Was ist einsetzbar? 01.03.2017, 00:00 Uhr

Neue Informations- und Kommunikationstechnik in Leitwarten

Neben den bekannten Eingaben in Computern über Maus und Tastatur und Ausgaben über Arbeitsplatzmonitore mit 2D-Darstellungen werden neue Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) zur Eingabe über visuelle Systeme, akustische Aufzeichnungen und berührungsempfindliche Oberflächen (Touchscreens) und zur Ausgabe diskutiert. Manche Technologien sind schon aus der Freizeit bekannt und haben sich dort bewährt. Diese neuen Technologien werden hinsichtlich des Einsatzes in Leitwarten diskutiert und bislang eher zögerlich eingesetzt. Mögliche Vorteile dieser neuen Systeme liegt in der intuitiven Eingabe, der Nutzung mehrerer menschlicher Sinne zur Aufnahme von Informationen und Nutzung der selektiven menschlichen Wahrnehmung sowie der aufbereiteten Darstellung von Informationen und Unterstützung der Informationsweitergabe. Um zu ermitteln, inwieweit diese neuen Technologien unterstützend wirken könnten ohne zur Fehlbelastung zu führen, wurde das Projekt F 2359 „Belastungsoptimierte Arbeitsgestaltung in Leitwarten beim Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologie“ gestartet. Die Ergebnisse sollen in einen interaktiven Leitfaden zur Durchführung einer Gefährdungsbeurteilung für Leitwarten fließen. Dabei sollen neben Empfehlungen zur belastungsoptimierten Gestaltung des Arbeitsplatzes und der Arbeits- und Aufgabenorganisation auch Möglichkeiten zur Kompensation von nicht zu vermeidenden Belastungen, die sonst ggf. zu Fehlbelastungen führen können, aufgezeigt werden.

www.siemens.com/ presse

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In komplexer werdenden Arbeitswelten sind auch die Tätigkeiten von Leitwartenoperateuren durch vielfältige Auf­gaben und Interaktionen einerseits bedingt durch Überwachung und Steuerung von mehreren Anlagen und Prozessen aufgrund von Zentralisierungen und anderseits durch Zusatzaufgaben wie z. B. Zugangskontrollen und Einweisung von Fremdpersonal geprägt [1]. Neue Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) bietet eine Reihe von Möglichkeiten, diese Interaktion zu unterstützen – soweit sie jedoch gebrauchstauglich gestaltet sind, aufgabenadäquat ausgewählt und flexibel an den Workflow des Beschäftigten angepasst werden können (siehe Bild 1).

Bild 1 Vorgang zum belastungsoptimierten Einsatz neuer IKT. Quelle: BAuA

Bild 1 Vorgang zum belastungsoptimierten Einsatz neuer IKT.

Foto: BAuA

 

Um hierzu Gestaltungsempfehlungen und Hilfen zur Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung zu erarbeiten, wurde das Projekt F 2359 „Belastungsoptimierte Arbeitsgestaltung in Leitwarten beim Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT)“ gestartet. Das Projekt untergliedert sich in drei Projektteile:

Teilprojekt 1: Entwicklung des Einsatzes neuer IKT in Leitwarten

1.1 Stand der Technik,

1.2 Technik-Folgen-Abschätzung;

Teilprojekt 2: Belastungsoptimierter Einsatz von IKT

2.1 Multitasking in Leitwarten,

2.2 Bildliche Darstellung von Videoaufnahmen,

2.3 Arbeits- und Aufgabenorganisation bei der Interaktion zwischen Leitwartenoperateuren und Personal vor Ort beim Einsatz neuer IKT;

Teilprojekt 3: Tool zur Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung:

3.1 Interaktiver Leitfaden,

3.2 Virtuelle räumliche Planung und Gestaltung.

Die generellen Vorteile, die die neue IKT zur Belastungsoptimierung verspricht, sind auch gleichzeitig Anlässe zum Projektstart. Dies sind insbesondere:

  • Aufgabengerechte und erwartungskonforme Gestaltung von Bildanzeigen,
  • Flexibilität und Stimulierung durch verschiedene Eingabe- und Ausgabemittel: visuell, akustisch, haptisch durch Gestik, Touch etc.
  • Unterstützung von Steuerung im 3D-Bereich,
  • Stimulation von Bewegung,
  • intuitive Eingaben von selbsterklärende Systemen;
  • Vermeidung von Eingabefehlern durch Feedback vom IT-System;
  • Gestaltung von Multitasking gegen Unter- und Überforderung.

Im Rahmen des Projekts werden unter neuer IKT einerseits Ein- und Ausgabemittel mit Computersystemen, die über Maus, Tastatur und 2D Bildschirmen hinausgehen, und andererseits Systeme zur Priorisierung und Koordinierung der Informationsübermittlung sowie zur Leitung und Unterstützung des Workflows verstanden.

Eine telefonische Umfrage von 39 Leitwartenbetreibern und -anbietern [2] ergab, dass neue IKT-Systeme in Leitwarten überwiegend als additive Systeme eingesetzt werden, und selten, z. B. beim Neubau einer Leitwarte, ein neues Bedienkonzept konzipiert wird. Auf dem Workshop „Informations- und Kommunikationstechnologien in Leitwarten – Technik-Folgen-Abschätzung zum Einsatz neuer Technologien“ am 21. November 2016 in Dortmund wurde hierzu die Problematik aufgegriffen, dass einige Firmen IKT-Komponenten von mehreren Anbietern in der Leitwarte einsetzen. Sind diese Komponenten nicht optimal aufeinander abgestimmt, kann dies zu einer Schwächung der Zuverlässigkeit der Steuerungssysteme und deren Anwendbarkeit führen. Im Forschungsbericht zum Projekt F 2349 wurde ebenfalls die Situation diskutiert, dass in vielen Leitwarten verschiedene Bedienkonzepte bzw. unterschiedliche Bildschirmdarstellungen (Negativ- neben Positiv-Monitordarstellungen) zu ergonomisch ungünstigen Bedingungen führen [1]. Die generell für die Um- und Neugestaltung von Leitwarten erarbeitete Vor­gehensweise sollte daher beim Einsatz neuer IKT entsprechend zur Anwendung kommen (Bild 2).

Bild 2 Vorgehensweise zur Neu- und Umgestaltung von Leitwarten. Quelle: BAuA

Bild 2 Vorgehensweise zur Neu- und Umgestaltung von Leitwarten.

Foto: BAuA

 

Einsatz neuer IKT in Leitwarten

Die Ein- und Ausgabemöglichkeiten für Beschäftigte können heutzutage vielfältig sein. Sie lassen sich orientiert an den Sinnesorganen des Menschen kategorisieren [3]. So werden im Bereich der Input-Konzepte visuelle, auditive und haptische Konzepte unterschieden (Bild 3).

Bild 3 In- und Outputkonzepte. Quelle: BAuA

Bild 3 In- und Outputkonzepte.

Foto: BAuA

 

Die telefonische Umfrage ergab, dass von der neuen IKT insbesondere Touchscreens, Joysticks, Großbilddarstellung (Large-Screens) und Sprachausgaben eingesetzt werden (Bild 4).

Bild 4 Einsatz von neuer IKT in Leitwarten laut telefonischer Umfrage. Quelle: BAuA

Bild 4 Einsatz von neuer IKT in Leitwarten laut telefonischer Umfrage.

Foto: BAuA

 

Auf dem Workshop zur Technik-Folgen-Abschätzung wurde prognostiziert, dass der Einsatz haptischer Eingabemittel wie Joysticks anstelle von Maus oder Tastatur sich kaum zum Standard in Leitwarten entwickeln wird. In den telefonisch befragten Unternehmen wurden Joysticks wenn überhaupt, dann überwiegend aus medizinischen Gründen zur Entlastung des Hand-Arm-Bereichs von Operateuren mit Beschwerden eingesetzt.

Dagegen wurde für Augmented Reality, 3D-Darstellungen (Videoaufnahmen) und Sprachein- und -ausgaben ein zunehmender Einsatz in Leitwarten vorhergesagt.

Head-Mounted-Displays (HMDs), auf dem Kopf getragene visuelle Ausgabegeräte, sollen dagegen eher selten eingesetzt werden, weil es sich bei HMDs eher um Bildschirmgeräte zum mobilen Einsatz handelt.

Während die Gestaltungkriterien für Touchscreens, Large-Screens und auch für Sprachein- und -ausgaben in der Normung beschrieben sind [4 bis 6], finden sich bezüglich des belastungs­optimierten Einsatzes in Leitwarten zu perpektivischen 3D-Darstellungen von Videoaufnahmen auf Bildschirmen und Augmented Reality relativ wenig Hinweise. Diese Darstellungen werden – neben weiteren Videodarstellungen, wie Wechselbilder und gespiegelte Bilder – im Teilprojekt 2.2 zum Projekt F 2359 untersucht. Der Einsatz von Touch­screens in Tablets und HMDs werden als mobile Geräte in Teilprojekt 2.3 betrachtet.

Der Einsatz neuer IKT ist branchen- und firmenabhängig, sodass längst nicht alle Firmenvertreter den Einsatz von Touchscreens (auch fest installiert in Leitwarten) oder Large-Screens als Standard in Leitwarten prognostizieren. Deshalb gilt es im Einzelfall zu ermitteln, wann neue IKT zur Belastungsoptimierung beiträgt und wann herkömmliche Konzepte zu bevorzugen sind. Dabei werden neue In- und Output-Konzepte die herkömmlichen Geräte wie Maus, Tastatur und 2D-Bildschirme voraussichtlich nicht ersetzen, sondern ergänzen.

Systeme zur Priorisierung und Koordinierung der Informationsübermittlung sowie zur Leitung und Unterstützung des Workflows sind insbesondere im Bereich des Alarmmanagements [7] und in Leitzentralen für Sicherheit und Security bekannt. Trotzdem wird eine weiter­gehende Koordinierung und Priorisierung von Daten- und Informationsflüssen sowie eine aufbereitete Darstellung sicherheitsrelevanter Daten und Informationen von den Workshopteilnehmern gewünscht. Nach ihrer Meinung ist es jedoch Aufgabe der Firmenleitung, Vorgaben zur Gruppierung und Priorisierung von Daten und Information zu machen.

Ergonomische Gestaltung von IKT

Ebenso wie konventionelle IKT müssen neue IKT den ergonomischen Grundsätzen zur Dialoggestaltung genügen [8]:

  • Aufgabenangemessenheit,
  • Steuerbarkeit,
  • Individualisierbarkeit,
  • Erwartungskonformität,
  • Einheitlichkeit,
  • Fehlertoleranz,
  • Lernförderlichkeit,
  • Verständlichkeit,
  • Selbstbeschreibungsfähigkeit,
  • Leserlichkeit.

Bezüglich der Aufgabenangemessenheit werden neue Systeme meist erst dann eingeführt, wenn entsprechender Mehrwert zur konventionellen Über­wachung und Steuerung und weiteren Aufgaben erkennbar ist. In der telefonischen Umfrage wurden als Einsatz der IKT neben der Hauptaufgabe, der Überwachung und Steuerung, weitere Aufgaben wie Störungsdiagnosen und Präsentationen angegeben (Bild 5).

Bild 5 Aufgaben zum Einsatz von IKT. Quelle: BAuA

Bild 5 Aufgaben zum Einsatz von IKT.

Foto: BAuA

 

Als „sonstige Aufgaben“ wurden Serviceaufträge, Anweisungen für Beschäftigte vor Ort und Vorbereitungen von Begehungen vor Ort genannt. Sowohl in der telefonischen Umfrage als auch auf dem Workshop wurde insbesondere der Virtual/Augmented Reality ein verstärkter Einsatz zu Schulungszwecken und für die Störungsdiagnose vorhergesagt. Die zu sonstigen Videodarstellungen erweiterten Informationen von Virtuell/ Augmented Reality versprechen eine anschaulichere Darstellung, die zu einem erweiterten Situationsbewusstsein bei den Operateuren führen kann. Im Teilprojekt 2.2 werden Empfehlungen zum Einsatz und Gestaltung dieser Darstellungsart erarbeitet.

Bezüglich der Steuerbarkeit, Individualisierbarkeit, Erwartungskonformität, Verständlichkeit und Selbstbeschreibungsfähigkeit erhoffen sich die Befragten eine Verbesserung durch die intuitive, naturgetreue und individualisierbare Steuerung der neuen IKT. Generell wurde eine bessere Erlernbarkeit und leichtere Anwendung der IKT zur Unterstützung des Workflows der Operateure gewünscht.

Die Einheitlichkeit und Zuverlässigkeit der IKT-Konzepte wird insbesondere dadurch geschwächt, dass die Systeme häufig nicht von einem Hersteller stammen, sondern Mischsysteme sind. Die Umfrage ergab hierzu, dass die IKT überwiegend additiv ergänzt wird (Bild 6).

Bild 6 Bedienkonzept zu neuer und bestehender IKT. Quelle: BAuA

Bild 6 Bedienkonzept zu neuer und bestehender IKT.

Foto: BAuA

 

Die Teilnehmer des Workshops wiesen darauf hin, dass größere Veränderungen bezüglich der eingesetzten IKT in Leitwarten aufgrund der hohen Standzeiten der Systeme erst nach zehn Jahren zu erwarten sind. Deshalb könnte sich diese additive Ergänzung bei größeren Entwicklungssprüngen nach zehn Jahren zu neuen Bedienkonzepten wandeln.

Belastungsoptimierter Einsatz neuer IKT

Bisher liegen nur wenige Informationen zur belastungsoptimierten Gestaltung, zum Einsatz und der individuellen Anpassung neuer IKT in Leitwarten vor. Generell wird davon ausgegangen, dass neue IKT zunächst zur Entlastung der Operateure beitragen. Auf dem Workshop wurde darauf hingewiesen, dass zusätzlich durch Automatisierung verschiedener monotoner Routinen ebenfalls eine Entlastung herbeigeführt werden kann. In der telefonischen Umfrage wurde häufig die Aussage gemacht, dass die Entlastung der Operateure teilweise wieder durch neue Aufgaben und Anforderung zur Effizienzsteigerung aufgehoben wird. Dies wurde auf dem Workshop bestätigt. Es wurde aber auch darauf hingewiesen, dass eine zu große Entlastung der Operateure zu einer Unterforderung führen kann.

Die Gestensteuerung (Erfassung von Bewegungen im Hand-Arm-Bereich über Kamera) beispielsweise verspricht den Vorteil, mehr Bewegung in die Arbeitsroutine ohne Berührung der Arbeitsmittel zu bringen. Aber auch über Stunden eingesetzte Gesten können zu Beanspruchungsfolgen im Hand-Arm-Bereich führen. Deshalb sollten für häufige Eingaben weniger belastende Gesten gewählt werden [9]. Auf dem Workshop wurde der Gestensteuerung bis 2025 keine Bedeutung zum Einsatz in Leitwarten zugesagt.

In der telefonischen Umfrage wurden weitere Möglichkeiten zum belastungsoptimierten Einsatz in Leitwarten genannt:

Spezialaufgaben statt 8-Stunden-Einsatz, z. B.

  • Touchscreens für kurzzeitige Formulareingaben,
  • Gestensteuerung für Präsentationen,
  • interaktive Tische für Besprechungen;

Flexibler Einsatz von IKT, z. B.

  • Schaltung von Operateuren zwischen 2D- und 3D-Darstellungen,
  • Anpassung an den individuellen Workflow,
  • Einführungsphase: Wahl zwischen konventioneller Technik und neuer IKT.

Fazit

Neue IKT verspricht generell eine bessere Unterstützung der Operateure in Leitwarten durch Anpassung an den Workflow und intuitive Steuerung. Die meisten befragten Unternehmensvertreter erhoffen sich intelligente Systeme zur besseren Priorisierung, Darstellung und Verteilung von Daten und Informationen sowie der individuellen Anpassung der Systeme an den Workflow. Größere bzw. disruptive Entwicklungen in Leitwarten sind jedoch erst zehn Jahre später zu erwarten. Die gewonnenen Erfahrungen und sich daraus ergebende Prognosen zum zukünftigen Einsatz neuer IKT sind stark branchen- und firmenabhängig.

TS 575

 

Literaturverzeichnis

[1]  Bockelmann, M.; Nachreiner, F.; Nickel, P.: Bildschirmarbeit in Leitwarten – Handlungshilfen zur ergonomischen Gestaltung von Arbeitsplätzen nach der Bildschirmarbeitsverordnung. Dortmund: BAuA 2012. www.baua.de/de/ Forschung/Forschungsprojekte/f2249.html

[2] Lafrenz, B.; Jeschke, P.: Neue Informations- und Kommunikationstechnologien in Leitwarten. Sicher ist sicher 67 (2016) Nr. 9, S. 436-442.

[3] Jeschke, P.; Lafrenz, B.; Conrad, A.; Wischniewski, S.: Die Anwendung moderner Informations- und Kommunikationstechnologien in Leitwarten. In: GfA, Dortmund (Hrsg.): VerANTWORTung für die Arbeit der Zukunft. Dortmund 2015, Beitrag C.1.4.

[4] DIN EN ISO 154: Ergonomie der Mensch-System-Interaktion – Teil 154: Sprachdialogsysteme. Berlin: Beuth Verlag 2013.

[5] DIN EN 9241-410: Ergonomie der Mensch-System-Interaktion – Teil 410: Gestaltungskriterien für physikalische Eingabegeräte. Berlin: Beuth Verlag 2008.

[6] DIN EN ISO 11064-3: Ergonomische Gestaltung von Leitzentralen – Teil 3: Auslegung von Wartenräumen. Berlin: Beuth Verlag 2000.

[7]  Kurz, H.; Albert, W.: Alarmmanagement – Ziele, Erfahrungen, Nutzen. CIT 80 (2008) Nr. 9, S. 1338-1338.

[8] DIN EN ISO 9241-110: Ergonomie der Mensch-System-Interaktion – Teil 110: Grundsätze der Dialoggestaltung. Berlin: Beuth Verlag 2006.

[9] Rempel, D.; Camilleri, M. J.; Lee, D. L.: The design of hand gestures for human-computer interaction: Lessons from sign language interpreters. International Journal of Human- Computer Studies 72 (2014) Nr. 10-11, S. 728-735.

 

 

Von Dipl.-Ing. Bettina Lafrenz

Dipl.-Ing. Bettina Lafrenz, Bundesanstalt für Arbeitsschutz- und Arbeitsmedizin, Dortmund.

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