Ergonomie in de productie: van veiligheid van de operator tot slimme tools

Ergonomie is de wetenschap die zich bezighoudt met het ontwerpen van werk, tools en werkomgevingen op basis van de mogelijkheden en beperkingen van mensen. Eenvoudig gezegd betekent ergonomie dat het werk wordt aangepast aan de operator, in plaats van dat de operator zich moet aanpassen aan het werk.

In een productieomgeving gaat ergonomie over veel meer dan alleen comfortabele werkhoudingen. Er wordt gekeken naar hoe operatoren tools optillen en hanteren, hoeveel kracht ze moeten uitoefenen, of onderdelen gemakkelijk bereikbaar zijn, hoe vaak bewegingen worden herhaald en zelfs hoe operatoren instructies en informatie ontvangen.

Goede ergonomie kan daarom bijdragen aan de veiligheid en het welzijn van de operators en tegelijkertijd de productiviteit, kwaliteit en consistentie op de productievloer ondersteunen.

Wat houdt ergonomie op de werkvloer in?

De definitie van ergonomie op de werkvloer omvat de interactie tussen mensen en hun werkomgeving.

In de industriële productie kan ergonomie van invloed zijn op vrijwel elk onderdeel van de taak van een operator:

Het doel is om werkomstandigheden te creëren waarin operatoren hun taken gedurende een hele dienst veilig, comfortabel en efficiënt kunnen uitvoeren .

Voor engineeringteams betekent dit dat ze bij het ontwerpen van het productieproces rekening moeten houden met ergonomie, in plaats van dit alleen als een corrigerende maatregel te beschouwen nadat er problemen zijn opgetreden.

De drie dimensies van ergonomie

Ergonomie wordt doorgaans bekeken vanuit fysiek, cognitief en organisatorisch perspectief. Alle drie kunnen een rol spelen in de industriële productie.

In moderne productieomgevingen is het steeds vaker noodzakelijk om deze aspecten in hun onderlinge samenhang te beschouwen.

Een werkplek kan bijvoorbeeld fysiek ergonomisch zijn, maar toch vereisen dat een operator zich voortdurend naar een scherm moet draaien voor instructies. Omgekeerd kan uitstekende digitale begeleiding een zwaar gereedschap of een ongemakkelijke werkhouding niet compenseren.

Waarom ergonomie steeds belangrijker wordt

Veiligheid is altijd al van fundamenteel belang geweest in de productiebedrijven. Wanneer zich een veiligheidsincident voordoet, is de zakelijke noodzaak voor corrigerende maatregelen doorgaans duidelijk.

Steeds vaker kijken productiebedrijven echter verder dan incidenten en directe veiligheidsrisico’s.

Het welzijn van de operator, RSI en arbeidsomstandigheden op de lange termijn worden op zichzelf al belangrijke technische overwegingen. Dit is met name relevant in productieomgevingen waar operatoren gedurende een hele dienst repetitieve, fysiek veeleisende taken uitvoeren.

Bovendien behoren banen in productiebedrijven niet altijd tot de meest aantrekkelijke. Het verbeteren van de arbeidsomstandigheden kan daarom deel uitmaken van een bredere inspanning om productieomgevingen te creëren waarin mensen veeleisend werk kunnen verrichten met minder onnodige fysieke en cognitieve belasting.

De verschuiving is in wezen van reactieve veiligheid naar proactieve ergonomie en welzijn:

Goede ergonomie draait daarom steeds meer om het voorkomen van problemen in plaats van het achteraf corrigeren ervan.

Wat zijn voorbeelden van ergonomie in productiebedrijven?

Ergonomie kan op een productielijn vele vormen aannemen. De juiste oplossing hangt af van de oorzaak van het ergonomische probleem.

Het gaat er niet alleen om een ‘ergonomisch product’ te kiezen. Het gaat erom te begrijpen waar de ergonomische belasting vandaan komt en op basis daarvan de juiste oplossing te ontwikkelen.

Gewicht van de tools: vermindering van de fysieke belasting

Het gewicht van bevestigingstools is een van de meest voor de hand liggende ergonomische overwegingen.

Een operator die een tool af en toe hanteert, ervaart een heel andere fysieke belasting dan iemand die dezelfde handeling honderden keren per dienst uitvoert.

Zelfs relatief kleine verschillen in gewicht kunnen aanzienlijk worden wanneer bewegingen continue worden herhaald of wanneer het gereedschap in een ongemakkelijke houding moet worden vastgehouden.

Het verminderen van het gereedschapsgewicht is daarom een manier waarop slim gereedschap de fysieke ergonomie kan verbeteren. Wanneer het gereedschap zelf niet voldoende licht kan worden gemaakt, kunnen balancers, gereedschapssteunen en ergonomische armen dat gewicht geheel of gedeeltelijk van de operator wegnemen.

Reactiekoppel: het beheersen van krachten, niet alleen van het gewicht

Gewicht is slechts één aspect van de ergonomie van tools.

Bevestigingsgereedschap kan ook reactiekrachten genereren wanneer er koppel wordt uitgeoefend. Als die krachten rechtstreeks op de operator worden overgebracht, kunnen herhaalde bevestigingshandelingen aanzienlijke fysieke belasting veroorzaken.

Pulsgereedschap en andere bevestigingstechnologieën met lage of geen reactiekrachten kunnen de reactiekracht die de operator ervaart verminderen.

Wanneer de reactiekracht niet voldoende binnen het gereedschap zelf kan worden verminderd, kunnen mechanische oplossingen dit overnemen. Reactiestangen, koppelarmen en andere ondersteunende constructies kunnen krachten absorberen of omleiden, zodat de operator dit niet hoeft te doen.

Een nuttige technische hiërarchie is:

Verminder het gewicht waar mogelijk. Elimineer reactiekrachten waar mogelijk. Ondersteun de resterende krachten waar nodig.

Statische belasting en repetitief werk

Ergonomische risico's komen niet altijd voort uit grote of plotselinge krachten.

Er is sprake vanstatische belasting wanneer spieren gedurende een langere periode een bepaalde houding of kracht moeten handhaven. Het vasthouden van een tool, het aannemen van een ongemakkelijke houding of het ondersteunen van een arm tijdens het reiken kan fysieke belasting veroorzaken, zelfs als er relatief weinig beweging plaatsvindt.

Combineer statische belasting met honderden herhalende handelingen en een ogenschijnlijk eenvoudige assemblagetaak kan fysiek veeleisend worden.

Voor een goede ergonomie moeten ingenieurs daarom verder kijken dan individuele bewegingen en rekening houden met frequentie, duur, houding, kracht en herstel gedurende de volledige werkcyclus.

Ergonomische armen en ondersteuning voor de operators

Standaardtools alleen kunnen niet elke ergonomische uitdaging oplossen.

Zwaar gereedschap, een hoog koppel, lastige bevestigingshoeken en repetitieve handelingen kunnen speciale ondersteuningssystemen voor de operator vereisen.

Ansomat ontwikkelt ergonomische armen en ondersteunende constructies die operatoren de benodigde bewegingsvrijheid bieden en tegelijkertijd het gewicht van de tools en de reactiekrachten opvangen.

Afhankelijk van de toepassing kunnen gestandaardiseerde ergonomische oplossingen worden aangepast of kan een meer op maat gemaakte constructie worden ontworpen die is afgestemd op de productieopstelling.

Hierdoor kunnen operatoren zware tools of schroefsystemen met een hoog koppel met meer stabiliteit en controle hanteren, terwijl onnodige fysieke belasting wordt verminderd.

Toegankelijkheid maakt deel uit van goede ergonomie

Het feit dat een bevestigingspunt technisch bereikbaar is, betekent niet automatisch dat het ook ergonomisch toegankelijk is.

Operatoren moeten mogelijk bukken, zich uitrekken, draaien of herhaaldelijk in ongemakkelijke hoeken werken om bepaalde componenten te bereiken. Andere bewerkingen kunnen beperkt zicht of “dode hoeken” veroorzaken, waardoor de montage moeilijker wordt.

Ansomat pakt deze uitdagingen op het gebied van toegankelijkheid aan met op maat gemaakte mobiele en vaste constructies die zijn ontworpen met zowel de operatoren als het productieproces in gedachten.

Het verschil is belangrijk:

Dit onderscheid wordt vooral belangrijk wanneer een handeling honderden keren tijdens een productiedienst moet worden uitgevoerd.

Slimme verschroevingstools kunnen het werk ergonomischer maken

De ontwikkeling van slimme tools voegt een nieuwe dimensie toe aan de ergonomie.

Bij de gereedschapskeuze kan nu niet alleen rekening worden gehouden met koppel, nauwkeurigheid en cyclustijd, maar ook met gewicht, reactiekracht, interactie met de operator en procesfeedback.

Slimme tools voor het verschroeven kunnen er bovendien voor zorgen dat de juiste handeling met de juiste parameters wordt uitgevoerd. Dit vermindert de hoeveelheid informatie die de operator tijdens het werk handmatig moet verwerken.

Ergonomische tools combineerden daarom in toenemende mate fysieke ondersteuning met procesintelligentie.

AR en operator guidance software: cognitieve ergonomie

Ergonomie is niet uitsluitend fysiek.

Operatoren kunnen ook cognitieve belasting ervaren wanneer ze complexe volgordes moeten onthouden, instructies moeten interpreteren, de juiste bevestigingsmiddelen moeten selecteren of hun aandacht herhaaldelijk moeten verleggen tussen het product en een pc-scherm.

Digitale werkinstructies en operator guidance software kunnen deze interactie vereenvoudigen.

Met technologieën zoals augmented reality (AR) kunnen relevante instructies dichter bij de daadwerkelijke werkplek worden gebracht. In plaats van voortdurend zijn blik van de assemblage af te wenden om een apart scherm te bekijken, kan de operator zijn aandacht op het werk zelf gericht houden.

Begeleiding kan aangeven wat er moet gebeuren, waar de volgende handeling moet plaatsvinden en of een handeling correct is uitgevoerd.

Dit leidt tot een andere vorm van ergonomie: het werk wordt niet alleen begrijpelijker, maar ook fysiek gemakkelijker uit te voeren.

Ergonomie vereist een integrale systeembenadering

Er is zelden één product dat een heel productieproces ergonomisch maakt.

Een lichtgewicht tool vermindert het gewicht, maar lost niet noodzakelijkerwijs een toegankelijkheidsprobleem op. Een reactievrij tool vermindert de fysieke krachten, maar neemt een ongemakkelijke werkhouding niet weg. Een ergonomische arm kan het tool ondersteunen, maar kan niet voorkomen dat een operator herhaaldelijk zijn blik van de assemblage afwendt om instructies te volgen.

De beste oplossingen houden daarom rekening met het complete systeem:

Operator + gereedschap + werkplek + proces + informatie

Door het combineren van lichtgewicht tools met lage reactiekrachten, ergonomische ondersteuningssystemen, een toegankelijk werkstationontwerp en intelligente operator begeleidingssystemen, kunnen productiebedrijven werkomgevingen creëren die de operatoren beter ondersteunen.

Productieontwerp met de mens centraal

Bij Ansomat maakt de ergonomie van de operator deel uit van het engineeringproces.

Of de uitdaging nu bestaat uit zwaar gereedschap, koppelreactie, statische belasting, repetitieve bewegingen, moeilijk bereikbare bevestigingspunten of complexe bedieningsinstructies: wij houden rekening met de interactie tussen mensen, gereedschap en processen.

Want de definitie van goede ergonomie is uiteindelijk eenvoudig:

De productieomgeving moet zich aanpassen aan de operator, en niet de operator dwingen zich eraan aan te passen.

Dat betekent dat we verder kijken dan één enkel tool of werkstation en de volledige interactie tussen de operator, de apparatuur en het proces ontwerpen.

Het resultaat is een productieomgeving die is ontworpen om te ondersteunen wat aan beide kanten van de vergelijking telt: de veiligheid en het welzijn van de operators, naast kwaliteit, consistentie en efficiëntie.