DE10054095A1

DE10054095A1 - Verfahren zur Datenerfassung bei manuellen Arbeitsvorgängen in Produktionsprozessen

Info

Publication number: DE10054095A1
Application number: DE2000154095
Authority: DE
Inventors: Claus Kuhn; Hannes Dobler; Bernhard Klumpp
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: DE10054095B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenerfassung bei manuellen Arbeitsvorgängen in Produktionsprozessen, bei dem feste Positionen von Komponenten einer Arbeitsstation in Bezug auf ein vorgegebenes Koordinatensystem in ein Datenverarbeitungssystem eingegeben werden. Ein oder mehrere am Arbeitsvorgang beteiligte Werkzeuge und/oder zumindest ein ausführendes Körperteil einer den Arbeitsvorgang durchführenden Person werden mit einem oder mehreren Elementen einer Positionsmesseinrichtung versehen. Die Positionen der Elemente werden während des Arbeitsvorganges kontinuierlich oder in kurzen zeitlichen Abständen erfasst. Aus den erfassten Positionen der Elemente wird die Bewegung der Werkzeuge und/oder des Körperteils relativ zu den Komponenten der Arbeitsstation im Datenverarbeitungssystem berechnet und aufgezeichnet. DOLLAR A Das Verfahren ermöglicht in kostengünstiger Weise eine Verbesserung der Qualitätssicherung sowie die Bereitstellung von Daten für die Kapazitätsplanung an manuellen bzw. hybriden Arbeitsstationen.

Description

Technisches Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenerfassung und Aufzeichnung manueller Arbeits vorgänge bei Produktionsprozessen.

Mit dem Verfahren werden in erster Linie Daten über die für den jeweiligen Arbeitsvorgang erforder lichen und durchgeführten Bewegungen erfasst. Das Verfahren findet beispielsweise Anwendung in Produk tionsprozessen der Elektronikindustrie, Elektro industrie, Automobilindustrie oder Zulieferindustrie, ist jedoch auch im Bereich der Medizintechnik oder Biotechnologie einsetzbar.

Die erfassten Daten ermöglichen die Steigerung der Qualität und Produktivität der Fertigung, die Untersuchung der Ergonomie oder die Analyse von Rationalisierungspotentialen bei manuellen und hybriden Arbeitsplätzen.

Stand der Technik

Manuelle und hybride Arbeitsplätze werden heut zutage unter ergonomischen Gesichtspunkten geplant. Für die Definition sowie Abtaktung der Arbeitsinhalte je Arbeitsstation werden in der Regel rechnerbasierte MTM- Analysen oder beispielsweise mittels REFA ermittelte manuelle Interaktionszeiten zugrundegelegt. Die Zeitermittlung mittels REFA ist jedoch sehr Zeit- und personalintensiv.

Derartige Zeitanalysen sind jedoch erforderlich, um eine sichere Kapazitätsplanung bei der Fertigung zu ermöglichen. Weiterhin sind die Analysen für die Neuplanung von manuellen bzw. hybriden Arbeitsstationen erforderlich.

Ein weiteres Problem stellt die Qualitätssicherung während der manuellen Montage bzw. der manuellen Interaktionen an den Arbeitsplätzen dar. Die Qualität kann nur an Stellen kontrolliert werden, an denen bestimmte Werkzeuge wie beispielsweise Elektroschrauber eingesetzt werden. An derartigen Werkzeugen können die Betriebsdaten, wie das Drehmoment des Schraubers, die Prozesszeit, usw. überwacht werden.

Gerade die häufig monotone Tätigkeit, die in der Regel hoch repetitiv ist, führt aufgrund von Konzentra tionsmängeln jedoch zu einem erhöhten Fehlerrisiko. Weiterhin ist für zahlreiche Arbeitsvorgänge hoch qualifiziertes Personal erforderlich, das zeitauf wendige manuelle Prozesse durchführt. Hieraus resultieren hohe Personalkosten, die sich auf die Kosten des Endprodukts auswirken.

Zusammenfassend ergeben sich bei manuellen oder hybriden Arbeitsplätzen somit zahlreiche Nachteile:

- personal- und kostenintensive Zeitanalysen (z. B. MTM-Analyse) zur Bewertung der Tätigkeiten und Schaffung einer Grundlage für eine Kosten kalkulation;
- keine solide Zahlenbasis bei der Neuplanung von manuellen bzw. hybriden Arbeitsstationen;
- Ergonomieuntersuchungen nur anhand von Simulationen;
- aufwendige und nur eingeschränkte Dokumentation; und
- geringe Ansatzpunkte für eine Qualitätssicherung.

Eine Lösung dieser Problematik kann darin bestehen, vollautomatisierte Montagevorgänge bzw. Fertigungsschritte bei der Produktion einzusetzen. Dadurch sind alle Prozessparameter und -zeiten sowie Positionen von am Prozess beteiligten Komponenten über die Steuerung der automatischen Einrichtungen abrufbar. Dies ermöglicht zum einen eine lückenlose Qualitäts sicherung, zum anderen kann eine Kapazitätsplanung auf reale Daten zurückgreifen, die nicht durch aufwendige Zeitanalysen ermittelt werden müssen.

Vollautomatisierte Fertigungs- bzw. Montage stationen sind jedoch nur bei hohem Werkstückdurchsatz wirtschaftlich einsetzbar. Sie erfordern sehr komplexe Geräte sowie ein aufwendiges Einlernen bzw. Schulen der Bedienpersonen. Gerade bei häufig wechselnden zu fertigenden Produkten ist deren Flexibilität gering.

Aufgrund der hohen Kosten für vollautomatische Arbeitsstationen und einer eingeschränkten Kapazität ist es in vielen Fällen nicht sinnvoll, alle manuellen Vorgänge hoch zu automatisieren, um dadurch eine bessere Planungsgrundlage für die Kapazitätsplanung und/oder eine lückenlose Qualitätssicherung zu erreichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die in kostengünstiger Weise eine erhöhte Qualitätssicherung sowie die Bereitstellung von Daten für die Kapazitätsplanung auch bei manuellen Arbeitsplätzen ermöglicht.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zur Lösung der obigen Problematik wurde erkannt, dass eine geeignete Erfassung der Daten manueller Arbeitsvorgänge, insbesondere der Bewegungen der Werkzeuge und/oder des ausführenden Körperteils einer Person, auf einfache Weise realisierbar ist und die genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Daten erfassung bei manuellen Arbeitsvorgängen in Produk tionsprozessen werden feste Positionen von Komponenten einer Arbeitsstation in Bezug auf ein vorgegebenes Koordinatensystem in ein Datenverarbeitungssystem eingegeben oder in einem Datenverarbeitungssystem aufgerufen. Ein Aufruf der Daten ist dann möglich, wenn diese bereits in dem Datenverarbeitungssystem abgespeichert sind. Unter festen Positionen sind die Positionen zu verstehen, die sich während des Arbeitsvorganges nicht ändern, beispielsweise die Positionen von Bereitstellungsbereichen für Bauteile oder einer Ablage für ein Werkzeug. Ein oder mehrere am Arbeitsvorgang beteiligte Werkzeuge und/oder zumindest ein ausführendes Körperteil einer den Arbeitsvorgang durchführenden Person werden mit einem oder mehreren Elementen bzw. Komponenten einer Positionsmessein richtung versehen. Die Positionen dieser Elemente werden während des Arbeitsvorganges im vorgegebenen Koordinatensystem kontinuierlich oder in kurzen zeitlichen Abständen (getaktet) erfasst. Aus der zeitlichen Änderung der erfassten Positionen dieser Elemente wird die Bewegung der Werkzeuge und/oder des Körperteils relativ zu den feststehenden Komponenten der Arbeitsstation im Datenverarbeitungssystem berechnet und aufgezeichnet.

Durch die Aufzeichnung der einzelnen Vorgänge bzw. Bewegungen mit Hilfe der Positionsmesseinrichtung sowie des Datenverarbeitungssystems wird eine automatische Dokumentation erreicht, die für die Qualitätssicherung eingesetzt werden kann. Die Aufzeichnung reduziert den Zeitaufwand für eine spätere Fehlersuche und -behebung. Weiterhin lassen sich direkt während der Datenerfassung Überprüfungsroutinen zur Qualitätssicherung oder Fortschrittskontrolle des Arbeitsvorganges einsetzen.

Vorzugsweise werden am Werkzeug und/oder dem Körperteil, beispielsweise der Hand und dem Unterarm der Person, zumindest jeweils zwei Elemente der Positionsmesseinrichtung angebracht, so dass aus den Positionen der einzelnen Elemente auch die räumliche Lage des Werkzeuges bzw. des Körperteils zu jedem Zeitpunkt während des Arbeitsvorganges bestimmt bzw. aufgezeichnet werden kann. Dies kann einerseits die Qualitätssicherung des Fertigungsvorganges erweitern und andererseits für Ergonomiebetrachtungen förderlich sein.

Mit dem Verfahren werden die manuellen Inter aktionen und Bewegungen der Person bzw. des Operators sowie der Werkzeuge erfasst, so dass beispielsweise Greiforte, Greifräume und Greifwege sowie Zeitinter valle von Interaktionen bestimmt werden können. Durch eine Zeitaufnahme für die einzelnen manuellen Arbeits abläufe wird eine solide Basis für Kapazitätsplanungen sowie für Neuplanungen von Arbeitsstationen geschaffen. Hierdurch kann einerseits eine Erhöhung der Produktivi tät erreicht werden, da aufgrund der erfassten Daten eine bessere Kapazitätsplanung des Produktionsprozesses möglich ist. Andererseits kann die Neuplanung von Arbeitsstationen durch Abtaktung der vorhandenen Stationen anhand realer Daten erfolgen, so dass eine zuverlässigere Planungsbasis geschaffen wird.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, dass durch die Aufzeichnung die manuellen Abläufe genau bekannt sind und damit die Entwicklung alternativer, höher automatisierter Lösungen ohne weitere Datenaufnahme erfolgen kann.

Weiterhin können Untersuchungen zur Ergonomie auf Basis der real ermittelten Daten durchgeführt werden. Das Verfahren führt zu einer Kostenreduzierung durch Zeiteinsparung bei der Dokumentation, die aufgrund der Aufzeichnung automatisch durchführbar ist. Hierdurch wird auch die Durchführung einer standardisierten Dokumentation ermöglicht. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist seine hohe Flexibilität, da kein Programmieraufwand für die Anwendung bei unter schiedlichen manuellen Arbeitsstationen erforderlich ist. Das Verfahren lässt sich vielmehr jederzeit an den unterschiedlichsten manuellen oder hybriden Arbeits stationen einsetzen.

Basis des vorliegenden Verfahrens unter Einsatz eines Trackingsystems ist ein manueller oder hybrider Standardarbeitsplatz. Ein derartiger Arbeitsplatz ist untergliedert in die Bereiche der Teilebereitstellung und den oder die Bereiche der eigentlichen manuellen Montage- bzw. Fertigungsschritte. Bereitgestellte Teile können beispielsweise Schrauben, Platten, elektronische Bauteile, mechanische Komponenten, usw. sein. Diese Bauteile werden von der ausführenden Person in der Regel mit der Hand aufgenommen, an eine bestimmte Stelle am Werkstück angesetzt und entweder mit der Hand oder mit einem Werkzeug dort montiert. Auch ein Einsatz des Verfahrens im chemischen oder biotechnologischen Bereich, beispielsweise bei manuellen Pipettier vorgängen, ist möglich.

Beim vorliegenden Verfahren wird zunächst der Arbeitsplatz mit den entsprechenden Bereitstellungs bereichen und dem manuellen Interaktionsraum in einer Datenverarbeitungsstation, vorzugsweise einem PC, modelliert. Hierfür stehen geeignete graphische Programme zur Verfügung. Vor Beginn der Arbeiten wird auf dem PC die Konfiguration der Arbeitsfläche angelegt, beispielsweise mittels Drag and Drop. Die einzelnen Positionen können zusätzlich unter Angabe der jeweils bereitgestellten Komponenten und Vorrichtungen näher spezifiziert werden. Es versteht sich von selbst, dass es hierbei lediglich erforderlich ist, die an dem zu überwachenden Arbeitsvorgang beteiligten Komponenten entsprechend festzulegen.

Zur Bestimmung der manuellen Interaktion im Raum werden in der Regel sowohl die Werkzeuge (z. B. Schrauber) wie auch die den Arbeitsvorgang durchfüh rende Person mit Elementen einer Positionsmessein richtung ausgestattet. Hierbei kommen Elemente unter schiedlichen physikalischen Wirkprinzips, vorzugsweise signalemittierende oder signalempfangende Elemente, in Frage. Beispiele sind Ultraschallsender, die an den Werkzeugen sowie der Hand und dem Unterarm der Person befestigt werden. Das ausgesendete Ultraschallsignal wird dann von einem Empfänger, der ortsfest zu den feststehenden Komponenten der Arbeitsstation angeordnet ist, aufgezeichnet. Durch Auswertung der Schalllauf zeiten von den jeweiligen Ultraschallsendern, kann jederzeit die räumliche Position der Elemente und somit die Position und räumliche Lage von Werkzeug und Arm bzw. Hand der Person ermittelt werden.

Ein weiteres Beispiel für derartige Elemente einer Positionsmesseinrichtung sind LED's. Das Lichtsignal dieser LEDs wird von einem ortsfesten Detektor aufgezeichnet, so dass die Raumlage der Elemente zu jedem Zeitpunkt errechnet werden kann. Derartige Detektionssysteme sind beispielsweise in der medizinischen Anwendung zum Tracking von Endoskopen bekannt.

Ein weiteres beispielhaftes System zur Detektion der Raumlage besteht aus elektromagnetischen Sensoren, die jeweils drei integrierte Spulen für die jeweilige Raumrichtung aufweisen. Diese Sensoren werden an der Person sowie an den Werkzeugen befestigt. Ein ortsfestes Spulenmodul wird an der Arbeitsplattform an definierter Position angebracht. Das Spulenmodul erzeugt ein elektromagnetisches Feld, auf das die Sensoren reagieren. Durch Messen der Wechselwirkungen mit den Sensoren kann erneut die Raumlage errechnet werden. Derartige Systeme sind beispielsweise aus dem Bereich der virtuellen Realität bekannt.

Alle drei beispielhaft angeführten Systeme erlauben die Erfassung der Raumlage der Werkzeuge sowie die Stellung und Bewegung der Arme der ausführenden Person im Raum. Durch die Abbildung des Arbeitsplatzes auf dem Rechner und die bekannten Raumlagen werden die manuellen Interaktionen dokumentiert. Hierbei können der oder die Elemente bzw. Sensoren sowohl an einem als auch an mehreren Werkzeugen und/oder ausführenden Körperteilen angebracht werden, falls mehrere Werkzeuge bzw. ausführende Körperteile der Person am Arbeits vorgang beteiligt sind.

In einer weiteren Ausführungsform werden zusätzlich Betriebsdaten der eingesetzten Werkzeuge erfasst. Elektrisch betriebene Werkzeuge besitzen häufig eine elektronische Schnittstelle, wie beispielsweise bei Schraubern zur Regelung des Drehmomentes. Durch Kopplung der Betriebssignale des Werkzeuges mit den Positionsdaten können beispielsweise die Schraubvorgänge aufgezeichnet und zusätzlich zur Qualitätssicherung herangezogen werden.

Das vorliegende Verfahren kann auch zur Aufzeichnung von Sollpositionen und -bewegungen für den Arbeitsvorgang eingesetzt werden. Hierbei werden die manuellen Interaktionen, beispielsweise an welcher Position ein Teil entnommen und an welcher Position es platziert wird, wann und wo ein Werkzeug eingesetzt wird u. ä., durch das Datenverarbeitungssystem aufgezeichnet und späteren Anwendungen zur Verfügung gestellt. Beim weiteren Einsatz des Verfahrens werden dann während der Arbeitsvorgänge die jeweils erfassten Positionen und Bewegungen, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Zeit, mit den abgespeicherten Sollpositionen und -bewegungen verglichen. Bei einer signifikanten Abweichung kann dann eine beispielsweise akustische Warnung ausgegeben werden, um auf diese Weise eventuelle Fehlinteraktionen zu vermeiden. Durch derartige Maßnahmen kann eine erhöhte Qualitäts sicherung bei manuellen Arbeitsprozessen gewährleistet werden.

Die Aufzeichnung der Sollpositionen und/oder Sollbewegungen kann jedoch auch für die Schulung von Arbeitskräften und/oder einen Online-Arbeitsplan für die jeweilige manuelle Arbeitsstation eingesetzt werden. Hierfür wird die Aufzeichnung in graphischer Darstellung in Bezug zur graphisch konfigurierten Arbeitsumgebung auf einem Bildschirm kontinuierlich oder schrittweise abgespielt.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der einzigen Figur ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens nochmals kurz erläutert.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figur zeigt hierbei beispielhaft einen Montagearbeitsplatz mit unterschiedlichen Arbeits räumen. Zu erkennen ist hierbei eine Montagevorrichtung 1, die Sensoren zur Prozessdatenerfassung, beispielsweise zur Erfassung von Taktzeiten, Werkzeugabnutzung usw., enthalten kann. Weiterhin sind Werkstücktrays 2 in definierter Position zu erkennen, die eine bestimmte Werkstückanzahl aufnehmen. Neben der Bedienperson 4 befinden sich Bereitstellungs- bzw. Transportein richtungen 3 für aufzunehmende dem Produkt zugeordnete Bauteile.

Vor Beginn des durchzuführenden Arbeitsvorganges durch den Mitarbeiter 4 werden die am Arbeitsvorgang beteiligten Komponenten des Arbeitsplatzes am Arbeits platzterminal 6 eines Rechners in einer virtuellen Umgebung mit Hilfe eines PC-basierten Tools modelliert bzw. konfiguriert oder aus einer Datenbank ausgewählt. Die Komponenten werden am Bildschirm des Rechners so angeordnet, dass sie dem realen Arbeitsplatzlayout entsprechen. Hierbei kann eine graphische Benutzer oberfläche eingesetzt werden, in der die entsprechenden Komponenten im Drag and Drop Verfahren auf einfache Weise positionierbar sind. Am Arbeitsplatzterminal 6 sind dann sowohl die räumlichen Verhältnisse des Arbeitsplatzes einschließlich der Positionen der Werkstücktrays 2, Vorrichtungen 1 und Bereitstellungs einrichtungen 3 hinterlegt als auch optional die Daten über das zu fertigende Produkt und die Fertigungs prozesse.

Auch eine Abbildung des Arbeitsablaufes im Rechner, beispielsweise anhand der Struktur des zu montierenden Produktes, ist möglich. Hierbei werden insbesondere die Positionen festgelegt, an denen die Bauteile am Werkstück angesetzt werden müssen. Bei mehreren Bauteilen kann auch die zeitliche Abfolge der Tätigkeiten vorgegeben werden. Die entsprechenden Daten können beispielsweise bei erstmaliger Durchführung des Arbeitsprozesses mit dem vorliegenden Verfahren in einfacher Weise aufgezeichnet werden.

Durch den Abgleich dieser Soll-Daten mit den während der Durchführung des Verfahrens erfassten Ist- Daten kann eine Qualitätskontrolle realisiert werden, indem dem Mitarbeiter signifikante Abweichungen von den Soll-Daten über das Arbeitsplatzterminal signalisiert werden. Die Arme und Hände des Mitarbeiters 4 werden mit entsprechenden Trackingsensoren, beispielsweise elektromagnetischen Sensoren, versehen. Weiterhin wird das für die Montage benötigte Werkzeug 5 mit derartigen Sensoren versehen. Nach Durchführung dieser Konfigu rations- und Befestigungsmaßnahmen kann der Arbeits vorgang beginnen. Während der Tätigkeiten des Mit arbeiters 4 werden ständig die Positionen der ent sprechenden Sensoren über ein an der Arbeitsstation befestigtes Modul einer Positionsmesseinrichtung erfasst und an das Arbeitsplatz-Terminal 6 weiter geleitet. Die entsprechende Bewegung der Hand und des Unterarms des Mitarbeiters 4 sowie des Werkzeuges 5 werden am Terminal 6 aufgezeichnet. Durch diese Aufzeichnung ist eines spätere Überprüfung bzw. Auswertung der während des Arbeitsvorganges durch geführten Tätigkeiten und Bewegungen problemlos möglich.

Weiterhin lassen sich die erfassten Raumkoor dinaten des Werkzeuges 5 bzw. der Arme und Hände des Mitarbeiters 4 während des Arbeitsvorganges ständig überwachen, so dass dadurch der gesamte manuelle Montageprozess überwacht werden kann. Aus den erfassten Daten können, insbesondere bei zwei oder mehr Sensoren pro Werkzeug bzw. Körperteil des Mitarbeiters, sowohl die Position wie auch die Lage der Werkzeuge bzw. Körperteile im Raum (Koordinate und Winkel) bestimmt werden.

Werden über einen Timer des Rechners die Zeit intervalle der einzelnen manuellen Interaktionen aufgezeichnet und zu diesen hinterlegt, so ist eine einfache Zeitanalyse der manuellen Interaktionen möglich. Diese Daten können dann beispielsweise zur Kapazitätsplanung sowie bei der Neuplanung von manuellen Arbeitsplätzen herangezogen werden. Durch die Möglichkeit von Langzeitaufzeichnungen können Ergonomieuntersuchungen durchgeführt werden. Die Funktion der MTM-Analysen sowie von ergonomischen Betrachtungen sind bei Softwaretools zur Planung von hybrid manuellen Arbeitsplätzen bereits hinterlegt. Durch das Bereitstellen der automatisiert aufge zeichneten Daten der manuellen Interaktion können mit diesen Tools Analysen auf Basis realer Daten durchge führt werden.

Neben den reinen Daten zum Prozessablauf können auch Daten aus den Betriebsmitteln, d. h. beispiels weise Werkzeugdaten wie Drehmoment, Kleberdosierung, usw. per Funk oder Draht an das Arbeitsplatzterminal 6 zur Qualitätssicherung übermittelt werden.

Beispielsweise können neben den Bewegungen des Werkzeuges 5 bzw. des ausführenden Körperteils der Bedienperson 4 Drehmomentverläufe aufgezeichnet, der Füllgrad von Dosiereinrichtungen, die Temperatur von Lötwerkzeugen usw. abgerufen und gegebenenfalls mit Kalibrierkurven abgeglichen werden.

Durch einen Soll-Ist-Abgleich mit abgespeicherten Soll-Daten kann eine Qualitätsregelung realisiert werden, indem der Mitarbeiter 4 bei Überschreitung von Grenzwerten gewarnt, ein Hinweis auf Ausschuss-Teile oder eine notwendige Nacharbeit signalisiert oder eine Anleitung zu einem notwendigen Nachjustieren gegeben werden.

Obwohl das vorliegende Verfahren am Beispiel eines Montagearbeitsplatzes näher erläutert wurde, so ist es dem Fachmann offensichtlich, dass die Anwendung nicht auf dieses spezielle Beispiel beschränkt ist. Vielmehr kann das vorliegende Verfahren bei allen Arbeitsvor gängen während der Produktion bzw. Fertigung beliebiger Produkte oder Stoffe eingesetzt werden, bei denen ein Mitarbeiter ein Werkzeug oder Bauteile im Raum führt.

Bezugszeichenliste

1

Montagevorrichtung

2

Werkstücktrays

3

Bereitstellungs- bzw. Transporteinrichtungen

4

Mitarbeiter

5

Werkzeug

6

Arbeitsplatzterminal

Claims

1. Verfahren zur Datenerfassung bei manuellen Arbeitsvorgängen in Produktionsprozessen, bei dem
feste Positionen von Komponenten (1, 2, 3) und/oder Bereichen einer Arbeitsstation in Bezug auf ein vorgegebenes Koordinatensystem in ein Datenverarbeitungssystem eingegeben oder in einem Datenverarbeitungssystem aufgerufen werden,
ein oder mehrere am Arbeitsvorgang beteiligte Werkzeuge (5) und/oder zumindest ein ausführendes Körperteil einer den Arbeitsvorgang durchführenden Person (4) mit einem oder mehreren Elementen einer Positionsmesseinrichtung versehen werden,
die Positionen der Elemente in dem vorgegebenen Koordinatensystem während des Arbeitsvorganges kontinuierlich oder in kurzen zeitlichen Abständen erfasst werden, und
aus den erfassten Positionen der Elemente die Bewegung der Werkzeuge und/oder des Körperteils relativ zu den Komponenten (1, 2, 3) der Arbeits station im Datenverarbeitungssystem berechnet und aufgezeichnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabe bzw. der Aufruf der festen Positionen der Komponenten (1, 2, 3) und/oder Bereiche der Arbeitsstation nach einer Modellierung der Arbeitsstation mit Hilfe einer graphischen Benutzeroberfläche in der Daten verarbeitungsstation erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin die jeweilige räumliche Lage der Werkzeuge (5) und/oder des Körperteils erfasst oder berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente an der Hand und dem Unterarm der Person (4) angebracht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Elemente der Positionsmesseinrichtung signalemittierende oder signalempfangende Elemente eingesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ultraschallsender eingesetzt werden, deren ausgesendete Signale mit einem relativ zur Arbeitsstation ortsfesten Ultraschallempfänger empfangen werden, wobei die Position der Ultra schallsender aus den empfangenen Signalen errechnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass LEDs eingesetzt werden, deren ausgesendete Signale mit einem relativ zur Arbeitsstation ortsfesten Detektor empfangen werden, wobei die Position der LEDs aus den empfangenen Signalen errechnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Sensoren eingesetzt werden und ein Spulenmodul zur Erzeugung eines elektro magnetischen Feldes relativ zur Arbeitsstation ortsfest angeordnet wird, wobei die Position und Raumlage der elektromagnetischen Sensoren aus der erfassten Wechselwirkung mit dem Spulenmodul errechnet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Werkzeuge (5) und/oder des Körperteils zeitabhängig aufgezeichnet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin Betriebsdaten der eingesetzten Werkzeuge (5) erfasst und zeitabhängig aufge zeichnet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Daten zur Fortschritts kontrolle des Arbeitsvorganges genutzt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Daten zur Qualitätssicherung genutzt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Daten zur Dokumentation der Arbeitsvorgänge genutzt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Positionen und/oder errechneten Bewegungen in Abhängigkeit von der Zeit mit zeitabhängigen Sollpositionen bzw. -bewegungen verglichen werden und bei vorgebbaren Abweichungen ein Warnsignal ausgelöst wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass aus den aufgezeichneten Daten die Zeit für einen einzelnen Arbeitsvorgang ermittelt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass aus den aufgezeichneten Daten die Zeit für eine einzelne Interaktion innerhalb eines Arbeitsvorganges ermittelt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Aufzeichnung von Sollpositionen und/oder Sollbewegungen für den Arbeitsvorgang.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung der Sollpositionen und/oder Sollbewegungen für die Schulung und/oder einen Online-Arbeitsplan eingesetzt wird.