Für Mensch und Maschine sind optimierte Arbeitsumgebungen von großer Bedeutung. Die optimale Gestaltung der Arbeitsplätze und -abläufe sowie deren ganzheitliche Einordnung im Arbeitssystem sind die Grundlage effizienter Arbeitsabläufe. Moderne Visualisierungssysteme können dabei sehr hilfreich sein, Prozess, Maschinen und Ergonomie der Arbeitsstationen im Vorfeld zu untersuchen. industrialPhysics ist beispielsweise so eine Software, um einfach Arbeitsplätze so zu gestalten, dass ein reibungsloses Arbeiten jederzeit möglich ist.

1. Die Maschine virtuell zum Laufen bringen

Wie ein Arbeitsplatz einzurichten ist, hängt in erster Linie von der Anlage an der jeweiligen Arbeitsstation ab. Davon abgeleitet erfolgt dann die Definition der Handgriffe für das Personal. Um aber beides im Vorfeld optimal aufeinander abzustimmen und dabei die Ergonomie des Arbeitsplatzes optimal zu gestalten, sollte die Maschine und der Prozess abgebildet werden; idealerweise digitalisiert in Form eines Simulationsmodells.

Aber warum ein Simulationsmodell? Ein Großteil der heutigen Tools zur Arbeitsplatzgestaltung fokussieren ausschließlich den Arbeitsplatz. Dabei ist die Arbeitsstationen, sprich die reale Anlage und deren Funktionsweise, meist ein Modell oder eine Art Blackbox, anhand dessen Handgriffe bestimmt und somit die optimale Arbeitsplatzgestaltung abgeleitet wird. Weitaus besser wäre es, wenn die komplette Anlage inklusive der Arbeitsstation als virtuelles Abbild der realen Maschine mit allen Prozessschritten zur Verfügung steht. Der Mehrwert eines solchen Ansatzes ist, dass jeder einzelne Handgriff so getätigt wird bzw. werden muss, wie er in der Realität auch wäre. Nur so lassen sich über einen längeren Zeitraum das Arbeiten an der Maschine realistisch nachbilden.

Die Maschinensimulation hat aber noch weitere Vorteile. Vor allem komplizierte mechatronischen Anlagen, Roboterinseln, Zuführsysteme oder eben Arbeitsstationen als Teil der Gesamtanlage können virtuell inbetrieb genommen werden, mögliche Kollisionen, Stau, Gedränge und Maschinenausfälle geprüft und dem  Unternehmen somit hohe Kosten sparen. Denn Simulationsmodelle z.B. mit industrialPhysics basieren auf echten Maschinendaten, die schon in der Entwicklung variiert, geprüft, optimiert und finalisiert werden.

2. Realistischen Arbeitsumgebungen einblenden

Die Arbeitsumgebung der Menschen sollte so gestaltet werden, dass diese optimal für die jeweiligen Arbeitsschritte konzipiert ist. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine - also die Arbeitssicherheit. Es muss zu jeder Zeit absolut sichergestellt sein, dass die Mitarbeiter nicht durch bewegliche Maschinenteile behindert oder gar verletzt werden. Durch den Kollisionsschutz in der Simulation kann dies gewährleitet werden. Ein anderer Aspekt, wenn es um die menschliche Arbeitsumgebung geht, ist die Gestaltung des einzelnen Arbeitsplatzes - also die Ergonomie des Arbeitsplatzes zur Sicherung der Gesundheit der Mitarbeiter. Auch hier können im Vorfeld die Umgebung simuliert und das Umfeld so gestaltet werden, dass der Mensch optimal arbeiten kann.

3. Den Arbeitsplatz virtuell erproben

Dabei kann es auch durchaus hilfreich sein, ein VR + AR-System zu nutzen. So können Arbeitnehmer bereits vor der realen Inbetriebnahme einer Maschine oder Anlage ihr späteres Arbeitsumfeld hautnah erleben, Arbeitszyklen mehrfach durchspielen - vielleicht sogar mit realistischen Werkstücken.

Kleines Beispiel: Wir bei machineering haben ein Kundenprojekt begleitet, in dem es ausschließich um die Maschinensimulation ging. Die Anlage mit zehn Arbeitsstationen war augenscheinlich optimal geplant und konnte schnell virtuell inbetrieb genommen werden. Beim kompletten Durchlauf der Simulation stellte sich jedoch schnell heraus, dass die Bedienbarkeit bzw. die Bestückung der Maschinen durch den Mitarbeiter auf Dauer unmöglich war. Denn dieser hätte sich die ganze Zeit eine Rotationsbewegung ausführen müssen, so dass ihm schon nach kürzester Zeit schwindelig geworden wäre. Zum Glück war zum damaligen Zeitpunkt die reale Anlage noch nicht fertiggestellt. Die virtuelle Anlage wurde entsprechend umgeplant und schließlich so real in Betrieb genommen, wie es für Mensch und Maschine optimal passt. Nicht auszudenken, wenn diese Erkenntnis erst nach dem Aufbau der realen Maschine gekommen wäre.

Fazit: Moderne Visualisierungstechniken wie beispielsweise Simulationen mit VR und AR können Arbeitsräume begehbar machen und Objekte wie Ladungsträger, Werkzeuge oder Maschinen realistisch darstellen. Die klassische Werkbank wird durch Arbeitsplätze ersetzt, die als Assistenzsysteme konzipiert sind. Das Ziel ist eine echtzeitfähige Darstellung aus Prozess und Maschine, um im Vorfeld den optimalen Arbeitsplatz mit maximaler Prozessstabilität zu gestalten zur Sicherstellung der Gesundheit der Mitarbeiterr, Reduzierung der Anlernzeiten und letzendlich zur Steigerung der Mitarbeiterflexibilität.

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