Simuliert ergonomisch

Variation - Mit unzähligen Variablen wie Körpergröße, Alter oder Gewicht des Maschinenbedieners können Konstrukteure heute schon in simulierten Welten Varianten geplanter Industriegüter durchspielen. Neben Ästhetik und Machbarkeit geht es dabei vor allem um die Ergonomie.

28. April 2005

Weil die Entwicklung neuer Maschinen und Werkzeuge immer komplexer wird, hat nur Erfolg, wer das Zusammenspiel unterschiedlichster Disziplinen beherrscht. Entwickler, Designer oder Psychologen greifen immer verzahnter ineinander, um sich ihr Faktenwissen gegenseitig multimedial für bessere Ergebnisse und erfolgreichere Produkte nutzbar zu machen. Der 30jährige Technikfreak, der für die 70jährige Hausfrau ein Handy konzipiert, ist Horst Waschulewskis krassestes Praxisbeispiel für Fehlplanung. Der MTO-Chef kennt die Folge: Zielgruppen werden nicht erreicht oder Mitbewerber, die sich differenzierter positionieren, machen das Geschäft. Meist aus der Medizin- und Automobilbranche, wo Sicherheitsaspekte an vorderster Stelle stehen, kommen die Kunden des Tübinger Psychologen, der vor zehn Jahren mit zwei Partnern das MTO-Institut gegründet hat, das mittlerweile 50 Psychologen, Pädagogen und Informatiker beschäftigt. 20 dieser Experten arbeiten im Bereich der Interaktion von Mensch und Maschine. Sie beraten Industriekunden, wie dank optimaler Systemoberflächen und logischer Bedienabläufe diese Schnittstelle möglichst fehlerfrei funktioniert. »Intuitive Bedienbarkeit ist um so wichtiger für die Akzeptanz beim Kunden, je komplexer Maschinen sind«, sagt Waschulewski. Der MTO-Chef setzt bei konsequenter Logik an, nach der viele Maschinen längst noch nicht aufgebaut seien. Grundmuster sind Schalter, die generell nach rechts mehr und nach links weniger bedeuten und Farbprinzipien, die Gefahr mit rot und Sicherheit mit grün belegen. Hinzu kommen eindeutige Piktogramme und verständliche Abkürzungen, damit Maschinisten Zusammenhänge in Bruchteilen von Sekunden erfassen können.

Dem Bediener das Potential der Maschine erschließen

Soviel Klarheit erhöht nicht nur die Sicherheit, sie erschließt dem Bediener auch sämtliche Potentiale teurer Maschinen, damit er ihre Vorteile umfassend nutzen kann. Um drei bis fünf Prozent verteuern sich Entwicklungskosten, so der Psychologe, wenn seine Experten in solche Projekte einbezogen werden. »In Zeiten knapper Budgets glauben viele, dieses Geld nicht zu haben«, sagt Waschulewski. Mit schlechterem Image, höherem Marketingaufwand, überlasteten Service-Hotlines und unnötigen Reklamationen machten die Folgekosten aber ein Mehrfaches aus. Immer mehr Firmen scheinen den Zusammenhang zu erkennen: Binnen fünf Jahren hat sich die Zahl der MTO-Mitarbeiter in diesem Bereich verdoppelt. Den Trend zur ganzheitlichen Entwicklung nimmt auch Thomas Reiber wahr. Seit 2001 ist er mit einer Simulationssoftware selbständig, die weit über bisherige CAD-Programme hinausreicht und seit 1992 innerhalb des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation entwickelt wurde. Hier können Konstrukteure, Vorstände oder Kunden in virtuelle Design-Welten eintauchen und im visuellen Raumgefühl eine Fahrerkabine erleben oder das Sichtfeld eines Maschinenstandes. »Mit dieser Technik können wir Anordnung und Erreichbarkeit von Bedienoberflächen abgleichen«, sagt Reiber, dessen Kunden bislang vor allem aus der Automobil- und Luftfahrtbranche stammen. Mit sehr hoher Genauigkeit bilden seine Rechner und Projektoren die Realität ab und ermöglichen damit auch Experten mit weniger Technikwissen oder Vorstellungskraft, sich frühzeitig in einen Entwicklungsprozeß einzubringen. So können gestalterische oder ergonomische Aspekte in Sekundenschnelle durch veränderte Dateneingabe auf ihre Machbarkeit oder Wirkung hin überprüft und ganze Szenarien durchgespielt werden. Selbst Themen wie Wartungs- oder Montagefreundlichkeit deckt die Simulation ab, weil überprüfbar ist, ob Komponenten zwischen Verstrebungen durchpassen oder Positionen für Monteure manuell erreichbar sind. Bis zu 30 Prozent Ergebnisverbesserung verspricht die ICIDO GmbH, die mittlerweile 30 Mitarbeiter zählt. Geschäftsführer Reiber: »Wenn unsere Simulation auch nur eine Schwachstelle zusätzlich aufzeigt, hat sich der Aufwand oft schon genutzt.« Rund 200.000 Euro kostet es, ein solches Simulationslabor einzurichten, wie es sich immer mehr Unternehmen leisten.

Design mit Catia V5 simuliert

Ähnlich einem CAD-Programm könnte sich der Industriedesigner Jürgen R. Schmid denken, künftig auch mit einem solchen Labor zu arbeiten, um seinen mittelständischen Kunden umfassenderen Nutzen zu bieten. »Schon heute simulieren wir im Rahmen von Catia V5 viele Designprozesse, um Entwicklungszeiten zu halbieren und Kosten zu vermeiden«, sagt der Inhaber des Ammerbucher Büros Design Tech. Seine Methode ›Design to success‹ erweitert der 48-Jährige seit Jahren um immer neue Bausteine, um von der Technik über den Kundennutzen bis zum Vertrieb alle denkbaren Aspekte in seine Arbeit einzubeziehen. Auf dieser Basis sind das Cockpit des neuen Liebherr-Kompaktkrans entstanden, in dem Fahrerkabine und Kranführerhaus zu einem Arbeitsplatz mit rund 100 Bedienfunktionen verschmolzen sind, oder der ›BlueStar‹, eine Fräsmaschine von Hüller-Hille, die nach ergonomischen Aspekten konzipiert ist. »Wo Produkte in Preis und Leistung immer austauschbarer werden, müssen sie sich durch Zusatznutzen differenzieren «, sagt Schmid. Diesen zu stiften und zu kommunizieren wird immer schwerer, weil viele Firmen das Prinzip erkannt haben. Ihm aber gerecht zu werden, setzt immer mehr Verständnis für die Komplexität der Zusammenhänge voraus und braucht Werkzeuge und Methoden, diese Erkenntnisse zielgerichtet in Produkte umzusetzen. MTO, ICIDO und Design Tech sind Beispiele für den Trend zur interdisziplinären Arbeitsweise.

Leonhard Fromm

Erschienen in Ausgabe: 03/2005