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23.10.1987 - 

Know-how bleibt nur eine Voraussetzung für Effizienz der neuen Techniken, Teil 1

CAD/CAM Technik muß dem Menschen passen

Angst oder Euphorie im Umgang mit neuen Techniken sind zwei Verhaltensweisen, deren Ursachen meist in der magelnden Information über das "Werkzeug Computer" liegen. Computerunterstützte T_TIgkeiten befinden sich auf dem Vormarsch, deshalb gilt es, Entscheidungshilfen zu bieten sowie jene Probleme aufzuzeigen, die bei Konstruktion und Fertigung auftreten können. Eine dreiteilige Folge will zuerst die ergonomische Gestaltung von CAD/CAM-Arbeitsplätzen beleuchtet, danach über die Veränderung der Arbeit durch rechnergestützte Systeme berichten und schließlich arbeitsrechtliche Aspekte der CA-Einführung behandeln.

Ergonomie ist die Wissenschaft, die sich mit der physiologischen und psychologischen Gestaltung der Arbeitsbedingungen befaßt und dabei

eine Optimierung der Relation "Mensch-Arbeit" anstrebt.

Dies gilt auch für CAD/CAM-Arbeitsplätze. Die Optimierung der Relation "Mensch-Arbeit umfaßt zwei Dimensionen. Zum einen geht es um die Anpassung der Arbeit an den Menschen durch entsprechende Gestaltung von Arbeitsplatz, Arbeitsumgebung und Arbeitsorganisation (Abbildung 1). Zum anderen betrifft es die Anpassung des Menschen an die Arbeit durch berufliche Bildung, Wahl des Arbeitsplatzes nach Eignung und Neigung sowie durch Weiterbildung.

Arbeitsplatzgestaltung

Eine Klassifizierung von CAD/CAM-Arbeitsplatzkonfigurationen ist möglich nach der dominierenden Arbeitsaufgabe (Abbildung 2), dem verfügbaren Intelligenzgrad (Abbildung 3), der Variabilität und der Integrationsfähigkeit.

Die ergonomische Gestaltung von CAD/CAM-Arbeitsplätzen muß einschlägige Normen, Regeln, Richtlinien und Vorschriften ebenso berücksichtigen wie die jeweils besonderen Bedingungen betrieblicher Art [1]. Eine Auflistung wichtiger Normen, Richtlinen etc. begleitet diese Serie.

Bei der ergonomischen Gestaltung von Arbeitsplätzen (Hardware-/Physikalische Ergonomie) mit grafischen Bildschirmen ist unter anderem auf die Beleuchtung [2 + 3] zu achten.

Die spiegelnden Oberflächen der Bildschirmgeräte und der schwache Zeichenkontrast insbesondere bei Speicherbildschirmgeräten erfordern eine deutliche Absenkung der Beleuchtungsstärke im Raum (teilweise bis etwa 100 lx) und eine dunkle, relfexarme Farbgestaltung des gesamten Raumes. Dieses widerspricht nicht nur gültigen Normen (Abeitsstättenverordnung ° 7, Arbeitsstättenrichtlinie 7/3, DIN 5035 und andere), sondern auch den Anforderungen an die Beleuchtungsstärke in Konstruktionsbüros (zirka 1000 lx). Darüber hinaus können notwendige Unterlagen wie Skizzen, Zeichnungen und Stücklisten bei der Arbeit an den CAD/CAM-Arbeitsplätzen nicht oder nur sehr erschwert gelesen werden. Es ist deshalb erforderlich, diese Unterlagen gezielt zu beleuchten. Dabei müssen jedoch eine zu starke Aufhellung der Arbeitsumgebung vor dem Bildschirmgerät, ein direkter Lichteinfall auf das Bildschirmgerät sowie ein zu großer Leuchtdichteunterschied zwischen Bildschirmgerät und Arbeitsunterlage vermieden werden.

Auch der farbigen Darstellung kommt Beleuchtung zu. Die Verwendung von Farbe bringt neue Dimensionen in die computergestützte Konstruktion. Sie hilft hier bei vier grundsätzlichen Aufgaben:

- Lokalisierung: Farbe hilft, kleine aber wichtige Dinge aus einem dichten Hintergrund konkurrierender visueller Informationen herauszuheben;

- Organisation: Farbe kann zur Organisation von Informationen in logischen Gruppierungen verwendet werden;

ñ Aufmerksamkeit wecken: Farben mit traditionellen Werten, wie rot für Gefahr oder als Warnfarbe, erwecken sofortige Aufmerksamkeit;

ñ Nichtbeachtung: Auf der Basis von Farbe können unwichtige Informationen in einem spezifischen Zusammenhang augenblicklich unbedeutend gemacht werden [4];

Auch das Klima muß stimmen [5]. Die relativ hohen Anschlußwerte der EDV-Hardware (Bildschirmgeräte je CAD/CAM-Arbeitsplatz zirka 500 W, hinzu kommen weitere Wärmequellen wie zum Beispiel Hardcopy und Transformatoreneinführen zu einer nicht unerheblichen zusätzlichen Wärmebelastung des Raumes. In Verbindung mit der Wärmeabgabe der Beleuchtungsanlage, weiterer elektrischer Einrichtungen sowie der Sonneneinstrahlung entstehen in den Sommermonaten häufig (unzumutbare) Temperaturen in den Konstruktionsbüros von deutlich über 30 Grad Celsius.

Weiterhin sollte die Anthropometrie von vornherein den Anforderungen entsprechen. Die in der Regel vom Hersteller als Komplettsystem gelieferte EDV-Hardware der CAD/CAM-Arbeitsplätze weist häufig noch erhebliche ergonomische, insbesondere anthropometrische Mängel auf. So sind etwa die Tastatur, das Menüfeld und der grafische Bildschirm teilweise zu hoch angeordnet und nicht höhenverstellbar, bei getrennten Bildschirmanzeigen sind grafischer und alphanumerischer Bildschirm sowohl in der Höhe als auch im Sehabstand unterschiedlich angeordnet, und insgesamt ist zuwenig Arbeits- beziehungsweise Schreibfläche vorhanden. Diese Mängel können im nachhinein nur zum Teil beseitigt oder kompensiert werden.

Die Schwierigkeit bei der Anpassung der Arbeitsumgebungsbedingungen an die CAD-Arbeit erfordert häufig die Aufstellung der Bildschirmgeräte in separaten CAD-Räumen. Dabei können die Beleuchtungs-, Klima- und Lärmverhältnisse relativ gut angepaßt werden, es entstehen jedoch neue Belastungen beziehungsweise Erschwernisse: Die Konstrukteure, die mehrere Stunden, häufig tagelang am CAD-Arbeitsplatz t_TIg sind, fühlen sich unter Umständen isoliert und von ihrer Gruppe getrennt. Damit der erforderliche Daten- und Informationsaustausch mit Kollegen und Vorgesetzten erleichtert wird, sind zusätzlich arbeitsorganisatorische Maßnahmen zu ergreifen.

Ein besonderes Problemfeld stellt die Software-Ergonomie (Kognitive Ergonomie) dar. Software-Ergonomie wird jedoch zunehmend wichtiger. Während bisher die Ergonomie vornehmlich auf die Gestaltung der Hardware (Bildschirmgerät, Tastatur und Arbeitsmöbel) und auf die Gewährleistung günstiger Umgebungseinflüsse ausgerichtet war, dürfte in naher Zukunft der Schwerpunkt auf der Lösung von Software-Problemen liegen. Darunter versteht man die Ausrichtung des Arbeitssystems auf die Aufnahme- und Lernfähigkeiten, Denkgewohnheiten und Problemlösungsgewohnheiten des Benutzers [6].

Eine Vereinheitlichung oder Standardisierung der CAD/CAM-Arbeitsplätze und -Systeme ist wegen der Verkaufspolitik der Einzelanbieter sowie wegen der sehr schnellen Technologieentwicklung nicht in Sicht. Es gibt lediglich Anstrengungen zur Standardisierung der Schnittstellen. Durch Normierungsarbeiten im Rahmen des GKS-Ausschusses wurden grafische Standard-Arbeitsplätze auf abstrakter Ebene als Schnittstelle zwischen den Anwenderprogrammen und den tatsächlichen Geräten definiert [7].

Die Einführung von CAD/CAM-Arbeitsplätzen ist in der Regel mit einer Veränderung der Ablauforganisation und in der Folge mit Veränderungen der Aufgaben sowie der sozialen Beziehungen für den einzelnen Mitarbeiter verbunden. Bei der Planung des Einsatzes von rechnergestützten Arbeitssystemen sollten folgende Fragenkomplexe eingehend erörtert werden:

þArbeitsmethodik und Handhabungsfreundlichkeit

Einseitigkeit im muskulären und mentalen Bereich kann vermieden werden durch Verbesserung der Arbeitsmittel unter ergonomischen Aspekten, zum Beispiel Höhenverstellbarkeit; Einführung von Bewegungspausen beziehungsweise bestimmten Bewegungen durch arbeits- und ablauforganisatorische Maßnahmen; Veränderung des Handlungsspielraumes in Richtung einer Erweiterung der Aufgaben/T_TIgkeiten: Vermeidung zu großer Arbeitsteilung.

þArbeitsverteilung

Negative Verschiebungen des Anforderungsprofils unterbleiben bei Vermeidung allzu großer Arbeitsteilung; Fortfall einfacher manueller und mentaler T_TIgkeiten, die vom Arbeitssystem übernommen werden; Fortfall einfacher zeitaufwendiger Arbeiten, zum Beispiel manuelle Zeichen- und Konstruktionst_TIgkeiten; Mitarbeiter verlieren "Quasi-Pausen"; Einsatz der Mitarbeiter entsprechend ihrer Qualifikation, wie die Beseitigung einfacher Zeichen- und Konstruktionsarbeiten sowie Rechent_TIgkeiten.

þFlexibler Einsatz

Der CAD/CAM-Arbeitsplatz sowie das CAD/CAM-Arbeitssystem sollten in der Hard- und Software möglichst flexibel sein, um der technischen Entwicklung folgen zu können, anpassungsfähig an neue Arbeitsverfahren und -techniken zu sein für verschiedene Nutzer und für verschiedene Arbeitsgebiete/-felder, einen hohen Nutzungsgrad zu gewährleisten, gewünschten Arbeitsorganisationen und -abläufen nicht entgegenzustehen; Arbeitsorganisation und CAD/CAM-Arbeitssystem müssen integrierbar sein.

þZuordnung

Der Lage und Anwendung von CAD/CAM-Arbeitsplätzen muß ein besonderes Augenmerk unter Berücksichtigung der organisatorischen Zuordnung (aufgaben- und arbeitsablauforientiert), also Zuständigkeiten und Kompetenzen sowie Freiheitsgrad von Nutzungszeitpunkt und -umfang beigemessen werden. Eine Aufstellung [8] der CAD-Bildschirmgeräte unmittelbar am Arbeitsplatz des Anwenders ist nicht immer möglich aus arbeitsorganisatorischen Gründen (Benutzung durch mehrere Personen) oder/und aus ergonomischen Gründen (ungeeignete Beleuchtung, räumliche Unzulänglichkeiten).

Es bieten sich zwei Lösungsalternativen an (Abbildung 4), nämlich die Einrichtung besonderer CAD-Räume für einen oder mehrere CAD-Arbeitsplätze und/oder die Einrichtung von CAD-"Inseln" mit einem oder mehreren CAD-Arbeitsplätzen innerhalb der bestehenden (Konstruktions-)Büros.

Empfehlung

Über die Standortfrage der CAD-Arbeitsplätze ist in jedem Einzelfall unter Berücksichtigung ergonomischer und arbeitsorganisatorischer Kriterien sowie der Wünsche der Mitarbeiter zu entscheiden.

Bei der Lage und Anordnung von CAD/CAM-Arbeitsplätzen sollte berücksichtigt werden, daß der steigende Funktionsumfang der Systeme sowie die Verbesserung des Preis/Leistungs-Verhältnisses verstärkt Möglichkeiten dezentraler Arbeitsorganisation eröffnen.

Der Anteil intelligenter Arbeitsstationen nimmt zu, weil die Hardwareentwicklung dies ermöglicht. Die gegenwärtige Entwicklung zielt darauf ab, das CAD-System nach Funktionen an der Arbeitsstation zu handhaben, um dadurch die Zentraleinheit zu entlasten [9].

þZusammenfassung

Der Einsatz von CAD/CAM-Systemen beeinflußt die Organisation durch Verkürzung der Entwicklungszeiten; damit verändert sich das Gewicht der einzelnen Entwicklungsphasen. Zentrale Bedeutung erhalten die Berechnungs- und Simulationsmethoden [10]. Eine besondere Rolle spielt die Verlagerung von Kompetenzen und Entscheidungen. Die Verantwortung für die Daten liegt dort, wo die Daten entstehen und erfaßt sind. Also werden auch Arbeitsinhalte und Arbeitsabläufe verändert.

Damit befaßt sich der zweite Teil dieser Serie in der CW-Nr. 45.