Egyre több vállalat ismeri fel, hogy az ergonómia több területen is segítheti a működését. Egy olyan elrendezés, ahol minden kézre esik, nemcsak tehermentesíti a munkavállalókat, de gyorsítja is a munkavégzést, értékes másodpercekkel rövidítve a ciklusidőt. Azonban azt már kevesebben tudják, hogy pontosan hogyan zajlik egy ergonómiai projekt, mennyi időt vesz igénybe, zavarja-e a termelést és milyen eredményeket várhatunk. Mostani bejegyzésünkben egy esettanulmányok keresztül szeretnénk ismertetni ergonómus és gépészmérnökeink munkáját. Lássuk tehát a lépéseket és az eredményeket!

1. Lépés: Screening, azaz az ergonómiai hatásbecslés

A screening célja, hogy termelőegység szinten megállapítsuk, hogy a vállalat munkaállomásai milyen kategóriába esnek az általuk okozott terhelés, a munkavállalóra gyakorolt egészségügyi hatás és kockázat szempontjából. Ez az első fázis azért fontos, hogy minél gyorsabban fel tudjuk mérni a gyártó terület általános állapotát, és lássuk, hol a legégetőbb a probléma, hol szükséges azonnali változást eszközölni.

A vizsgálat során a következő módszereket alkalmazzuk:

• Gyárbejárás: Összesen 28 ergonómiai szempontot figyelembe véve feljegyzéseket készítünk. Megfigyeljük az eszközöket, a munkakörülményeket és a munkavégzés folyamatát. A gyárbejárás során a termelés ugyanúgy folyik, a felmérés nem okoz fennakadást

• Munkavállalói interjú: tapasztalatokról, a munkával járó fájdalom- vagy kellemetlenségérzéséről

• Sorvezetői interjú: a fluktuációról, annak okairól és egyéb felmerült problémákról a gyártósoron

• Üzemorvosi interjú: üzemi balesetekről, munkavállalói egészségügyi panaszokról

A megfigyelésekből, interjúkból beérkező adatokat kiértékeljük, pontozzuk és rangsoroljuk. Eredményként egy könnyen átlátható táblázatot - úgynevezett deficit térképet - kapunk, mely alapján világosan kiderül, hol milyen problémákkal kell megküzdeni. A deficit térképet a menedzsmenttel közösen értelmezzük és kiválasztjuk, mely munkaállomásokon szükséges a szenzoros mozgásrögzítés és szoftveres elemzés.  

2. lépés: Szenzoros mozgásrögzítés

Ezt a fázist tehát a screening során problémásnak ítélt munkaállomásokon végezzük el. A munkavállalók testére pár perc alatt felhelyezzük a 17 darab, drót nélküli, inerciális szenzort, melyek gyorsan és egyszerűen kalibrálhatóak. Az optikai szenzorokkal ellentétben itt nincs szükség kamerarendszerre, és az Xsens technológiájának köszönthetően az elektromágneses hullámok sem torzítják az adatfelvételt. Ezek a szenzorok nem befolyásolják és nem akadályozzák a mozgást, így a természetesnek vett mozdulataikkal végezhetik a munkájukat a munkavállalók, zavartalanul folyhat a termelés. A felmérés során egy munkaciklust rögzítünk és egy nap alatt ciklusidőtől függően 10-20 munkaállomás műszeres felmérése végezhető el egy Motion Capture eszközzel.

Ezzel a lépéssel befejeződik a gyártóterületen a munka, az adatgyűjtés után szoftveres elemzés, analízis és javaslati terv összeállítás, műszaki tervezés következik.

3. lépés: Szimuláció, analízis, riport készítés

Mérnökeink a rendelkezésre álló CAD fájlokat és a rögzített mozgásfájlokat importálják a ViveLab Ergo szoftverbe, ahogy 7 ergonómiai módszer szerint elemezni tudják a mozdulatokat. A precíz mozgásrögzítésnek köszönhetően az analízisek azokat a rossz mozdulatokat, testtartásokat is kiszűrik, melyek a szenzorok nélkül talán fel sem tűntek volna.

A szoftverbe integrált MSZ EN 1005-4:2005+A1:2009 és ISO 11226:2000 szabványoknak köszönhetően a 3D környezetben futó animációval egyidőben megjelenik az értékelés, valamint pár kattintással részletes pdf riport is készíthető. Az ergonómiai analízisek értékelik az adott munkavállaló testhelyzeteit és ellenőrzik, hogy az egyes testrészek terhelése meghaladja-e az elfogadható határértéket. A riport kiemeli azokat a pozíciókat, melyeket a törvénynek való megfelelés érdekében módosítani szükséges.

4. lépés: Intézkedési terv összeállítása, workshop

A riport egyértelműen kimutatja a megterhelő, felesleges mozdulatokat. Ez az objektív, mérésen alapuló riport az alapja a mérnöki és ergonómiai tervezésnek. Szakembereink ez alapján állítják össze az intézkedési tervet, mely minden lehetséges egyéni, szervezeti és műszaki javaslatot tartalmaz. Ezzel a részletes tervezettel térünk vissza a gyártó területre, hogy a menedzsmenttel egyeztetve kiválasszuk azokat az intézkedéseket, mely a vállalat lehetőségeivel és céljaival egyeznek.

5. lépés: Műszaki tervezés, virtuális validáció

Amennyiben az optimális munkakörnyezet és munkafolyamat kialakításához át kell alakítani egy munkaállomást vagy át kell rendezni a munkakörnyezetet, szakembereink segítséget tudnak nyújtani a vállalatnak a műszaki tervezésben.

Azonban itt nem áll meg a folyamat, ugyanis a ViveLab Ergo szoftverben prototípus gyártás nélkül le is tudják ellenőrizni, hogy a tervezett munkaállomás/alkatrész és az ott végzett munkafolyamat valóban teljesíti-e a támasztott követelményeket. A szimuláció során figyelembe tudják venni, hogy a munkaállomás minél szélesebb munkavállalói kör számára ideális legyen, ugyanis a virtuális human paraméterei könnyedén állíthatók, így a vizsgálat különböző nemű, korú, testalkatú, származású munkavállalóval is tesztelhető. Teljes analízis lefuttatható az új munkakörnyezetben végzett munkavégzésre, valamint kiszámítható az új ciklusidő. Ennek köszönhetően a Megrendelő még az átalakítás előtt megbizonyosodhat a beruházás eredményességéről, számolni tud a költségekkel, megtérüléssel.

Lássunk tehát egy példát a szabványnak való megfelelőség ellenőrzésére

A vizsgált csomagolóállomáson női dolgozók 45 kg-os ipari méretű porszívókat csomagolnak kartondobozokba. Egy raklapra 3 doboz kerül, majd azt pántolják. A porszívók kartonba emeléséhez biztosítva van egy emelőgép, a raklapra való emeléshez pedig vákuumos emelő. A dolgozók a konstrukciós hibák miatt ezeket nem merik használni, használatuk balesetveszélyes, így inkább testi erejüket használják az emeléshez.

‍

                                                                                                 Motion capture technolgiával rögzített munkafolyamat

A mozgásfájlok rögzítése után a szoftverben lefuttatott MSZ EN 1005-4:2005+A1:2009 és ISO11226:2000 analízisek alátámasztják, hogy a munkavállaló napi 8 órában komoly fizikai terhelésnek van kitéve munkája során. A legnagyobb problémát az okozza, hogy jelen konstrukció statikus és kényszerített testtartásokat követel meg.

A ViveLab ergonómiai szoftver által készített elemzési táblázatban azok a nem elfogadható mozdulatok szerepelnek, melyek túllépik egy adott testrész bizonyos szögben való tartásának az MSZ EN 1005-4:2005+A1:2009 szabvány szerint megengedhető gyakoriságát. A statikus testtartás értékelése az ISO 11226:2000 szabvány szerint történik, melyet az elemzésünk külön táblázatban tartalmaz. A szoftver által készített, az ISO 11226:2000 szabvány szerinti elemzési táblázatban azok a NEM elfogadható mozdulatok szerepelnek, melyeket 4 másodpercnél tovább kell, hogy kitartson a vizsgált alany.

                                                                                                 Az ergonómiai szoftverben futtatott szimuláció és analízis

Kivonat az MSZ EN1005-4:2005+A1:2009 analízis riport értelmezéséből:

33 nagyfrekvenciás pózt (1 perc alatt a megengedettnél többször előforduló póz) azonosított, ezek közül a legkritikusabbak:

• törzscsavarás 27-szer fordult elő 1 perc alatt

• törzsdöntés 23-szor előfordult 1 perc alatt

• bal felkaremelés >60°-ban 15-ször előfordult 1 perc alatt

• jobb vállemelés 24-szer fordult elő 1 perc alatt

• törzshajlás >60°-ban 9-szer fordult elő 1 perc alatt

‍

Kivonat az ISO11226:2000 analízis riport értelmezéséből:

40 statikus pózt (több, mint 4 másodpercig kitartott póz) azonosított, ezek közül a legkritikusabbak:

• nyakcsavarás több, mint 9 másodpercig átlagosan 25°-ban, mely póz többször is előfordul a munkafolyamat során

• nyakhajlítás több, mint 9 másodpercig átlagosan 44°-ban

• törzshajlítás több, mint 4 másodpercig átlagosan 92°-ban

• jobb karemelés több, mint 8 másodpercig átlagosan 71°-ban, mely póz többször is előfordul a munkafolyamat során

• bal karemelés több, mint 9 másodpercig átlagosan 75°-ban, mely póz többször is előfordul a munkafolyamat során

‍

Áttervezési javaslat

Az áttervezés célja, hogy az erőkifejtés mértékét minimalizáljuk, a munkavégzéshez szükséges testtartásokat optimalizáljuk és a ciklusidőt csökkentsük. Az intézkedési terv tartalmazza a szakemberek által javasolt egyéni, szervezeti és műszaki intézkedések követelmény-specifikációját, mely támpontot ad a pontos műszaki tervezéshez.

Az eredeti és az optimalizált munkafolyamat analízise (kivonat)

MSZ EN 1005-4:2005+A1:2009 szabvány szerinti összehasonlítás

Az átalakításnak köszönhetően több esetben sikerült teljesen kiszűrni a kritikus ismétlődő mozdulatokat. Ilyen volt például a bal csukló 20°-nál nagyobb hüvelykujj irányba történő forgatása, ami 24-szer volt jelen az eredeti állomáson. Emellett számos esetben redukálnunk sikerült a kritikus ismétlődő mozdulatok számát. Ez főleg a bal és a jobb térdnél számottevő, ezekben az esetekben a harmadára, illetve az ötödére csökkentek a mozdulatok számai.

Az eredeti és az optimalizált munkafolyamat analízise (kivonat)

ISO 11226:2000 szabvány szerinti összehasonlítás

ISO 11226:2000 szabvány szerinti elemzés során az áttervezésnek köszönhetően szintén több javulás figyelhető meg. Sikerült több, nem megfelelő testtartást is teljesen megszűntetni, ilyen például a több, mint 60°-os törzsdöntés és a nyak oldalra döntése. További eseteknél pedig jelentős javulást tudtunk elérni. Ezek a kritérium megsértésének darabszámában és a kitartott idő csökkenésében is nyomon követhetőek.

A korrekció eredménye

Az intézkedési terv javaslatai alapján nem csak a törvényi megfelelést segítettük elő, de az optimalizációnak köszönhetően a ciklusidőt termékenként közel 5 perccel sikerült csökkenteni, így 2,5-szeresére tudtuk növelni a termelékenységet.

Nem számít, hogy a munkát álló vagy ülő helyzetben kell elvégezni, mindkét esetben apró változások is elegendő lehetnek a ciklusidő csökkentéséhez, valamint a gerinc, a nyak, a váll, a karok és a lábak tehermentesítéséhez.

A jól kialakított munkahely, amely a szabványoknak és az ergonómiai követelményeknek megfelel, lehetővé teszi a fájdalommentes és produktív munkavégzést.

A munkaállomások ergonómiai optimalizációja segíthet hatékonyabban beosztani az emberi munkaerőt, a komfort növelésén keresztül csökkentheti a fluktuációt és lehetővé teszi az idősek vagy megváltozott munkaképességűek alkalmazását.

Az ergonómiai átvilágítás segíthet azonosítani, hogy mely gyártósori munkahelyek automatizálása hozhatja a legnagyobb hasznot, így az Industry 4.0-ban érdekelt vállalatok számára is fontos tervezési szemponttá válik az ergonómia.

‍