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Produktergonomie Zusammenfassung...

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Arbeitsplatzergonomie bzw. Produktionsergonomie Menschengerechte Arbeitsplätze in Produktions-und DienstleistungsBetrieben. Ziel:Reduktion der Belastung und zugleich Erhöhung der Leistung. Charakteristikum: Arbeiter ist häufig als Individuum bekannt ⇒Einbeziehung individueller Vorstellungen Produktergonomie Ziel:Konzeption benutzerfreundlicher Gebrauchsgegenstände;Optimierung des Komforts Charakteristikum:Nutzer ist als Individuum unbekannt ⇒Berücksichtigung der Variationsbreite menschlicher Eigenschaften und Fähigkeiten Begründung der Ergonomie: „…die besten Früchte bei der geringsten Anstrengung mit der höchsten Befriedigung für das eigene und allgemeine Wohl ernten…“ Definition „Produkt“ „Alles, was in einem Markt zum Gebrauch oder Verbrauch angeboten werden kann, das einen Wunsch oder ein Bedürfnis befriedigt.“ Produkte können sein: • Physische Objekte • Dienstleistungen (engl.: Services) • Personen • Orte • Organisationen • Ideen Allgemeiner Ansatzt: Organisation Mensch Maschine Ziele ergonomischer Produktgestaltung A – Anthropometrie K – Kognition I – Interaktion Anforderungen an die Produktergonomie • Festlegung von Grenzwerten • Festlegung von Zielwerten • Spezifikation von Konzepten • Bewertung von Konzepten Demografie Bevölkerungswissenschaft (befasst sich statistisch mit der Entwicklung von Bevölkerungen und deren Strukturen)

Durchschnittliches Lebensalter, Durchschnittsalter Beschreibt das durchschnittliche Lebensalter eines definierten Personenkreises als Mittelwert (arithmetisches Mittel) des Alters aller Personen dieser Population zu einem bestimmten Zeitpunkt. Lebenserwartung ist die statistisch zu erwartende Zeitspanne, die ab einem gegebenen Zeitpunkt bis zu zum Tod verbleibt. (Berechnung mit Sterbetafeln, empirischen Verteilungen und statistischen Modellen) Demografische Entwicklung Deutschlands  

Alter: ca. 30% Ü60 bis 2050 Haushalte: mehr Alleinlebende und Paare ohne Kinder

Altersbedingte Auslegung: 

Wahrnehmung (Visuell) o Sehschärfe: Auflösungsvermögen für feine Details  Kompensationsmechanismen:  scharfe Information kann besser von Jungen,  unscharfe Information kann besser von Alten wahrgenommen werden (Interaktion)  Verarbeitung: top-down vs. bottom-up  Gestaltungshinweise:  neue Information deutlich und auffällig  ausreichende Schriftgröße, Helligkeit, Kontrast  Verarbeitung top-down erleichtern  Einstellungen anpassbar halten

o Akkomodation  Verlust der Nahanpassungsfähigkeit = „Altersweitsichtigkeit“  häufig verantwortlich für Verlust der Sehschärfe  beginnt mit ca. 40 Jahren  Gestaltungshinweise:  mehrere Fokussierungsebenen und damit Akkomodationswechsel vermeiden  optimale Sehweite für alle Anzeigen einhalten  Frage: HUD? o Farbe  Unterscheidung kurzwelliger Farben (grün und blau) beeinträchtigt

Farbunterscheidung generell schwächer  große Unterschiede bei geringer Helligkeit und Farbsättigung  Gestaltungshinweise:  mehrere kurzwellige Farben als Codes vermeiden  vielstufige Farbcodes vermeiden  ausreichende Farbsättigung o Blendung, Adaptation  Lichtstreuung ist im älteren Auge höher  Lichtüberschuss wird weiter über das Auge verteilt  Blendung = Zapfensättigung ab ca. 100.000 cd/m²  Blendung betrifft größeres Gesichtsfeld  langsamere hell/dunkel-Adaptation  Gestaltungshinweise:  keine externen Hilfen möglich  ausreichende Beleuchtung  für die Informationsaufnahme empfohlen: 100 cd/m²  Blendung vermeiden: diffuses, indirektes Licht besser  kritisch vor allem in der Fahrdomäne o Kontrast  wichtig zur Entdeckung und Abgrenzung von Reizen  v. a. relevant bei reduzierter Sehschärfe  Ältere haben generell reduzierte Kontrastempfindlichkeit  Gestaltungshinweise:  optimaler Kontrast: helles Weiß auf Schwarz oder umgekehrt  keine im Spektrum angrenzenden Farben als Hintergrund  Kontext-Hinweise zur Verarbeitung top-down o Nutzbares Sehfeld - Useful Field of View, UFOV  UFOV = visueller Ausschnitt, für den innerhalb einer Sakkade Information aufgenommen werden kann  UFOV < Blickfeld  UFOV: 1°– 15°(abhängig von der visuellen Zieldichte)  Indikator für Verarbeitungsgeschwindigkeit und Aufmerksamkeit  im Alter verkleinertes UFOV  UFOV als Unfallprädiktor  Gestaltungshinweise:  UFOV der Zielpopulation ermitteln 

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Für Präsentation von Information berücksichtigen; besonders für Warnungen

o Bewegung  Ältere bemerken Bewegung schlechter und können sie schlechter einschätzen  Kollisionsvorhersagen beeinträchtigt  Situationsbewusstsein Level 3: Antizipation  aber: UFOV für bewegte Ziel sehr viel größer als für statische  Gestaltungshinweise:  dynamische Vorhersagehilfen  visuelle Betonung von Bewegung;  Achtung: Ablenkung! Wahrnehmung: Auditiv o Hörschärfe nimmt ab  Sensitivität für hohe Frequenzen nimmt ab  Männer schlechter als Frauen  Gestaltungshinweise:  hohe Warntöne vermeiden: < 4.000 Hz  abwägen: Signal-Rausch-Verhältnis oft besser  Hinweistöne (keine Warnungen): Nutzer sollte Intensität beeinflussen können, da große individuelle Unterschiede o Lokalisierungsfähigkeit verschlechtert sich  v.a. Differenzierung vorne/hinten  Differenzierung hoch/tief schlechter als links/rechts  hohe Frequenzen für alle Altersstufen schlechter zu lokalisieren als tiefe  Gestaltungshinweise:  zur Aufmerksamkeitssteuerung: 5.000 – 8.000 Hz  ausreichende Darbietungszeit, um Zuwendung und Lokalisierung zu unterstützen  hohe Frequenzen vermeiden o Verrauschtes Umfeld wirkt sich für Ältere negativer aus  Gestaltungshinweise:  (zusätzliche) visuelle Hinweise: redundante Codierung von angebotener Information  Sprache: Stimme & Text  Sprechrate < 140 Wörter pro Minute Kognition o selektive Aufmerksamkeit beeinträchtigt; Ablenkbarkeit durch Aufgaben-irrelevante Reize erhöht

o Informationsaufnahme durch Ablenkung ist beeinträchtigt, Informationsaufnahme durch Abwendung bleibt konstant  Suche in neuer Umgebung beeinträchtigt;  redundante Suchpfade  allgemein: Aufmerksamkeitskapazität ist begrenzt  Probleme bei visuellem Clutter: Zeit zur Zielerkennung und Fehlerzahl steigen  geteilte Aufmerksamkeit: Probleme bei neuartigen Mehrfachaufgaben  z. B. relevant für Fahrassistenz  Gestaltungshinweise:  Reize zur selektiven Wahrnehmung salienter (= auffälliger) gestalten  Salienz Ziel-irrelevanter Reize reduzieren, z. B. bewegte, helle, laute, blinkende Reize  redundante Information gezielt einsetzen  automatische Verarbeitung unterstützen:  konsistentes Mapping von Reiz und Reaktion  situationsabhängige Reizpräsentation; z. B. Systeme zur Erkennung des Fahrerzustands o Gedächtnis  Arbeitsgedächtnismodell nach Baddeley  Ältere haben Defizite in der Kapazität des Arbeitsgedächtnisses  Defizite im Langzeitgedächtnis: Enkodierung  Aber: Mentale Modelle, Strategien, Fertigkeiten intakt  eng verbunden: Intelligenzentwicklung im Alter; fluid & kristallin  Levels of Processing: Verarbeitungstiefe von Informationen ist verringert -> semantische Enkodierung ist beeinträchtigt  Sensorische Aufnahme  Visuelle Reize zerfallen im Alter langsamer: ikonischer Speicher ist langsamer wieder aufnahmebereit  Akustische Reize zerfallen im Alter schneller: weniger Zeit zur Weiterleitung in den Arbeitsspeicher  Prospektives Gedächtnis (auf Zukunft gerichtetes Erinnern) in Laborexperimenten beeinträchtigt; bei naturalistischen Aufgaben weniger; je mehr

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strategische, kontrollierte Prozesse beteiligt, desto schlechter  Semantisches Gedächtnis (Wissen über Fakten und generelle Aspekte der Welt): weniger beeinträchtigt  Gestaltungshinweise:  Kapazität des Arbeitsgedächtnisses berücksichtigen  keine Zeit- sondern Ereignis-basierte Erinnerungshilfen  Gedächtnishinweise: Wortanfänge, Wortform, Länge, Kontexthinweise  allgemeine semantische Gedächtnisinhalte als Hinweise nutzen Handlung und Bewegung o Bewegungsgeschwindigkeit nimmt ab; z. B. Doppelklicken  langsamere und variablere Bewegungen  je schwieriger Bewegungen, desto langsamere Ausführung  Mausbedienung: zeigen, klicken, doppelklicken, ziehen Ältere machen mehr Fehler als Junge  Bewegungskontrolle: Koordinationmehrerer Bewegungen mit mehreren Körperteilen schlechter  Gestaltungshinweise:  Feedback verstärken; z. B. taktiles MausFeedback; „sticky“ Icons  individuelle Einstellmöglichkeit von Größen, Abständen o Fortbewegung, Lokomotion: reduzierte Möglichkeiten üben Einfluss auf funktionale Anforderungen aus  Kraft beginnt mit ca. 60 abzunehmen  Kraftkontrolle: Ältere wenden mehr Kraft beim Greifen auf  Überkompensation eines Wahrnehmungsdefizits; z. B. problematisch beim Scrollrad, das zugleich klickbar ist  Gestaltungshinweis: taktile Texturhinweise oder Feedback, um Wahrnehmungsdefizit zu kompensieren  nachlassende Beweglichkeit und Schnelligkeit von Rumpf, Hals, Nackenwirbel und Extremitäten  nachlassende propriozeptive Wahrnehmungsfähigkeit  Zunahme krankheitsbedingter Einschränkungen (Arthritis)

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Überzeugungen, Motivation, Einstellungen, Emotionen o Senioren sind motiviert, neue Technologien zu nutzen, wenn sie über den Nutzen informiert sind o häufig: niedriges Einkommen  niedrige Nutzerrate o Erfahrung mit neuen Technologien führt überproportional zu mehr Nutzung: Hemmschwellen-Effekt o Wissen und Angst beeinflussen Interesse  Interesse hängt eher von der Angst vor Computern und vom Computer-Wissen ab, weniger vom Alter  z. B. Rogers et al. (1996): Bankomat-Experiment, Interesse steigt nach dem Experiment von 28% auf 60% o Reduktion der Leistungsmotivation o neue Motive:  geistige Fitness  soziale Kontakte; Zugang zum gesellschaftlichen Leben aufrecht erhalten  Kompensation altersbedingter Einschränkungen o Gestaltungshinweise: komplexes Terrain!

Verstädterung Auswirkungen für Arbeitswissenschaft/Ergonomie: • Zunahme komplexer Verkehrssituationen (Kreuzungen) • Extreme Lebens-/Arbeitsbedingungen (positiv/negativ) • Stark variierende Umweltbedingungen (z.B. Klima/Licht) • Erhöhte Anforderungen an Mobilität • Extreme Anforderungen des universal design und der Barrierefreiheit Future Mobility –Veränderung des Mobilitätsverhaltens • Mehr Verkehrsleistung (= Menge an zurückgelegter Strecke) (bis 2025 + 13%) • Nur etwas mehr Verkehrsvolumen (=Anzahl an Fahrten) (2025 + 1%) • Mehr Ältere auf der Straße • Mehr Frauen auf der Straße • Mehr Stoßverkehr wegen steigender Anzahl an Erwerbstätigen • Mehr Fahrten im Dunklen und bei Nacht Globalisierung • Integration der Länder der Erde • Verdichtung der weltweiten Marktverflechtung • Zunahme der transnationalen Faktormobilität(Sachkapital, Portfoliokapital, Humankapital) Auswirkungen für Arbeitswissenschaft/Ergonomie • Diskussion von Entlohnungen/-systemen • Durchmischung von Arbeitsbedingungen/-standards • Erhöhter Lokalisierungs-/Internationalisierungsdruck • Neue Arbeitsformen / Arbeitswelten / Arbeitszeiten(Bürgergeld, Long Tail, Flexibilisierung) • Stark variierende Produktanforderungen • Globalität als Konsequenz der Globalsierung(Gesellschaften ohne regionale und nationale Grenzen)

Was ist Anthropometrie? Erfassung, Auswertung und Anwendung von Körpermaßen Ziel:  

Ergonomische Auslegung von Arbeitsplätzen und Produkten Festlegung von Sicherheitsmaßnahmen

Betrachtete Maße:  Längen- und Umfangsmaße  Körperteilgewichte  Bewegungsräume, Greifräume  Visuelle Daten  Kräfte  Diskomfort Erfassung von Körpermaßen mittels • Anthropometrisches Messbesteck (nackt, rechte Seite, vorgeschriebene Haltung) • Bodyscanning • PCMAN Messung der Körperkräfte  aufgabenspezifisch o Direkte Angabe der maximal möglichen Kraft für eine bestimmte Aufgabe in einer bestimmten Haltung o Falls Messhaltung ≠ reale Haltung → keine Aussage möglich  gelenkspezifisch o Identifikation der Gelenkmoment-Gelenkwinkelverläufe für jedes einzelne Gelenk o Haltung → Gelenkwinkel → max. Gelenkmomente → max. externe Kraft Perzentilierungvon Körpermaßen Das X. Perzentil eines Maßes gibt an, dass X % in der betrachteten Gruppe dieses Maß unterschreiten. 100 % -X % überschreiten dieses Maß. Summenbildung bei Körpermaßen des gleichen Perzentils verboten, da Maße einzeln perzentiliert sind! • Innere Maße orientieren sich an der größten Person. • Äußere Maße orientieren sich an der kleinsten Person. In sicherheitsrelevanten Auslegungen findet 1.-99. Perzentil mit Sicherheitszuschlägen erwendung. (oder 5. Perzentil -20% und 95. Perzentil +20%) Altersveränderungen (Ontogenese) • Während Körperhöhe noch zunimmt, weisen einzelne Körperteile bereits altersbedingte Abnahme auf.

• Beinlänge nimmt ca. ab dem 18. Lebensjahr anteilig an der Körperhöhe und später absolut ab: – Collo-Diaphysenwinkel – Veränderung des Fußgewölbes – Zusammenpressen und Abbau des Gelenkknorpels • Wirbelsäule wächst bis Ende des 2. Lebensjahrzehnts weiter. Akzeleration Zunahme der durchschnittlichen Körpergröße um 1 - 2 cm pro Jahrzehnt Akzelerationshypothesen • Ernährungstheorie: eiweißreiche Nahrung fördert Größenwachstum • Heliogene Auslesetheorie (Koch, 1940): Sonnenbestrahlung (Vitamin D) beeinflusst Größenwachstum positiv • Strahlungstheorie (Treiber 1941): elektromagnetische Strahlung durch Rundfunksender sind Ursache für das beschleunigte Größenwachstum • „Fahrradtheorie“: Die durch technische Verkehrsmittel in größerem Maße mögliche genetische Vermischung drängt die rezessiv vererbte Neigung zum Kleinwuchs zurück Hilfe bei der Produktauslegung durch: • Tabellen (Achtung: Untersuchungsjahr, Altersgruppen, Ort, Messhaltung!!)  Verwendung hauptsächlich für eindimensionale Probleme, z.B. Türhöhe • Webdatenbanken • Schablonen (+einfach, günstig // - nur Projektion, Unterschiedlichkeit der Proportionen nicht berücksichtigt, keine Komfortbewegung möglich) • Menschmodelle RAMSIS: realistische Haltungen durch Restriktionen  Haltungsmodell muss gegeben sein Leitmaße: groß/klein schlank/dick Sitzriese/Sitzzwerg Einsatzmöglichkeiten: Erreichbarkeit (Schaltung, Knöpfe, Klima...) Sicht (Sichtverdeckung durch A/B Säule, Spiegel) Auslegung von Verstellfeldern (Sitz, Lenkrad) Gestaltungsregeln: • Sicherstellung einer komfortablen Bedienbarkeit durch richtige Wahl von Bedienkräften

Belastungs–BeanspruchungsModell: Belastung durch die Arbeitsaufgabe (körperlich/geistig) Belastung durch die Arbeitsumwelt (physikalisch/sozial) Belastung durch das Mensch-Maschine-System (anthropometrische Bedingungen, Informationsfluss)

Produktanforerungen

Usability Definition:  Usability als mehrdimensionale Eigenschaft der Interaktion des Nutzers mit dem Produkt in einem Kontext(auch: Gebrauchstauglichkeit)  „Usability ist das Ausmaß, in dem ein Produkt durch bestimmte Nutzer in einem bestimmten Nutzungskontext genutzt werden kann, um bestimmte Ziele effektiv, effizient und zufriedenstellend zu erreichen.“ – DIN EN ISO 9241 Dimensionen:  Effizienz  Effektivität  Zufriedenheit

= Leistung / Aufwand = Grad der Zielerreichung = Abwesenheit von Frustration, positive Einstellung

Nutzer und Kontext müssen definiert sein, um o.g. Größen beurteilen zu können Usability Engineering = ein Prozess mit dem Ziel der späteren Gebrauchstauglichkeit Kontextanalyse  Nutzeranalyse o Eigenschaften der späteren Nutzer (Wahrnehmung, Wissen, Vorerfahrung, physische Eigenschaften, …) o Ziel: Erhöhung der Übereinstimmung zwischen Nutzererwartung und Produkteigenschaften  Aufgabenanalyse o Aufgabenbeschreibungen, Ablaufbeschreibungen, o Nutzungszeitpunkte, -dauern, -häufigkeiten, -ziele  Umgebungsanalyse o physikalische Nutzungsbedingungen, kulturelle Randbedingungen Usability Methoden: • Card Sorting (Open = Gruppen selber suchen und Closed = Gruppen definiert - User muss Karten in für ihn sinnvolle Reihenfolge bringen • Matrix of perceived distances • Hierachical Cluster Analysis • Multidimensional Scaling (in Portfolio eintragen) • Freies Sortieren • Cognitive Walkthrough CognitiveWalkthrough • Identifikation und Analyse aller für die Nutzung einer Anwendung notwendigen Schritte durch Usability-Experten • Mehrere Experten spielen dabei typische Nutzeraufgaben in der vorgegebenen, korrekten Weise durch (Szenario).

• Beurteilung, ob der Nutzer später in der Lage sein wird, die Handlungsschritte und die Verfügbarkeit des jeweils nächsten Handlungsschritts zu erkennen. • Prüfung, ob der Nutzer die richtigen Aktionen ausführen kann und den Fortschritt seiner Handlung erkennt. Suitability Definition  Spezielle Anforderung für Komponenten für den Fahrzeugeinsatz  Bewertung, ob ein bestimmtes Fahrerinformationssystem oder eine Kombination von FIS und anderen Fahrzeugsystemen für die Benutzung durch den Fahrer während der Fahrt geeignet sind. Ebenen der Fahraufgabe  Stabilizierung  Manövrieren  Navigieren Suitability-Methoden • Expertenbeurteilung / Checklisten • Spezifikationsanalyse • Labormessungen (Schriftgrößen, Kontraste, Distanzen, …) • Nutzertest(Labor/Fahrsimulator/Feldversuch) Okklusion • Wiederholt unterbrochene Sicht während der Aufgabenbearbeitung • Ziel: Experimentelle Bestimmung der Unterbrechbarkeit Controllability Eigenschaft im Zusammenhang mit automatisierten Systemen und assistierenden Systemen z.B. Wahrscheinlichkeit, dass der Fahrer die Fahrsituationen bewältigen kann einschließlich des durch Fahrerassistenzsysteme assistierten Fahrens an den Systemgrenzen und im Fall eines Systemfehlers. • Wahrnehmung der Kritikalität einer Situation • Fähigkeit angemessen zu entscheiden • Fähigkeit angemessen zu agieren Controllability-Methoden • Expertenrating / CognitiveWalkthrough • Simulationen • Nutzertest(Fahrsimulator) • Feldversuch User Experience Bedürfnispyramide von Maslow Nach Maslow gibt es fünf grundlegende und aufeinander aufbauende Kategorien von Bedürfnissen.

Annahme: Immer wenn ein Bedürfnis erfüllt ist, strebt der Mensch nach der Erfüllung des nächst höheren Bedürfnisses (Motivationswirkung). Sobald ein niedriger bewertetes Bedürfnis erfüllt ist, verliert es seine Motivationswirkung.

Leistungsmotivation • Anhand eines zu erreichenden Gütemaßstabs erfolgt eine Selbstbewertung der eigenen Tüchtigkeit. • Der Anreiz besteht nicht in der Erwartung einen Gewinn zu erzielen, sondern allein im Erfolgserlebnis bzw. darin eine Herausforderung zu meistern, deren Gelingen unsicher, aber bei Erfolg auf die eigene Anstrengung oder Fähigkeit zurückzuführen ist. Zielkonflikte Effizienz  Akzeptanz Ablenkung  Informationsgehalt Beherrschbarkeit  Fahrdynamik User Experience  Entlastung Sensation Seeking  Sicherheit

Ziele von Mensch-Maschine-Systemen; Gestaltungsprinzipien nach DIN EN ISO 9241 Teil 110  

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Aufgabenangemessenheit: Die Bedienung des Systems soll nicht mehr Schwierigkeiten machen als die Aufgabe selbst. Selbstbeschreibungsfähigkeit: Jeder Bedienschritt soll durch selbsterklärende Gestaltung ohne zusätzliche Anweisung verstanden werden. Zumindest soll eine Erklärung unmittelbar verfügbar sein. Steuerbarkeit: Der Benutzer soll die Geschwindigkeit des Ablaufs, die Auswahl und Reihenfolge der Bedienschritte oder Art und Umfang der Ein-und Ausgaben beeinflussen können. Ein fester Eingabetakt ist zu vermeiden. Erwartungskonformität:Die Bedienung soll den Erwartungen entsprechen, den bisherigen Arbeitsabläufen entsprechen oder aus Benutzerschulungen mitgebracht werden. Fehlerrobustheit:Trotz erkennbarer fehlerhafter Eingaben soll das Ergebnis mit geringem Korrekturaufwand erreicht werden. Dazu müssen dem Benutzer die Fehler zum Zwecke der Behebung verständlich gemacht werden. Eingaben dürfen nicht zu undefinierten Systemzuständen oder zu Systemzusammenbrüchen führen.

Allgemeins Modell der Informationsverarbeitung des Menschen

Akkomodation Einstellen des Auges auf die Entfernung des betrachteten Objekts. Adaptation Die Adaptation beschreibt die Anpassungsvorgänge des Auges an die Leuchtdichten im Gesichtsfeld. (Dunkeladaptation ca. 30-45 min.; Helladaptation ~ .1 sec) Psychophysik Der Gegenstand der Psychophysik ist die Vorhersage von Empfindung und Verhaltensweisen aufgrund physikalischer Reizbeschreibungen R = f(S)

Untersuchungsmethoden • Grenzmethode (Methode der ebenmerklichen Unterschiede) • Hers...