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Using different simulation tools of digital ergonomics for the digital factory, it is shown how an ergonomic design of the work environment can be holistically evaluated and designed using the example of physical stress, lighting, acoustics and thermal environment. Starting from a factory hall for battery assembly, workplaces are optimized regarding their physical load using the ema Work Designer. Based on this, the lighting situation is evaluated with DIALux evo, the acoustic load with CatnaR and the thermal environment with the Fraunhofer Indoor Environment Simulation Suite iteratively. Depending on the environmental influence, scenarios of the working environment are evaluated by simulation. In this process, the combined consideration of the environmental conditions supports the derivation of an improved working environment, so that interactions between workplace, environment and measures can be identified at an early stage. As a result, a partial wall for shielding the work areas is preferred due to the thermal and acoustic conditions including an acoustic ceiling and cooling of the supply air as well as a lighting system with additional individual workplace lighting. The combined consideration shows that there could be alternative preferred variants for single environmental factors, but these must not be preferred in the overall consideration. Practical Relevance: This paper shows how digital tools of the digital factory can be used to simulate work environment factors as well as working conditions already in the planning process and to optimize the work environment in order to achieve a human-friendly work design. The possibilities of digital work planning are thus extended to include risk assessment based on the environmental influences of lighting, acoustics and indoor climate.

Im Rahmen der Planung von Arbeitssystemen mit Mensch-Roboter-Zusammenarbeit können digitale Planungswerkzeuge mit ihren Funktionen zur Visualisierung und parametrischen Simulation in Kombination mit ergonomischen Bewertungen der Arbeitsprozesse einen wesentlichen Mehrwert zur wirtschaftlichen Arbeitssystemgestaltung darstellen. Im Beitrag wird anhand einer digitalen Arbeitsplanung am Beispiel eines Platinenverpackprozesses gezeigt, wie sich Gestaltungsvarianten eines Mensch-Roboter-Arbeitssystems auf Produktivität, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Ergonomie auswirken.

International audience; Exoskeletons are currently introduced for several industrial applications, but in many cases the efficiency of such devices in supporting heavy physical work has not been fully proved yet. Biomechanical simulation could considerably contribute to determining the efficiency of exoskeletons in various use cases with different user populations. In this paper we present an approach to extent laboratory and field studies by using the software AnyBody Modelling System. The biomechanical simulation is applied to the "Paexo Shoulder", a commercial exoskeleton provided by Ottobock. Results show that the exoskeleton substantially reduces muscle activation and joint reaction forces in the shoulder and does not increase activation or forces in the lumbar spine. Comparison with laboratory measurements show very similar results. This indicates that the simulation framework could be used to evaluate changes in internal body loads as a result of wearing exoskeletons and thereby, supplements laboratory experiments and field tests during exoskeleton design and development.

The 3D planning software EMA offers a combined approach which takes into account the factory planning level and the detailed planning at the single work station level. Ema Work Designer supports digital production planning, prospective ergonomics and productivity assessment by providing a more efficient and accurate approach to 3D human simulation of manual and semi-automatic tasks at the micro level. Additionally, the new module EMA Plant Designer allows to include entire factories and production lines for evaluation of lead time, production costs, material flow, buffer position, space and layout at the macro level. An application example shows that ergonomic and productivity design don’t contradict each other, if they are considered early in the design phase in one common software system. Many practical experiences suggest that this approach facilitates cooperation between different business units that are traditionally separated, such as factory/facility planning, manufacturing engineering, industrial engineering, production, and health & safety.

Mit standiger Verfugbarkeit und wachsender Funktionalitat von Smartphones treten auch arbeitsrelevante Einsatzfelder in den Fokus der Verwendung. Eine immer umfassendere Ausstattung mit Sensoren, erganzenden Softwarelosungen zur Beurteilung von Umgebungsfaktoren und die Ermittlung gesundheitsrelevanter Daten legen die Schlussfolgerung nahe, dass sich diese Kleincomputer auch fur die Analyse und Bewertung arbeitsbezogener Situationen eignen. Im Beitrag werden Einsatzmoglichkeiten von Smartphones zur Erfassung der Arbeitsumweltfaktoren Schall/Larm, Beleuchtung und Klima ermittelt und deren Messqualitat mit normativen Vorgaben verglichen. Hierzu werden betriebliche Messungen durch die Westsachsische Hochschule Zwickau und Laborversuche an der Technischen Universitat Chemnitz durchgefuhrt. Schlussfolgernd wird unter Berucksichtigung bestehender Studien ein Fazit zur Einsetzbarkeit von Smartphones zur Messung der Arbeitsumweltfaktoren Schall/Larm, Beleuchtung und Klima gezogen. Praktische Relevanz Wie in mehreren Fallen festgestellt, tendiert ein Teil betrieblicher Messverantwortlicher dazu, Arbeitsumgebungsfaktoren situativ mit einem Smartphone zu erfassen und zu bewerten. Im Beitrag wird die Messqualitat von Smartphones mit normativen Vorgaben verglichen. Im Ergebnis der Durchfuhrung von empirischen und systematischen Messungen steht mit dem vorliegenden Beitrag eine wissenschaftlich fundierte Grundlage zur Einordnung der Messqualitat bei der Verwendung von Smartphones zur Verfugung. Diese Daten konnen als belastbare Argumentation bei der Diskussion und Entscheidung moglicher Einsatzszenarien von Smartphones fur die Messung der Arbeitsumgebungsfaktoren in Unternehmen herangezogen werden.

Background: The Ergonomic Assessment Worksheet method (EAWS) is used to assess biomechanical risks for the whole body and upper extremities and to develop ergonomic measures. Different EAWS software tools are available but are mostly limited to the presentation of EAWS points and the involved strain factors. That limits the deployment of the EAWS method in practical use. Objective: For the purpose of user oriented extension of digital EAWS evaluations, requirements and needs of users have to be determined for EAWS evaluation functions and design elements as well as the user context as part of a user-centered design process. Method: The user context and requirements is investigated by using an online survey and semi-standardized interviews. The target group are EAWS-experienced people to receive more detailed information about the usage and design requirements. Results: The online survey was filled out by 61 people and 13 interviews were conducted. The EAWS is not only applied for the evaluation of working processes, but it is also increasingly used for the deduction of measures and in other cases. In general, a high importance for an EAWS digitalization can be stated. There is a particularly high need for evaluation functions such as ‘ergonomic map’, ‘sensitivity analysis’, ‘design analysis’ and ‘job rotation analysis’. Users deployed certain requirements for the design of these functions such as the presentation of essential information or the use of color coding. Conclusion: The surveys demonstrate that the EAWS method is widely used within companies, but existing digitalizations of EAWS have to be extended by further useful functions. For that purpose, the results of the two surveys can be used to develop more user-friendly EAWS evaluations.

Unternehmen sind einem stark wachsenden Wettbewerbsdruck ausgesetzt. So nehmen die Kundenanforderungen in globalen Markten zu, ebenso die Dynamik der technischen Entwicklung der Produktionssysteme unter Trends wie Industrie 4.0. Die Verkurzung des Produktlebenszyklus sowie der Anstieg der Variantenvielfalt sind zwei Effekte, aus denen die Zunahme von Produktionsneuanlaufen (Wildemann 2012) resultiert. Gleichzeitig stehen Unternehmen weiterhin vor der Herausforderung, ihren Bedarf an spezialisierten Fachkraften trotz demografischen Wandels sicherzustellen.

Joint angle-dependent calculations of human action forces constitute a significant advantage of digital human models, but further knowledge of maximum allowable joint torques has to be acquired. This paper describes a method to calculate polynomials (functions) for maximum torque of elbow flexion and extension that depend on various joints of elbow and shoulder to increase the quality of prediction.

The impact of work environment factors has to be considered in an integrated ergonomic analyzing and designing process. To capture relevant environmental exposures, measurements must be carried out. In companies, an increasing use of smartphones for initial measurements of work environment factors can be noticed. Here, the question arises whether it is possible to determine adequate data for scientific work analyses by using built-in sensors in smartphones. For that purpose, the operational readiness of smartphone applications to measure the work environment factors noise, climate and lighting is investigated. Here, the assessing of measuring accuracy and the recordable measurement quantities for different combinations of applications and smartphones is analyzed. In result, a wide variety of the measurement accuracy for the analyzed environmental factors can be observed.

Aktuell beschrankt sich der Einsatz digitaler Menschmodelle (DMM) hauptsachlich auf grose Unternehmen sowie akademische Einrichtungen. Es stellt sich die Frage, wie DMM verbessert werden mussten, um einen breiteren Anwenderkreis zu adressieren. Hierzu werden Befragungsergebnisse zu Anforderungen und Verbesserungswunschen bestehender und potentieller DMM-Nutzern aus bestehenden Studien mit Ergebnissen aus eigenen Befragungen und Interviews vorgestellt.

Im Rahmen eines interdisziplinaren Forschungsprojekts an der Technischen Universitat Chemnitz wurde das digitale Menschmodell „The Smart Virtual Worker“ (SVW) entwickelt. Mit der Entwicklung werden eine signifikante Reduktion im Simulationsaufwand sowie eine Erweiterung integrierter arbeitswissenschaftlicher Bewertungsmethoden in digitalen Menschmodellen angestrebt. Der Beitrag erklart die dazu im SVW integrierten Module und Methoden sowie deren Zusammenwirken. Im SVW erfolgt die Erstellung des Arbeitsprozesses mittels autonomer Handlungsselektion unter Nutzung von Kunstlichen Intelligenz (KI) – Algorithmen in Kombination mit einer automatischen Bewegungserzeugung. Der Nutzer kann hier entscheiden, ob der Arbeitsprozess nach zeitlichen, ergonomischen oder emotionsbasierten Kriterien optimiert wird. Die ausgewahlten Handlungen werden anschliesend in Bewegungsablaufe ubersetzt. Zur Bewertung des erzeugten Arbeitsprozesses stehen Verfahren zur ergonomischen Bewertung der Arbeitsaufgabe (RULA-/EAWS-Verfahren) und Arbeitsumwelt (Larm-, Klima- und Beleuchtungsbewertung) sowie zur psychologischen Bewertung (Emotionsmodell) zur Verfugung. Im Ergebnis konnte der Erstellungsaufwand fur eine Arbeitsprozesssimulation wesentlich reduziert und eine Erweiterung der arbeitswissenschaftlichen Bewertungsmethoden in DMM vorgenommen werden.