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Der virtuelle Arbeiter – realitätsnah und menschengerecht

Nachwuchsforschergruppe "The Smart Virtual Worker" an der TU Chemnitz entwickelt digitales Menschmodell für die autonome Planung und Bewertung von Arbeitsplätzen und Arbeitsabläufen

Ständig zunehmende Krankschreibungen wegen Rücken- und Nackenproblemen zwingen immer mehr Unternehmen zum Handeln. So sollte bereits bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen in der Produktion darauf geachtet werden, dass körperliche Belastungen und daraus resultierende Beanspruchungen für den Menschen möglichst gering bleiben. „Eine verbesserte Produktionsplanung unter Berücksichtigung ergonomischer Gestaltung von Arbeitsplätzen kann erheblich dazu beitragen, dass Arbeitnehmer in der Fertigung lange einsetzbar bleiben. Deshalb ist es wichtig, schon im Planungsprozess die Auswirkungen der Tätigkeit auf den Werker zu berücksichtigen“, sagt Prof. Dr. Guido Brunnett, Sprecher des Kompetenzzentrums „Virtual Humans“ der Technischen Universität Chemnitz. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen benötigen hierbei Hilfe. Der Grund: Ihnen fehlen meist ergonomisches Knowhow und Zeit, um eine effektive Arbeitsprozessplanung mit den heute in der Praxis vorhandenen digitalen Menschmodellen durchzuführen.

Und genau an diesem Punkt setzt die Nachwuchsforschergruppe "The Smart Virtual Worker - Digitale Menschmodelle für die Simulation industrieller Arbeitsvorgänge" der TU Chemnitz an. Hier forschen seit 2012 Informatiker, Robotikexperten, Arbeitswissenschaftler und Medienpsychologen gemeinsam an der Weiterentwicklung bestehender Methoden und Werkzeuge zur Planung und Bewertung von Arbeitsplätzen mittels digitaler Menschmodelle. Diese Planungsunterstützung soll einfach, schnell und effizient geschehen, ohne dass der Nutzer über ein umfangreiches Vorwissen verfügen muss.

In den letzten Monaten entstand an der TU der sogenannte „Smart Virtual Worker“. Dieser zeichnet sich vor allem durch eine autonome Planung und die Einbeziehung von physischen und psychischen Faktoren auf die Bewertung eines Arbeitsablaufes aus. „Das von uns entwickelte Menschmodell unterscheidet sich von existierenden digitalen Menschmodellen durch die hochgradig eigenständige Planung" berichtet Brunnett. Aspekte wie Laufwege, Bewegungen und Handlungsabfolgen würden dadurch nicht mehr im Detail vom Planer aufwändig vorgegeben werden müssen. "Weiterhin ist unser Smart Virtual Worker in neuem Maße realitätsnah und menschengerecht", so Brunnett weiter. Das zugrundeliegende Modell verarbeitet Bewegungen von Probanden, die mit Motion-Capturing Technologien aufgezeichnet wurden. Neben physischen Faktoren, wie Körpergröße und Konstitution, werden auch erstmals psychische Eigenschaften des Werkers, wie z.B. die Sensitivität des Menschen, in die Bewertung einbezogen. "Die gewählten Parameter ermöglichen uns, die Wahrnehmung des Werkers, wie bspw. dessen Gesichtsfeld, und Umwelteinflüsse, wie Lärm oder Beleuchtung am Arbeitsplatz, genau und individuell zu berücksichtigen", führt Projektkoordinatorin Dr. Bianca Leitner-Mai aus. Da in den nächsten zehn Jahren mit einer starken Zunahme des durchschnittlichen Erwerbsalters zu rechnen ist, seien derartige Aspekte besonders wichtig. Der virtuelle Arbeiter führt die gestellten Aufgaben nur aus, wenn die dafür geltenden gesetzlichen Grenzwerte auch eingehalten werden.

Zur Lösung der Arbeitsaufgabe kann der Nutzer den Arbeitsprozess nach ergonomischen, zeitlichen oder emotionalen Gesichtspunkten optimieren lassen. „Die von unserem System berechnete Vorzugsvariante wird dann als realitätsnahe Simulation auf dem Bildschirm gezeigt“, sagt Brunnett. Zum Ende der Projektlaufzeit fand am 12. November 2014 ein Anwenderworkshop statt, bei dem der Smart Virtual Worker vor etwa 50 Interessenten aus Wissenschaft und Wirtschaft präsentiert wurde.

Die Nachwuchsforschergruppe wird mit mehr als 1,5 Millionen Euro gefördert aus Mitteln der Europäischen Union (Europäischer Sozialfonds) durch die Sächsische Aufbaubank (SAB). Eingeworben wurde das Projekt vom Interdisziplinären Kompetenzzentrum "Virtual Humans", das als Dachorganisation verschiedene Forschungsvorhaben der TU Chemnitz im Bereich "Digitale Menschmodelle" bündelt.

Nachwuchsforschergruppe "The Smart Virtual Worker":
http://www.tu-chemnitz.de/forschung/virtual_humans/nwfg_svw/

Weitere Informationen erteilt Bianca Leitner-Mai, Telefon 0371 531-38662, E-Mail bianca.leitner-mai@mb.tu-chemnitz.de

Mario Steinebach
13.11.2014

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