbeitsplatzgestaltung,
  • bewusst ergonomisches Verhalten, d. h. der Mitarbeiter hält sich an die für den Arbeitsplatz entwickelten und von den anthropometrischen, biomechanischen und physiologischen Gesetzen abgeleiteten Regeln,
  • Minimierung des ergonomischen Risikos bezogen auf den gesamten Körper und die oberen Extremitäten,
  • Erhöhung der Produktivität im Einklang mit der Ergonomie

und vieles mehr.

TS637

 

Von Dr.-Ing. Steffen Rast

Dr.-Ing. Steffen Rast, Fachbereichsleiter Ergonomie, Deutsche MTM-Gesellschaft mbH, Hamburg

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