Methodik für die ergonomische Gestaltung von Arbeitssystemen

Ergonomieratgeber für Manuelle Produktionssysteme

Linear Motion andAssembly Technologies ServicePneumaticsHydraulics

Electric Drives and Controls

2

Ergonomie – für motivierte Mitarbeiter, höhere Produktivität und bessere Qualität

Ein ergonomischer Arbeitsplatz erleichtert die Arbeit und schont die Gesundheit des Mitarbeiters. Die erfreulichen Ergebnisse: gesteigerte Motivation und Zufriedenheit, höhere Leistungsfähigkeit, Effizienz und Bearbeitungsqualität sowie ein geringerer Krankenstand. Unterm Strich bedeutet das ein dickes Plus beim Thema Produktivität, mehr Wirtschaftlichkeit und einen entscheidenden Vor-sprung im Wettbewerb – und damit nachhaltige Erfolge für Ihr Unternehmen.

Von Ergonomie profitierenNutzen Sie die Vorteile eines ergonomisch gestalteten Arbeits-platzsystems. Wir unterstützen Sie dabei und geben Ihnen wertvolle Anregungen. Zum Beispiel mit diesem Ergonomieratgeber, der die acht zentralen Grundregeln der Er-gonomie und damit die wichtigsten Aspekte der EN ISO 6385 enthält. Der Ratgeber dient als Richtschnur und methodische Anleitung zur Planung und Realisierung Ihrer Arbeitsplätze und Regalsysteme. Dabei werden unter anderem die Körpergrößen der Mitarbeiter, die Arbeitsaufgabe und die Beleuch-tung berücksichtigt.

Ergonomischer Arbeitsplatz: taktunabhängig, für Richt- und Kontrolltätigkeiten

Die 8 ergonomischen Grundregelnfür Arbeitssysteme

3

1. Körpergröße und Arbeits-höhe

5.Die Blick-bereiche

2.Der Arbeits-bereich

6.Die Beleuch-tung

3. Der Greifraum

7. Die Einstellung der Arbeits-mittel

4. Die Teilebereit-stellung

8. Die Planungs-hilfsmittel

Seite 4-5 Seite 10

Seite 6-7 Seite 11

Seite 8 Seite 12-13

Seite 9 Seite 14-15

44

1. Körpergröße und Arbeitshöhe

Manuelle Arbeitsplatzsysteme sollten für Personen unterschiedlichster Körpergrößen geeignet sein, damit ein möglichst hoher Prozentsatz der Bevölkerung berücksichtigt wird. Dabei sind länderspezifische Unterschiede und regionale Bestimmungen zu beachten. Für die Dimensionierung eines Arbeitsplatzes gilt beispielsweise in Deutschland die DIN 33 406.

Die wichtigsten Maße bei der Ge-staltung von Arbeitsmitteln sind beispielsweise die Arbeitshöhe, die Dimensionierung von Greifräumen und Beinfreiraum sowie Sehraum-Abmessungen. All diese Maße werden von der „normierten“ Kör-pergröße abgeleitet.

Einteilung der KörpergrößenDie Körpergrößen der Bevölkerung können in vier Gruppen eingeteilt werden:• Gruppe 1: kleinste Frau

(nur 5% sind kleiner)• Gruppe 2: durchschnittliche Frau und kleinster Mann• Gruppe 3: größte Frau und

durchschnittlicher Mann• Gruppe 4: größter Mann

(nur 5% sind größer)

Körpergrößenbereich Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4

Arb

eits

inha

lt

Hohe Anforderungen an: • visuelle Kontrolle• Feinmotorik

1100 1200 1250 1350

Mittlere Anforderungen an: • visuelle Kontrolle• Feinmotorik

1000 1100OptimaleArbeits-

höhe 1125

1150 1250

Geringe Anforderungen an:• visuelle KontrolleHohe Anforderungen an: • Bewegungsfreiheit Arme

900 1000 1050 1150

Optimale Arbeitshöhen in Abhängigkeit von Körpergröße und Tätigkeit

Durchschnittliche optimale Arbeitshöhe für alle vier Bevölkerungsgruppen

Häu

figke

it

1% 99%95%5% 50%

Männer: 1650mm 1750mm 1855mmFrauen: 1535mm 1625mm 1720mm

Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4

Gruppierung der Körper-größen in Deutschland nach DIN 33 402 sowie DIN EN ISO 7250

Für die Auslegung manueller Ar-beitsplatzsysteme sind alle vier Gruppen relevant. Diese repräsen-tieren 90% der Bevölkerung.

Ermittlung der optimalen Arbeits-höheDie optimale Arbeitshöhe richtet sich nach dem Körpergrößenbe-reich und der Art der ausgeübten Tätigkeit (siehe Tabelle). Unter Berücksichtigung aller Körpergrö-ßen beträgt die durchschnittliche optimale Arbeitshöhe bei mittleren Anforderungen 1125 mm für Sitz-/Steharbeitsplätze.

1125mm ± 100mm

Gruppe 4 Gruppe 3 Gruppe 2 Gruppe 1

5

400 mm

600-750 mm

1100 mm

1400 mm

B

B

A

C

C

Empfohlene Arbeitshöhenan Regalsystemen

A Höheres Behältergewicht

B Geringeres Behältergewicht

C Gelegentliche Handhabung

Das Sitz-/Stehkonzept von Rexroth für die ProduktionBei dem von Rexroth ausgear-beiteten und empfohlenen Sitz-Stehkonzept kann bei gleicher Arbeitshöhe im Sitzen wie im Stehen gearbeitet werden. Unter-schiedliche Körpergrößen werden dabei weitgehend ausgeglichen. Das Konzept erlaubt wechselnde Körperhaltungen, reduziert somit Belastungen und steigert die Lei-stungsfähigkeit. Mit reinen Sitz- oder Steharbeitsplätzen ist dies nicht möglich.

Auslegung von RegalsystemenBehältergewicht und Art der Tä-tigkeit sind entscheidend für die Auslegung von Regalsystemen. Wir empfehlen die aus der Abbildung ersichtliche Einteilung. Darüber hinaus sollten folgende Aspekte bei der Zuführung und Entnahme von Material berücksichtigt werden:• Gesamtbelastung des Mitarbeiters

während seiner Schicht• Länderspezifische Bestimmungen

und Normen

Optimale Arbeitshöhen in Abhängigkeit von Körpergröße und Tätigkeit

Bei sehr variablen Werkstück-/Bauteilab-messungen und gravierenden Größenun-terschieden der Mitarbeiter bieten höhen-einstellbare Arbeitsplätze ein Maximum an Flexibilität

Relevante Parameter bei der Ermittlung der Tischhöhe für einen Sitz-/Steharbeitsplatz

Tisc

hhöh

e

Arb

eits

höhe

H

Ermittlung der TischhöheDie Tischhöhe ergibt sich aus der optimalen Arbeitshöhe abzüglich der Werkstück- oder der Einlege-höhe. Um auch für die Körper-größengruppe 4 ausreichenden Kniefreiraum zu gewährleisten, empfehlen wir eine Mindesthöhe von 1000 mm für Sitz-/Steharbeits-plätze. Weitere Kriterien, die zu beachten sind:1. Fuß- und Beinfreiraum, Tiefe und

Einstellbereich der Fußauflage2. Größe und Variation von Werk-

stückabmessungen3. Auftretende Kräfte und Gewichte4. Wechselnde Vorrichtungstypen

und Einlegehöhen 5. Stark variierende Sehabstände6. Standortspezifische Anforde-

rungen (abweichende Körper-größen, gesetzliche Bestimmun-gen usw.)

7. Methodische, sicherheitstech-nische und wirtschaftliche Aspekte

6

2. Der Arbeitsbereich

Auf Basis einer vorgegebenen Zykluszeit werden die erforderlichen Tätigkeiten sowie der Arbeitsablauf festgelegt. Im Rahmen der Methodenanalyse wird unter Berücksichtigung zeitlicher, ergonomischer und wirtschaftlicher Aspekte die bestmögliche Arbeitsmethode ermittelt. Dabei sind auch das tendenziell steigende Alter sowie der Einsatz leistungsgewandelter Mitarbeiter zu beachten. Die Einbeziehung aller beteiligten Mitarbeiter, zum Beispiel aus Montage, Qualitätswesen und Logistik, sorgt dabei erfahrungsgemäß für beste Ergebnisse und stellt die langfristige Akzeptanz der Methode und damit des Ar-beitsplatzsystems sicher.

Der Arbeitsbereich sollte stets zwi-schen 800 mm und 1500 mm Höhe liegen. Dabei gilt es, die folgenden Regeln zu beachten:• Arbeiten über Herzhöhe (über

1500 mm) vermeiden: Ansons-ten wird die Blutzirkulation und damit die Sauerstoffversorgung der Muskeln vermindert, was zur Leistungsabnahme führt

• Arbeiten, die Beugen erfordern (unter 800 mm), belasten den Mitarbeiter überproportional stark und sollten daher vermie-den werden

• Dynamische Tätigkeiten begüns-tigen: denn statische Haltearbeit hemmt die Blutzirkulation und Sauerstoffversorgung der Mus-keln. Dies kann zu Einbußen bei Leistung und Bearbeitungsquali-tät führen

Bei dynamischer Aktivitätist eine ausreichendeSauerstoffversorgunggewährleistet

Statische Aktivitäten, wie beispielsweise dauerhaftes Halten, reduzieren die Blut- bzw. Sauerstoffversorgung

Arbeitsbereich über Herz-höhe: verminderte Blutzirku-lation reduziert die Arbeits-leistung

Arbeitsbereich unterhalb Herz-höhe: gute Sauerstoffversor-gung der Muskeln und hohe Leistungsfähigkeit

Über Herzhöhe Unterhalb Herzhöhe Ruhe

Blutbedarf Blutzufuhr

Dynamische Aktivität

Blutbedarf Blutzufuhr

Statische Aktivität

Blutbedarf Blutzufuhr

7

• Belastungswechsel ermöglichen: beispielsweise durch Sitz-/Steh-

arbeitsplätze oder Jobrotation. Belastungswechsel reduzieren die körperliche Belastung des Mit-arbeiters und steigern seine Leistungsfähigkeit

• Belastungen minimieren: zum Beispiel durch den Einsatz von Schiebestrecken oder Hebehilfen, sowie durch die Wahl leichter Werkstoffe

Ergonomische Arbeitsplätze stehen im Mittelpunkt der Fließfertigung. Die Sitz-/Steh-Ar-beitsplätze sowie die Behälter zur Materialbereitstellung von Rexroth bieten eine optimale Basis für ermüdungsfreies Arbeiten und können mitarbeitergerecht eingestellt werden.

8

3. Der Greifraum

Bei der ergonomischen Gestaltung des Greifraums gelten folgende Grundsätze: Alle Behälter, Vorrichtungen und Bedienelemente sollten gut zugänglich im anatomisch-physiologischen Bewegungsbereich des Menschen ange-ordnet sein. Drehen des Rumpfes und Schulterbewegungen, insbesondere auch unter Last (Gewichte ≥ 1 kg), sind nach Möglichkeit zu vermeiden.

Am Arbeitsplatz können drei Greifräume unterschieden werden:• A: Arbeitszentrum, Beidhand-

Zone• B: Großer Greifraum• C: Erweiterte Einhandzone

Sitz-/Steharbeitsplatz mit Teileweitergabeüber Eco-Flow Schiebestrecke

Greifraumbereiche für die kleinste Frau (Körpergrößengruppe 1)

A

B

C

0

0

200

400Angaben in mm

300 700

Charakterisierung der drei GreifraumbereicheBereich A: • Optimal für Beidhandarbeit, da

beide Hände die Zone erreichen und sich im Gesichtsfeld des Mit-arbeiters befinden

• Für feinmotorische Bewegungen• Handhabung geringer Gewichte

sowie hoher Kontroll- und Koor-dinationsaufwand sind möglich

• Reine Unterarmbewegungen• Kleinere Muskelgruppen sind im

Einsatz• Bereich für Werkstückaufnahme,

Werkstückträger oder Vorrich-tung

Bereich B: • Für grobmotorische Bewegungen• Bereich für Werkzeuge und Teile,

die oft einhändig gegriffen werden• Ober- und Unterarmbewegung

ohne Schulterbewegung und Rumpfdrehung

Bereich C: • Für gelegentliche Handhabung,

z.B. von Leerbehältern oder Teile-weitergabe in den Bewegungsbe-reich des nächsten Mitarbeiters

• Mit Schulter- und Rumpfbewe-gung

9

Um überflüssige, nicht wertschöpfende Bewegungen und damit Ver-schwendung zu vermeiden, sollten alle Greifwege möglichst kurz sein. Ideal sind deshalb Greif- beziehungsweise Teilebehälter, die in unmittel-barer Reichweite des Mitarbeiters angebracht sind. Die Position dieser Behälter sollte einen fließenden, bogenförmig ansteigenden, vom Körper weisenden Bewegungsablauf bei der Teileentnahme ermöglichen.

4. Die Teilebereitstellung

Bei der Teilebereitstellung sind fol-gende Aspekte zu berücksichtigen:• Positionierung aller Greifbehälter

im Bereich A und B• Je häufiger auf einen Behälter zu-

gegriffen wird, desto kürzer sollte der entsprechende Greifweg sein

• Um überflüssige Belastungen (z.B. durch Heben und Senken) zu vermeiden, sollten schwere Teile in den unteren Behältern im Greifbereich gelagert werden

• Nutzung geometrischer und physikalischer Teileeigenschaften bei der Weitergabe, zum Beispiel durch den Einsatz einer Gleit-schiene oder Rollenbahn

• Auslegung der Behältergröße nach Teilegeometrie, Maximal-gewicht und Nachfüllzyklus

Im Greifbereich platzierte Teilebehälter verkürzen Greifwege

Wechselwagen zur Materialbereitstellung reduzieren Rüstzeiten

45°

30°60°

10

5. Die Blickbereiche

Zur optimalen Gestaltung von Arbeitsplätzen sollten die ergonomischen Empfehlungen zum Thema Sehbedingungen eingehalten werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Blickbereiche:• Im Gesichtsfeld (roter Sehbereich) können ohne Augen- und Kopfbewegungen mehrere Objekte

gleichzeitig scharf gesehen werden. Ein zusätzliches Fokussieren in der Tiefe kann dabei erforder-lich sein.

• Im Blickfeld (hellgrauer Sehbereich) lassen sich Objekte mit Augen-, aber ohne Kopfbewegungen wahrnehmen. Auch hier ist eventuell ein Fokussieren in der Tiefe notwendig.

Außerhalb dieser Bereiche sind Kopfbewegungen erforderlich. Die Blickneigung beträgt im Stehen 30° und im Sitzen 45° zur Waagrechten.

Informationsbereitstellung am Arbeitsplatz

Festlegung von Montageplatz und Teilebereitstellung Beim Planen sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:• Unnötige Augen- und Kopf- bewegungen vermeiden• Realisierung möglichst identi-

scher Sehentfernungen macht ein eventuelles Neufokussieren über-flüssig

• Nicht einsehbare Fügestellen vermeiden

Die Beachtung dieser drei Punkte sorgt für Arbeitserleichterung und steigert die Produktivität. Denn jedes Drehen des Kopfes, jeder Wechsel in der Blickrichtung und jedes Neufokussieren kostet Zeit und damit Geld. Die exakten Werte können mit den MTM-Verfahren ermittelt werden.

Grafische Darstellung der beiden Blickbereiche: Das Gesichtsfeld ist rot, das Blickfeld hellgrau markiert

90° 30°

6. Die Beleuchtung

11

Grundvoraussetzung für hohe Effizienz und Bearbeitungsqualität ist die richtige, auf den jeweiligen Arbeitsplatz und die entsprechende Tätigkeit abgestimmte Beleuchtung. Denn optimale Lichtverhältnisse verhindern vorzeitiges Ermüden, verbessern die Konzentrationsfähigkeit und reduzie-ren das Fehlerrisiko.

Die Beleuchtung ist – wie auch die Aspekte Klima, Lärm, mechanische Schwingungen und Gefahrenstoffe – ein Umweltfaktor, den es zu berück-sichtigen gilt.

Nennfeldbeleuchtungsstärke plus Umfeldbeleuchtung (300 Lux)Empfehlung nach DIN EN 12464

Die richtige Rexroth Systemleuchte für jede Aufgabe

Arbeitsaufgabe Nenn- beleuchtungs- stärke (Lux)*

Rexroth SL 36

RexrothSL 72

RexrothSL 78

RexrothSL 78

+ SL 36 Duo

Grobe und mittlere Maschinen- und Montagearbeiten wie Drehen, Fräsen und Hobeln 300

Feine Maschinenarbeiten mit zul. Abweichungen bis < 0,1 mm 500

feine Montagearbeiten, z.B. Telefone, wickeln von mittleren Spulen, Anreiß-, Kontroll- und Messplätze 750

Montage sehr fein, z.B. Messinstrumente, Werkzeug-, Lehren und Vorrichtungsbau, Präzisions- und Mikromechanik 1000

Montage feinster Teile, Prüfen und Justieren 1500

* bei Abstand Tischplatte bis Leuchte 1,25m

Berechnungsbeispiel der erforderlichen ArbeitsplatzbeleuchtungRexroth SL 78 (Nennbel.stärke) 500 Lux+ Umfeldbeleuchtung 300 Lux= Arbeitsplatzbeleuchtung 800 Lux

Wichtige Aspekte bei der Planung der Arbeitsplatzbeleuchtung sind:• Starke Kontraste vermeiden• Blendung und Reflektion vermeiden• Erforderliche mittlere Beleuch-

tungsstärken enthält die DIN EN 12 464 oder die untenstehende Tabelle

12

7. Die Einstellung der Arbeitsmittel

Um den Erhalt der Leistungsfähigkeit und der Produktivität zu fördern sollten sämtliche Arbeitsmittel im Umfeld des Arbeitsplatzes genau auf den Mitarbeiter und dessen Tätigkeit abgestimmt sein. Denn die richtige Einstellung von Tisch, Stuhl, Fußauflage, Greifbehälter, Werkzeugbereitstellung und Materialwagen trägt zur Reduzierung von Bewegungen und somit zur Verringerung von körperlichen Belastungen und Fehlzeiten bei.

Alle Rexroth Komponenten zur Ausrüstung von Arbeitsplätzen bilden ein ergonomisches, perfekt aufeinander abgestimmtes System.

Anpassung des Arbeitsplatzes an den Mitarbeiter

Anpassung von Materialwagen an den Mitarbeiter

Rexroth Produkte bieten eine Viel-zahl von Einstellmöglichkeiten, die eine ermüdungsarme Körper-haltung ermöglichen. Wir machen Ergonomie einfach – Sie profitieren davon. Hier einige wichtige Hin-weise:

• Bei der Einstellung von Arbeits-stuhl und Fußauflage ist darauf zu achten, dass ein rechter Win-kel zwischen Ober- und Unter-schenkel entsteht

• Informationstafeln sollten auf Augenhöhe angebracht sein, um unnötige Kopfbewegungen zu vermeiden

• Neigung der Ebenen zur Material-bereitstellung sind so einzustel-len, dass kurze, direkte Greifwege entstehen

• Hubgeräte zur Bereitstellung schwerer Teile nutzen

Einstellung nach Wunsch:1 = Höhe2 = Tiefe3 = Neigung

1

2

3

13

• Monitorhalterungen und Werk-zeugregale lassen sich mit der Profilnut auf jede beliebige Höhe einstellen

• Die optimale Arbeitshöhe kann bei höheneinstellbaren Arbeits-plätzen entsprechend der Per-sonen- und Produktgröße einge-stellt werden

• Hinweise zur Einstellung von Ar-beitsvorrichtungen können über Informationstafeln bereit gestellt werden

Aufgrund von prozess- oder pro-duktspezifischen Veränderungen sowie wechselndem Personal ist die ergonomische Einstellung der Arbeitsmittel regelmäßig zu über-prüfen.

Der höheneinstellbare Arbeitsplatz von Rexroth ermöglicht sicheres und gesund-

heitsschonendes Arbeiten

14

8. Die Planungshilfsmittel

Mit Hilfe der Planungsschablonen können Sie auf einfache Weise Planungsskizzen erstellen oder CAD-Aus- drucke auf ergonomische Auslegung überprüfen. Oder Sie nutzen MPScalc oder MTpro – diese besonders anwen-derfreundliche Software macht die Planung anwendungsspezifischer Arbeitsplätze, Regale und Materialwagen schneller und einfacher. Auch die komplette Bestellung gelingt im Handumdrehen. Und über eine CAD-Schnitt-stelle können die Daten auch in Ihre CAD- oder VR (Virtual Reality)-Umgebung überspielt werden.

Ergonomie-Schablonen für die durchschnittliche Frau/den kleinsten Mann (Gruppe 2). Maßstab 1:10

Wenn Sie noch weitere Fragen zum Thema Manuelle Produktionssysteme haben, wenden Sie sich bitte anmps.rexroth@boschrexroth.de

15

MPScalc und MTpro bieten Ihnen:

– Zeitersparnis– Flexibilität– Fehlervermeidung – Übersichtlichkeit – Standardisierung

Anfrage

Zeichnung

Stückliste

Angebot

Bestellung

Lieferung

Zeitersparnis

Zeit

ohne MPScalcmit MPScalc

Bosch Rexroth AGLinear Motion and Assembly TechnologiesPostfach 30 02 0770442 Stuttgart, DeutschlandTel. +49 711 811-30698Fax +49 711 811-30364www.boschrexroth.com/dcl

ÖsterreichBosch Rexroth GmbHTriester Straße 20A-8020 GrazTel. +43 316 724539-0Fax +43 316 724539-1910

SchweizBosch Rexroth Schweiz AGHemrietstrasse 2CH-8863 ButtikonTel. +41 55 4646-111Fax +41 55 4646-222

Bosch Rexroth AGRegionalzentrum Mitte Waldecker Straße 13 64546 Mörfelden-Walldorf Tel. +49 6105 702-3 Fax +49 6105 702-444

Bosch Rexroth AGRegionalzentrum Südwest Siemensstraße 170736 FellbachTel. +49 711 51046-0 Fax +49 711 51046-199

Bosch Rexroth AGRegionalzentrum Süd Parkring 485748 Garching b. MünchenTel. +49 89 12714-0 Fax +49 89 12714-190

© Bosch Rexroth AG 2009Printed in Germany3 842 523 943 (2009.06)DE • DCL/MKT4

DeutschlandBosch Rexroth AGRegionalzentrum Nord Walsroder Straße 9330853 LangenhagenTel. +49 511 726657-0Fax +49 511 726657-90

Bosch Rexroth AGRegionalzentrum Ost Walter-Köhn-Straße 4d 04356 LeipzigTel. +49 341 2561-0Fax +49 341 2561-111

Bosch Rexroth AGRegionalzentrum West Borsigstraße 1540880 Ratingen Tel. +49 2102 409-0 Fax +49 2102 409-400