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Digital Engineering

Arbeitsplatz der Zukunft

Ergonomie in der Smart Factory

| Autor / Redakteur: Nicole Hezinger / Frauke Finus

Schwenkbare Monitorarme ermöglichen eine individuelle Positionierung von Bildschirmen. Dadurch werden Zwangshaltungen vermieden.
Schwenkbare Monitorarme ermöglichen eine individuelle Positionierung von Bildschirmen. Dadurch werden Zwangshaltungen vermieden. (Bild: Item)

Arbeitsplatz der Zukunft In der Smart Factory kommunizieren Maschinen miteinander, treffen Entscheidungen und steuern autonom die Produktion – es geht trotzdem nicht ohne den Menschen. Deshalb muss der Arbeitsplatz der Zukunft die Bedürfnisse der Mitarbeiter berücksichtigen und sich gleichzeitig dem Einfluss der Digitalisierung anpassen.

Die Produktion ist im Wandel: Traditionelle Massenproduktion ist ein Auslaufmodell, stattdessen werden zunehmend kundenindividuelle Einzelstücke in Serie nachgefragt. Was sich zunächst nach einem Widerspruch anhört, ermöglichen Automation, intelligente Vernetzung und Digitalisierung der Produktionsprozesse – oder kurz: Industrie 4.0. Die Voraussetzung für eine flexible und kundenindividuelle Fertigung in Losgröße 1 ist die Vernetzung aller Stationen innerhalb der Wertschöpfungskette: Der Produktion vor- und nachgelagerte Prozesse wie die Eingangs- und Ausgangslogistik müssen nicht nur miteinander, sondern auch mit sämtlichen Stufen des Produktionsprozesses in einem kontinuierlichen Datenaustausch stehen. Steht etwa das benötigte Material aus dem Lager nicht rechtzeitig am Arbeitsplatz zur Verfügung, kann die Produktion aufgrund dieses Abstimmungsfehlers ins Stocken geraten. Vor allem die Informationsbereitstellung und -übermittlung sowie die stärkere Verknüpfung mit übergeordneten Systemen werden daher in der Zukunft eine immer größere Rolle spielen. Dieser Vorgang eröffnet Chancen, bringt aber auch neue Herausforderungen mit sich, die Unternehmen meistern müssen.

Heute: Alles dreht sich um Ergonomie

Bisher gilt der Mensch im Produktionsprozess als unersetzlich, seine Fähigkeiten als einzigartig, seine Intelligenz als überlegen. Gleichzeitig kommt dem manuellen Arbeitsplatz als Ort mit dem höchsten Wertschöpfungsanteil eine besondere Bedeutung zu. Im Fokus stehen vor allem ergonomische Gesichtspunkte, welche die Produktivität des Arbeitnehmers steigern sollen. Eng mit der Ergonomie verknüpft ist zudem die Individualisierbarkeit des Arbeitsplatzes. Ein Beispiel sind an persönliche Bedürfnisse anpassbare Arbeitsstühle, die ein ergonomisches Arbeiten in verschiedenen Höhen zulassen. Stufenlos höhenverstellbare Tische erleichtern die schnelle Umwandlung von einem Steh- in einen Sitzarbeitsplatz und umgekehrt. Um einseitige Bewegungen zu vermeiden, gestatten moderne Arbeitsplatzsysteme eine individuelle Positionierung von Werkzeugen und Materialien. LED- oder Tageslichtleuchten sorgen für eine verbesserte Konzentrationsfähigkeit des Mitarbeiters und reduzieren das Fehlerrisiko. Auch der Technisierung des Arbeitsplatzes tragen Hersteller Rechnung: Bildschirme oder Monitore werden ergonomisch angebracht, Kabel und Leitungen sicher in Kabelwannen oder -kanälen verstaut. „Frequentiert der Mitarbeiter beispielsweise regelmäßig einen Monitor, muss das Gerät direkt im Blickfeld des Mitarbeiters und nicht seitlich platziert sein. Ansonsten führt dies zu Zwangshaltungen, die schmerzhafte körperliche Belastungen zur Folge haben. Um das zu vermeiden, sind schwenkbare Monitorarme geeignet, die eine präzise Ausrichtung zulassen“, erklärt Marius Geibel, Produktmanager und Experte für Ergonomie bei Item. Moderne industrielle Arbeitsplätze sind modular aufgebaut und beliebig erweiterbar. So ist es einfach, diese unkompliziert auf einen sich wandelnden Bedarf einzustellen. „Ändert sich beispielsweise das Prinzip der Materialversorgung, kann der Mitarbeiter bei einem modularen Aufbau ohne großen Mehraufwand oder sogar einen Produktionsstillstand auf die neue Anforderung reagieren“, erläutert Geibel das Prinzip.

Bei der Arbeitsplatzgestaltung müssen zudem die Anforderungen von ergonomischen Arbeitsplätzen und einer effizienten Intralogistik gleichermaßen Berücksichtigung finden. Eine einfache und schnelle Materialversorgung, kurze Greifwege, eine sichere Handhabung der Bauteile sowie eine eindeutige Beschriftung und Zuteilung der Materialbehälter optimieren die Abläufe und steigern die Produktivität.

Morgen: Maschinen entlasten den Mitarbeiter

Doch ist im Produktionsprozess der Zukunft überhaupt noch Platz für einen auf menschliche Bedürfnisse ausgerichteten Arbeitsplatz, an dem ein Mitarbeiter manuelle Tätigkeiten ausübt? Eine Frage, die Geibel ganz entschieden mit Ja beantwortet: „Der Mensch ist aufgrund seiner kognitiven Fähigkeiten durch keinen Roboter zu ersetzen. Speziell wenn es um motorisch komplexe Tätigkeiten geht, ist er der Maschine klar überlegen.“ Das Thema Ergonomie hat daher auch in Zukunft oberste Priorität – insbesondere vor dem Hintergrund des demografischen Wandels. „Da die Unternehmen durch die Überalterung der Gesellschaft immer weniger qualifizierte Mitarbeiter haben, gilt es, deren Gesundheit und Leistungsfähigkeit lange zu erhalten“, weiß der Experte für Ergonomie. Digitalisierung und Vernetzung des Arbeitsumfeldes bedeuten deshalb im Idealfall auch Entlastung für den Mitarbeiter. Trotz eines steigenden Automatisierungsgrades müssen künftig einige Montagearbeiten weiterhin manuell durchgeführt werden. In diesen Zusammenhang sind kollaborierende Roboter einzuordnen, die in den Fabriken der Zukunft häufiger Verwendung finden könnten. Sie arbeiten in direktem Kontakt mit dem Menschen und haben die Aufgabe, der Belegschaft körperlich belastende und unergonomische Arbeiten abzunehmen, beispielsweise das Heben und Positionieren eines schweren Werkstücks. Bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen mit kollaborierenden Robotern sind allerdings spezielle Sicherheitskriterien zu berücksichtigen, um die Gefahr von Verletzungen bei einer möglichen Mensch-Maschine-Kollision zu minimieren und den Mitarbeiter nicht in seiner Bewegungsfreiheit einzuschränken. Der Unterstützung dienen auch sogenannte cyberphysische Objekte (CPO): Das verwendete Werkzeug ist als CPO selbst Informationsträger und gibt Anweisungen, welcher Montageschritt als Nächstes erfolgen soll. Oder es entscheidet unter Berücksichtigung der körperlichen Konstitution der Beschäftigten eigenständig, wer es bedienen soll. Alles nur Science-Fiction oder schon bald Realität?

Es gilt, Mitarbeiter mit ins Boot zu holen

Marius Geibel ist sich sicher, dass sich das Arbeitsumfeld für den Mitarbeiter nicht radikal ändert. „Eine grundlegende Revolution der Arbeitsplatzgestaltung sehe ich nicht auf uns zukommen. Viele Aspekte, die auch heute schon relevant sind, werden künftig einfach nur in verstärkter Form zum Tragen kommen – etwa im Hinblick auf Ergonomie, Individualisierbarkeit oder Modularität“, sagt Geibel. Der Mitarbeiter müsse sich zwar immer häufiger mit neuen Techniken auseinandersetzen, verdrängt werde er von diesen aber nicht.

Welche Handlungsempfehlungen ergeben sich also für Unternehmen? Bleibt der Mensch im Gefüge von Industrie 4.0 präsent, stehen seine Bedürfnisse bei der Gestaltung des Arbeitsplatzes weiterhin im Vordergrund. Dabei sollten Unternehmen ihr Augenmerk vor allem auf Aspekte der Ergonomie, Individualisierbarkeit und Modularität legen, um auch für kommende Generationen ein attraktiver Arbeitgeber und für künftige Herausforderungen gerüstet zu sein. Bei der richtigen Vorgehensweise unterstützen Schulungen, die den Verantwortlichen wertvolle Tipps für die Arbeitsplatzgestaltung an die Hand geben. Darüber hinaus ist es ratsam, die Mitarbeiter frühzeitig auf neue Technologien vorzubereiten und bei allen Entscheidungen, die ihr direktes Arbeitsumfeld betreffen, einzubinden. „Ohne Akzeptanz und Vertrauen funktioniert eine zukunftsfähige Arbeitsplatzgestaltung nicht“, so Geibel.

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