Anwenderbericht

Ergonomieuntersuchung im Karosseriebau

In der zweiten Jahreshälfte 2012 wurde das Projekt „Ergonomieuntersuchung im Karosseriebau“ bei der AUDI AG in Neckarsulm realisiert. Hierbei sollte das Leistungsvermögen des emaV5 im praktischen Einsatz aufgezeigt werden. Audi plant einen neuen Karosseriebau für die Fertigung eines Sportwagens im Werk Neckarsulm.

 

Die Anforderung an die Planung mit der Software emaV5 umfasst die Prüfung der Arbeitsumfänge auf Plausibilität, Zugänglichkeit und Ergonomie, was mit den bisherigen Methoden nur bedingt realisierbar war. Mit dem Einsatz des emaV5 in diesem Projekt sollten die genannten Ziele in einem effizienten Workflow erreicht werden. Als Besonderheit im Karosseriebau des Sportwagens handelt es sich hier vorrangig um manuelle Arbeitsplätze. Dabei werden wertschöpfende Fügeumfänge mittels Aluminiumschweißen umgesetzt.

Nachdem die ersten Arbeitsfolgen in der virtuellen Umgebung geplant waren, wurde deutlich, dass die technische Machbarkeit und prozessuale Plausibilität zunächst sichergestellt werden müssen. Aus diesem Grund wurde im nächsten Schritt eine statische Untersuchung der Zugänglichkeit unter Betrachtung verschiedener geometrischer und prozessualer Alternativen untersucht. Somit wurde operativ eine Methodik konzipiert, welche auf sehr effiziente Weise valide Erkenntnisse über die Ausführbarkeit der manuellen Schweißtätigkeiten liefert.

 

Die Positionierung des Menschen in den dafür erforderlichen statischen Posen war die Grundlage, um aus den resultierenden Körperhaltungen qualitative Aussagen über die ergonomische Realisierbarkeit abzuleiten.

Bedingt durch die Vielzahl an Fügestellen wurde eine Vorauswahl mit der Fachabteilung abgestimmt. Es wurden diverse potentiell kritische Posen lokalisiert, was mit konventionellen Werkzeugen in diesem Umfang in der vorgegebenen Zeit nicht realisierbar gewesen wäre. Darauf aufbauend galt es, die Idealpose des virtuellen Werkers unter Beachtung der vorrichtungsbedingten Restriktionen darzustellen. Mit dem Fokus auf die Fügestelle wurde als erstes die Erreichbarkeit überprüft. Dieses Vorgehen sollte sicherstellen, dass sich die relevante Stelle im Greifbereich des Werkers befindet. Einschränkungen können aufgrund seiner anthropometrischen Beschaffenheit und der Peripheriegeometrien vom Produkt beziehungsweise von den Vorrichtungen dargestellt werden.

Anschließend konnte die Untersuchung der Zugänglichkeit eine Aussage darüber geben, ob das Werkzeug in definierter Pose erreichbar ist und die nötige Qualität im Fertigungsprozess sichergestellt werden kann.

 

Bei schwer zugänglichen Fügestellen sind Kollisionen oft nicht zu vermeiden. Die lokalisierten Berührungspunkte des Werkers mit den Peripherieobjekten sind bis zu einem gewissen Grad akzeptabel und können als Abstützen oder Anlehnen interpretiert werden. Zudem sollte die Fügestelle im Sichtbereich des Werkers sein, damit der geplante Prozess unter Normbedingungen ablaufen kann.

 

Als Ideal wurden Tätigkeiten im Stand mit einer Arbeitshöhe auf Hüftniveau definiert, während Beugen, Verdrehen, Knien und Überkopfarbeit vermieden werden sollten. (Abbildung) Dies konnte mithilfe von Tritten oder Hockern realisiert werden. Mit dieser Methodik und der parametrisch-iterativen Arbeitsweise des emaV5 sind diverse potentielle Problemstellen lokalisiert worden. Dadurch konnten für einen Großteil der kritischen Stellen einfach und schnell Maßnahmen definiert werden, welche die Ausführbarkeit des Fertigungsprozesses sicherstellen.

 

Mit dem frühzeitigen Eingreifen in die Anlagenkonstruktion konnte eine optimale ergonomische Arbeitsplatzgestaltung umgesetzt werden.

Resümierend ist zu sagen, dass durch die Unterstützung der imk alle Resultate vorfristig abgeliefert werden konnten, sodass die Arbeit mit dem emaV5, im Vergleich zu dem bisherigen Bewertungsprozess, neue Maßstäbe setzte. Die Kombination aus Methodik und Effektivität haben die Ergebnisqualität deutlich verbessert und sind nicht nur für die aktuelle Planung von großem Nutzen, sondern können auch für zukünftige Vorhaben die Grundlage für valide Erkenntnisse in einer frühen Planungsphase liefern.

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