Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015...

47
Assembly Solutions GmbH Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme 05.09.2018 Daniel Riediger, M.Eng. Assembly Solutions GmbH

Transcript of Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015...

Page 1: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH

Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme

05.09.2018

Daniel Riediger, M.Eng. Assembly Solutions GmbH

Page 2: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !2

1. Hochschule OWL, SmartFactoryOWL und Labor für Industrial Engineering

2. Ergonomie auf unterschiedlichen Ebenen 3. Assistenzsysteme in der Montage

Agenda

Page 3: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !3

1. Hochschule OWL, SmartFactoryOWL und Labor für Industrial Engineering

2. Ergonomie auf unterschiedlichen Ebenen 3. Assistenzsysteme in der Montage

Agenda

Page 4: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !4

Hochschule OWL: Vier Standorte – eine Hochschule

DetmoldDetmolder Schule für Architektur und Innenarchitektur Bauingenieurwesen und Wirtschaftsingenieurwesen Bau

Höxter Umweltingenieurwesen und Angewandte Informatik Landschaftsarchitektur und Umweltplanung

Quelle: HS OWL

Page 5: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !5

Hochschule OWL: Vier Standorte – eine Hochschule

Lemgo Medienproduktion

Life Science Technologies

Elektrotechnik und Technische Informatik

Maschinentechnik und Mechatronik

Produktion und Wirtschaft

Studienort Warburg Betriebswirtschaftslehre für KMU

Quelle: HS OWL

Page 6: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !6

Fachbereich Produktion und Wirtschaft

▪ 1.500 Studierende

▪ 27 Professorinnen und Professoren

▪ ca. 45 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

▪ eigenes Laborgebäude mit moderner Fertigungstechnik

▪ Innovationen (u.a. Laser-Direkt-Strukturieren)

▪ Kompetenzen entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses

▪ Durchführung von Fachtagungen

▪ Forschungsschwerpunkte und Forschungsprojekte u.a. im Spitzencluster it´s owl

Quelle: HS OWL

Page 7: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !7

Ostwestfalen-Lippe (OWL)Ein Wegbereiter für Industrie 4.0

Quelle: HS OWL

Page 8: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !8

SmartFactoryOWLForschungsfabrik für die Intelligente Automation

Eine gemeinsame Initiative von:

Quelle: HS OWL

Page 9: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH

Industrie (KMUs) beim Übergang zur Industrie 4.0 unterstützen. • Forschung, Erprobung und Transfer neuer IKT-basierter Fabriktechnologien

und Geschäftsmodelle • Training und Qualifikation von Beschäftigten und Studierenden • ca. 2.000 qm Nutzfläche mit realer Produktions- und IT-Umgebung

Forschungsaktivitäten im Bereich Fabrik der Zukunft bündeln. • Fraunhofer-Anwendungszentrum • Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) • Professoren des FB 7 der HS OWL • Forschungsschwerpunkte ProErgo, DiMan und Montexas4.0 des

Fachbereiches 7

!9

SmartFactoryOWLForschungsfabrik für die Intelligente Automation

Quelle: ie lab owl

Page 10: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !10

Hochschule OWL – Labor für Industrial Engineering

Gestaltung assistenzgestützter Montageprozesse

Entwicklung von Methoden zur Gestaltung und Optimierung von Montageprozessen

Mitarbeit im Forschungsschwerpunkt »DiMan« - Direct Digital Manufacturing

Leitung des Forschungsschwerpunktes »ProErgo« - Ergonomische Gestaltung von

Produktionsmaschinen im Kontext der Industrie 4.0

Arbeits- und Produktions-systemgestaltung

▪ benutzerzentriert ▪ kundenorientiert ▪ effizient

Projekt „Arbeit 4.0“

Quelle: ie lab owl

Page 11: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !11

1. Hochschule OWL, SmartFactoryOWL und Labor für Industrial Engineering

2. Ergonomie auf unterschiedlichen Ebenen 3. Assistenzsysteme in der Montage

Agenda

Page 12: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !12

Ergonomie auf unterschiedlichen Ebenen im Unternehmen

Bewegungsfolge Bedienstelle 1. Gestaltung von Bildzeichen für die Bedienung von Produktionsmaschinen

Quelle: ie lab OWL / Gestaltungsebenen in Anlehnung an: Mansch, H.: Gestaltung von Arbeitsaufgabe und Arbeitsablauf. In: Autorenkollektiv: Arbeitswissenschaften für Ingenieure. 4. Aufl. Leipzig: VEB Fachbuchverlag 1980, S. 214.

Arbeitsverrichtung Arbeitsstelle 2. Gestaltung eines Kennzahlen-Cockpits für die manuelle Montage

Arbeitsgang Arbeitsplatz 3. Gestaltung einer Assistenzsystemlösung für eine Steh-Geh-Linie

Arbeitsprozess Arbeitsbereich 4. Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit von Produktionsmaschinen

BetrieblicheAblauforganisation Betrieb 5. Wandlungsfähigkeit und Ergonomie

Überbetriebliche Ablauforganisation

Produktions-netzwerk

6. Leitfaden zur Einführung von Montage-assistenzsystemen in Unternehmensgruppe

Gestaltungs-ebene Struktur räumlicher

Bereich Projektbeispiele

Page 13: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !13

1. Gestaltung von Bildzeichen für die Bedienung von Produktionsmaschinen (ProErgo)

▪ über 2.500 genormte Bildzeichen für technische Einrichtungen (DIN ISO 7000:2008)

▪ große Anzahl von Bildzeichen, die abweichend oder ergänzend von Norm durch Maschinen-bauunternehmen entworfen werden

Programm mit Maschinen-Funktion

Grundstellung

▪ Überprüfung der Verständlichkeit von Bildzeichen über Probanden an fünf Produktionsmaschinen

▪ geringe Selbstbeschreibungsfähigkeit und Bekanntheit genormter Bildzeichen (ISO 7000:2008) ▪ unzureichender Test selbstgestalteter Bildzeichen während der Entwicklungsphase der Maschinen ▪ Handlungsempfehlungen zur Gestaltung von Bildzeichen

Ausgangssituation

Projektinhalte

Ergebnisse

Quelle: ie lab OWL / Riediger, D.; Hinrichsen, S.; Schlee, A.: Ergonomische Gestaltung von grafischen Bedienelementen an Produktionsmaschinen. In: Gesellschaft für Arbeits-wissenschaft e.V. (Hrsg.): Verantwortung für die Arbeit der Zukunft. 61. Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press

Page 14: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !14

2. Gestaltung eines Kennzahlen-Cockpits für die manuelle Montage

▪ Entwicklung eines Pick-to-light-Montageassistenzsystem mit visueller Unterstützung über einen Bildschirm (SmartFactoryOWL)

▪ Nutzung unterschiedlicher Sensoren ▪ Einlesen von Produktvarianten über QR-Code Reader

▪ Bereitstellen von Informationen und Kennzahlen, z. B. zum Fortschritt im Arbeitsprozess, zur Anzahl der montierten Einheiten oder zum Zeitgrad

▪ derzeit Durchführung von zusätzlichen Usability-Untersuchungen

Ausgangssituation

Projektinhalte

Ergebnisse

▪ Nutzung der Sensordaten und Entwicklung eines Kennzahlen-Cockpits (Prototyp) unter Berücksichtigung der Informationsbedarfe

Quelle; ie lab OWL

Page 15: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !15

3. Gestaltung einer Assistenzsystemlösung für eine Steh-Geh-Linie

▪ hoher Anteil an manuellen Arbeitsprozessen in der Montage von Produktionsmaschinen

▪ komplexe Montageprozesse mit einer hohen Anzahl an zu verbauenden Komponenten in unterschiedlichen Varianten

Ausgangssituation

Projektinhalte

▪ Gestaltung einer Assistenzsystemlösung für die Montage eines Fräs-aggregats im Rahmen einer Steh-Geh-Linie mit fünf Arbeitsplätzen

Quelle: ie lab OWL / z. B. Unrau, A.; Riediger, D.; Hinrichsen, S.: Entwicklung eines projektionsgestützten Assistenzsystems für die manuelle Montage. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V. (Hrsg.): Arbeit in komplexen Systemen. Digital, vernetzt, human?! Bericht zum 62. Kongress der GfA vom 02. - 04. März 2016 in Aachen.

▪ Projektion der Arbeitsanweisungen und Montageinformationen in den Sichtbereich des Beschäftigten

▪ Steuerung des Assistenzsystems über Sprach-, Gesten- und Touchsteuerung

Ergebnisse

Page 16: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !16

4. Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit von Produktionsmaschinen

▪ technische Funktionen stehen im Mittelpunkt der Produktentwicklung ▪ Usability-Untersuchungen zu Maschinen bei Unternehmen

▪ zum Teil deutliches Optimierungspotential hinsichtlich der nutzergerechten Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle

▪ hoher Stellenwert der Softwareergonomie ▪ deutliches Potenzial hinsichtlich der Reduzierung von Anlernzeiten

Ausgangssituation

Projektinhalte

▪ Identifikation von Verbesserungspotenzialen hinsichtlich der Ge-brauchstauglichkeit und intuitiven Bedienbarkeit der Maschinen

▪ Nutzungskontextanalyse, Usability-Tests mit Probanden, Feldunter-suchungen, Workshops zur Diskussion der Ergebnisse und Maßnahmen

Ergebnisse

Quelle: ie lab OWL / Adrian, B.; Riediger, D.; Hinrichsen, S.: Trends in der Weiterentwicklung von Maschinenbediensystemen im Kontext der Industrie 4.0. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V. (Hrsg.): Arbeit in komplexen Systemen. Digital, vernetzt, human?! Bericht zum 62. Kongress der GfA vom 02. - 04. März 2016 in Aachen.

Page 17: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !17

Vorteile ergonomisch gestalteter Produktionsmaschinen

Quelle: ie lab OWL

Page 18: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !18

5. Wandlungsfähigkeit und Ergonomie

▪ steigende Bedeutung der Wandlungsfähigkeit von Produktionssystemen aufgrund − unsicherer Absatzmengen und − sich verkürzender Produktlebenszyklen

Ausgangssituation

Projektinhalte

▪ Gestaltung eines Demonstrators für die Hannover Messe Industrie 2014

▪ Montagesystem mit hoher Wandlungsfähigkeit und durchgängiger digitaler Prozesskette

Quelle: ie lab OWL / Hinrichsen, S.; Jasperneite, J.; Schrader, F.; Lücke, B.: Versatile Assembly Systems – Requirements, Design Principles and Examples. In: Villmer, F.-J.; Padoano, E. (Hrsg.): Production Engineering and Management. Proceedings 4th International Conference. 25.- 26.09.2014 in Lemgo, S. 37 - 45.

Page 19: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !19

5. Wandlungsfähigkeit und ErgonomieErgebnisse Roboterzelle

Laserzelle

Montagearbeitsplatz mit »Augmented Reality«-

System

Transfersystem mit »intelligenten«

Werkstückträgern

MES-System

Mobiles Endgerät zur Erfassung von

Kundenaufträgen

Quelle: ie lab OWL / Hinrichsen, S.; Jasperneite, J.; Schrader, F.; Lücke, B.: Versatile Assembly Systems – Requirements, Design Principles and Examples. In: Villmer, F.-J.; Padoano, E. (Hrsg.): Production Engineering and Management. Proceedings 4th International Conference. 25.- 26.09.2014 in Lemgo, S. 37 - 45.

Page 20: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !20

5. Wandlungsfähigkeit und Ergonomie

▪ Wandlungsfähigkeit des Systems durch … − einen modularen Systemaufbau mit dezentraler

Antriebstechnik,

Ergebnisse

auf Rollen gelagerte Betriebsmittel inkl.

Durchlaufregal

Umsetzung der »Plug & Produce«-Technik mit integrierten Steckern

Darstellung der Montageanleitung über »Augmented-Reality«

Quelle: ie lab OWL / Hinrichsen, S.; Jasperneite, J.; Schrader, F.; Lücke, B.: Versatile Assembly Systems – Requirements, Design Principles and Examples. In: Villmer, F.-J.; Padoano, E. (Hrsg.): Production Engineering and Management. Proceedings 4th International Conference. 25.- 26.09.2014 in Lemgo, S. 37 - 45.

− »Plug & Produce«-Techniken,− Mobilität der einzelnen Betriebsmittel

▪ Ergonomie als Wandlungsbefähiger

▪ Gestaltung der Mensch-Maschine- Schnittstelle über ein Montage- assistenzsystem

Page 21: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !21

6. Leitfaden zur Einführung von Montageassistenzsystemen

▪ Umsetzung von digitalem Werkerassistenzsystem im Bereich der Dampfgarer-Fertigung bei Imperial-Werken (Miele-Gruppe)

▪ Fokus: Technische Ausgestaltung von Applikationen

Ausgangssituation

Projektinhalte

▪ Gestaltung eines möglichst allgemein gültigen Soll-Einführungsprozesses für Werkerassistenz-systeme auf Basis der Projekterfahrungen bei den Imperial-Werken*

▪ Sicherstellen der Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz der Systeme

Quelle: Kleineberg, T.; Hinrichsen, S.; Eichelberg, M.; Busch, F.; Brockmann, D.; Vierfuß, R.: Leitfaden – Einführung von Assistenzsystemen in der Montage. Lemgo 2017.

▪ Leitfaden – Einführung von Assistenzsystemen in der Montage ▪ Prozessmodell mit sechs Phasen, zugeordneten Erfolgsfaktoren, Methodenbeispielen,

Literaturtipps und Infokästen für die Betriebsparteien

Ergebnisse

*Der Leitfaden ist im Rahmen des Projektes its-owl Arbeit 4.0 (FKZ 02PQ3093) entstanden.

Page 22: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !22

Fazit▪ Ergonomische Gestaltungsgrundsätze sind auf den unterschiedlichen Ebenen

zu berücksichtigen – von der Gestaltung einzelner Bildzeichen und Stellteile über die Gestaltung von Maschinen und Arbeitsplätzen bis zu Leitlinien auf Konzernebene.

▪ Die Bedeutung der Softwareergonomie nimmt vor dem Hintergrund der technischen Entwicklungen und des Wandels der Produktionsarbeit zu.

▪ Ergonomische Gestaltung von Produktionsmaschinen und Arbeitsprozessen birgt nicht nur humanorientierte, sondern auch erhebliche wirtschaftliche Verbesserungspotenziale und kann zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit entscheidend beitragen.

▪ Eine ergonomische Produkt- und Prozessgestaltung (konzeptioneller Ansatz) in den frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses ist wirksamer und mit weniger Aufwand verbunden als die Optimierung eines bestehenden Prozesses bzw. Produktes (korrektiver Ansatz).

Quelle: ie lab OWL

Page 23: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !23

1. Hochschule OWL, SmartFactoryOWL und Labor für Industrial Engineering

2. Ergonomie auf unterschiedlichen Ebenen 3. Assistenzsysteme in der Montage

Agenda

Page 24: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !24

Begriff und Nutzen von Montageassistenzsystemen

Montageassistenzsysteme sind technische Systeme, ▪ die Daten über Sensoren und Eingaben des Menschen aufnehmen, ▪ regelbasiert verarbeiten, ▪ dabei zumeist mit anderen IT-Systemen Daten austauschen, um Beschäftigte bei der Durchführung ihrer Montagetätigkeit zu unterstützen und Informationen für weitere Zwecke (z. B. Erfassung von Ausschuss für QM-Report) zu ermitteln und anforderungsgerecht bereitzustellen.

Quellen: ie lab OWL / Hinrichsen, S.; Riediger, D.; Unrau, A.: Anforderungsgerechte Gestaltung von Montageassistenzsystemen, REFA-Blog, http://refa-blog.de/gestaltung-von-montageassistenzsystemen,, 26.04.2017

Page 25: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !25

Bedeutung von Assistenzsystemen in der Montage

Neue technologische Möglichkeiten/ hohe

Technologiereifegrade

Bedeutung der Montage für Kosten, Qualität und

Termine

Veränderte Anforderungen an Montagesysteme

Steigende Bedeutung von Assistenzsystemen

Quelle: ie lab owl

Page 26: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !27

Veränderte Anforderungen an Montagesysteme

Automatische Montage

Halbautomatische Montage (Hybridsysteme)

Manuelle Montage

Investitions-volumenAbsatzmenge je Variante

Teileanzahl

Produktlebens-zyklus

Variantenvielfalt/ Individualisierung

Schwierigkeitsgrad der Montagevorgänge

Personal-kostensätze

Quelle: Hinrichsen, S.; Riediger, D.: REFA-Standardprogramm Montagesystemgestaltung, 26.02.2016 http://refa-blog.de/refa-standardprogramm-montagesystemgestaltung.

Trotz Fortschritten in der Automationstechnik ist auch künftig ein hoher Anteil manueller Montage (bei zunehmendem Einsatz von Assistenzsystemen) zu erwarten.

Page 27: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !28

Bedeutung der Montage für Kosten, Qualität und Termine

▪ Individualisierung von Produkten und steigende Variantenvielfalt ▪ Steigende Produktkomplexität ▪ Industrielle Montage am Ende der Wertschöpfungskette

o Vergleichsweise hohe Personalkosten an Hochlohnstandorten o Montagefehler führen zur Nacharbeit oder Ausschuss

▪ Wachsende Beanspruchung der Beschäftigten ▪ Nicht anforderungsgerechte Darstellung von Arbeitsanweisungen

o Vorwiegend in Papierform oder Bildschirm

Quelle: Assembly Soiutions GmbH

Page 28: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !29

Möglichkeiten intelligenter und ergonomischer Assistenzsysteme

▪ Steigerung von Produktivität und Qualität, Reduzierung von Anlernzeiten ▪ Aufwandsreduzierung für Erstellen/Verwalten von Montageanleitungen ▪ Umsetzung einer digitalen Durchgängigkeit ▪ Effizienzsteigerungen in Arbeits- und IT-Prozessen ▪ Individuelle Anpassung auf Kundenanforderungen

▪ Unterstützung des Mitarbeiters o Arbeitsanweisungen im direkten Sichtbereich via Projektion o situationsangepasst und intuitiv o innovative Bedienkonzepte: Steuerung über Sprache, Geste

oder Taster

Quelle: Assembly Soiutions GmbH

Page 29: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !30

Bedeutung von Assistenzsystemen in der Montage

Neue technologische Möglichkeiten/ hohe

Technologiereifegrade

Bedeutung der Montage für Kosten, Qualität und

Termine

Veränderte Anforderungen an Montagesysteme

Steigende Bedeutung von Assistenzsystemen

Hohe Dynamik in der Entwicklung von

Montageassistenz-systemen

Quelle: ie lab owl

Page 30: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !31

Über uns

Quelle: Assembly Solutions GmbH

»Wir entwickeln Assistenzsystemlösungen, um für unsere Kunden anforderungsgerechte und hocheffiziente Arbeitsprozesse in

Produktion und Logistik zu gestalten.«

IE=Industrial Engineering

Page 31: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !32

Projektionsgestütztes Assistenzsystem

Quelle: Assembly Solutions GmbH

Page 32: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !33

Projektionsgestütztes Assistenzsystem

Umsetzungs-Beispiel: https://plus.google.com/photos/photo/111044290981141127163/6294139579008192178

Quelle: Assembly Solutions GmbH

Page 33: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !34

Softwareplattform für unterschiedliche Anwendungsbereiche

Quelle: Assembly Solutions GmbH

Softwareplattform für Assistenzsysteme mit standardisierten Modulen (z.B. Schraubtechnik), benutzerfreundlichem Konfigurator und individueller IT-Integration

Manuelle und

hybride Montage

Demontage von

Bauteilen

Logistik

Qualitäts-kontrolle

Maschinen-einrichtung

etc.

AS BasicWerkerassistenz via Bildschirm AS Plus

Werkerassistenz via BildschirmAS Pro

Werkerassistenz via Projektion AS IndividualIndividuelle Werkerassistenz

Page 34: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !35

Weitere Merkmale

Quelle: Assembly Solutions GmbH

Page 35: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !36

Best practice

Foto: BOGE Kompressoren

Page 36: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !37

Best practice

▪ Hohe Nebenzeitanteile für nicht wertschöpfende Tätigkeiten (z.B. Dokumentationen und Prüfprotokolle)

▪ Hoher Bestand in der Montage ▪ Papierbasierte Abläufe ▪ Geringe Transparenz und Nachverfolgbarkeit ▪ Ein SAP-Terminal für gesamten Bereich

Assistenzsysteme in der BOGE-Serienmontage Ausgangssituation

Foto: BOGE Kompressoren

Page 37: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !38

Best practice

▪ Qualitätssteigerung / sichere Prozesse ▪ Hoher Dokumentationsgrad / Papierlose Produktion ▪ Flexibilität (Anlernzeiten / wechselnde MA, Änderungen

im Produkt / Montageablauf) ▪ Komplexität beherrschen ▪ Entlastung der MA (körperlich & psychisch) ▪ Keine doppelte Datenhaltung / Schnittstellen ▪ Ein einfaches UI (Soft-/Hardware) ▪ Innovativ, aber nicht „um jeden Preis“

Assistenzsysteme in der BOGE-Serienmontage Anforderungen

Foto: BOGE Kompressoren

Page 38: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !39

Best practice

▪ Intuitive, ergonomische und situationsangepasste Darstellung von Arbeitsanweisungen mit Assistenzfunktionen (z.B. dynamisches Pick-to-light)

▪ Dynamische Montageassistenz (Handlungsempfehlungen basierend auf Dateninput und Berechnungen in Einstellprozessen)

▪ Aus dem Prozess heraus gesteuerte Drehmomentüberwachung ▪ Dokumentation von prozessrelevanten Daten, wie z.B.: Auftragsdaten,

Schraubfälle (IO, NIO, Drehmoment etc.), Messwerte und Ergebnisse aus Berechnungen, Serialnummern der verbauten Teile

Assistenzsysteme in der BOGE-Serienmontage Umsetzung

Foto: BOGE Kompressoren

Page 39: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !40

Best practice

Foto: BOGE Kompressoren

Page 40: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !41

Best practice

Foto: BOGE Kompressoren

Page 41: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !42

Best practice

Foto: BOGE Kompressoren

▪ Montagesystem für Stellantriebe in hoher Varianz und kundenspezifischen Ausführungen

Page 42: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !43

Gestaltung und Einführung von Assistenzsystemen

Quelle: Hinrichsen, S.; Riediger, D.; Unrau, A.: Anforderungsgerechte Gestaltung von Montageassistenzsystemen, REFA-Blog, http://refa-blog.de/gestaltung-von-montageassistenzsystemen,, 26.04.2017

Page 43: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !44

Umsetzung: Leitfragen zur Gestaltung von Dialog-/ Assistenzsystemen

Aufgabenmodell

▪ Wie erfolgt die Bearbeitung der Aufgabe in der Ausgangssituation?

▪ Welche Probleme treten bei der Bearbeitung der Aufgabe auf?

▪ Welche Schritte der Aufgabenbearbeitung sind durch ein Assistenzsystem zu unterstützen?

▪ Wie ist der Soll-Prozess der Aufgabenbearbeitung zu gestalten?

Benutzermodell

▪ Welche Merkmale weisen die Benutzer auf?

▪ Welche Nutzergruppen können unterschieden werden?

▪ Welche Anforderungen haben einzelne Nutzergruppen an ein Assistenzsystem?

▪ Welche individuellen Einstellungs-möglichkeiten erwarten sie?

Umgebungsmodell

▪ Welche Besonderheiten weist die Arbeitsumgebung auf?

▪ Beeinflusst die Arbeitsumgebung die Ausführung der Aufgabe?

▪ Welche Arbeitsgegenstände sind in der Arbeitsumgebung?

▪ Welche Parameter der Arbeits-umgebung sind über Sensoren des Systems zu erfassen?

Interaktionsmodell

▪ Wie sollte die Informationsausgabe durch das Assistenzsystem erfolgen?

▪ Wie ist die Informationseingabe durch den Benutzer vorzunehmen?

▪ Welche technischen Ein- und Ausgabegeräte sind zu berücksichtigen?

Quelle: Hinrichsen, S.; Riediger, D.; Unrau, A.: Assistance Systems in Manual Assembly. In: Villmer, F.-J.; Padoano, E. (Hrsg.): Production Engineering and Management. Proceedings 6th International Conference. 29.-30.09.2016 in Lemgo, Germany, S. 3 - 14.

Page 44: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !45

Gestaltungsgrundsätze nach EN ISO 9241-110:2008

Bildquelle: DMG

Aufgaben-angemessen-

heit

Selbst-beschreibungs

-fähigkeit

Steuerbarkeit

Erwartungs-konformität

Fehler-robustheit

Lern-förderlichkeit

Individualisier-barkeit

Page 45: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !46

Fazit und Ausblick▪ Aufgrund des anhaltenden Trends zu einer steigenden Produktkomplexität und

Variantenvielfalt wird es – trotz Fortschritten in der Automatisierungstechnik – in Deutschland weiterhin einen hohen Anteil manueller Montagearbeit geben.

▪ Die assistenzgestützte Montagearbeit wird zur Veränderung bestehender Paradigmen der Arbeitsorganisation in der Montage führen, d. h.: − Die Bedeutung der Spezialisierungsvorteile durch eine Artteilung der Arbeit

(»Taylor«) wird infolge des Einsatzes von Assistenzsystemen abnehmen. − Die Beschäftigten in der Montage werden größere Arbeitsinhalte übernehmen, ihre

Arbeit wird allerdings durch Assistenzsysteme „geleitet“.

▪ Wettbewerbsfähigkeit wird in der Montage nicht allein mit technikzentrierten Ansätzen (»Industrie 4.0«) zu erzielen sein, sondern auch mit bewährten Methoden (z. B. Lean).

▪ Montageassistenzsysteme und »Wearables« werden die Arbeit in der manuellen und hybriden Montage verändern.

▪ Die Bedeutung der Wandlungsfähigkeit von Montagesystemen wird infolge sich verkürzender Innovationslebenszyklen und steigender Produktvarianz zunehmen.

Quellen: ie lab OWL

Page 46: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH !47

Literatur▪ Adrian, B.; Riediger, D.; Hinrichsen, S.: Trends in der Weiterentwicklung von Maschinenbediensystemen im Kontext der Industrie 4.0. In: Gesellschaft für

Arbeitswissenschaft e.V. (Hrsg.): Arbeit in komplexen Systemen. Digital, vernetzt, human?! Bericht zum 62. Kongress der GfA vom 02. - 04. März 2016 in Aachen.

▪ Assembly Solutions GmbH.

▪ Hinrichsen, S.; Jasperneite, J.; Schrader, F.; Lücke, B.: Versatile Assembly Systems – Requirements, Design Principles and Examples. In: Villmer, F.-J.; Padoano, E. (Hrsg.): Production Engineering and Management. Proceedings 4th International Conference. 25.- 26.09.2014 in Lemgo, S. 37 - 45.

▪ Hinrichsen, S.; Riediger, D.: REFA-Standardprogramm Montagesystemgestaltung, http://refa-blog.de/refa-standardprogramm-montagesystemgestaltung, 26.02.2016

▪ Hinrichsen, S.; Riediger, D.; Unrau, A.: Anforderungsgerechte Gestaltung von Montageassistenzsystemen, http://refa-blog.de/gestaltung-von-montageassistenzsystemen, 26.04.2017

▪ Hochschule Ostwestfalen-Lippe (HS OWL). ▪ ie lab OWL (der Hochschule Ostwestfalen-Lippe.

▪ Kleineberg, T.; Hinrichsen, S.; Eichelberg, M.; Busch, F.; Brockmann, D.; Vierfuß, R.: Leitfaden – Einführung von Assistenzsystemen in der Montage. Lemgo 2017.

▪ Koether, R.; Rau, W.: Fertigungstechnik für Wirtschaftsingenieure. 4. Aufl. München 2012, S. 21. ▪ Mansch, H.: Gestaltung von Arbeitsaufgabe und Arbeitsablauf. In: Autorenkollektiv: Arbeitswissenschaften für Ingenieure. 4. Aufl. Leipzig: VEB Fachbuchverlag 1980, S.

214.

▪ Riediger, D.; Hinrichsen, S.; Schlee, A.: Ergonomische Gestaltung von grafischen Bedienelementen an Produktionsmaschinen. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V. (Hrsg.): Verantwortung für die Arbeit der Zukunft. 61. Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press

▪ Unrau, A.; Riediger, D.; Hinrichsen, S.: Entwicklung eines projektionsgestützten Assistenzsystems für die manuelle Montage. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e.V. (Hrsg.): Arbeit in komplexen Systemen. Digital, vernetzt, human?! Bericht zum 62. Kongress der GfA vom 02. - 04. März 2016 in Aachen.

Page 47: Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme...Kongress der GfA vom 25. - 27. Februar 2015 in Karlsruhe, Dortmund: GfA-Press Assembly Solutions GmbH !14 2. Gestaltung eines

Assembly Solutions GmbH

Ergonomische Betriebsgestaltung – Assistenzsysteme

05.09.2018

Daniel Riediger, M.Eng. Assembly Solutions GmbH