EP3526743A1 - Verfahren zum erfassen eines arbeitsdatensatzes und datenerfassungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum erfassen eines arbeitsdatensatzes und datenerfassungsvorrichtung

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EP3526743A1
EP3526743A1 EP17780626.2A EP17780626A EP3526743A1 EP 3526743 A1 EP3526743 A1 EP 3526743A1 EP 17780626 A EP17780626 A EP 17780626A EP 3526743 A1 EP3526743 A1 EP 3526743A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
interaction
person
change
data
data record
Prior art date
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Ceased
Application number
EP17780626.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Thomas Mai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3526743A1 publication Critical patent/EP3526743A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04—Manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/50—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for simulation or modelling of medical disorders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting at least one, at least one work action of a person characterizing work record.
  • a second aspect of the invention relates to a data acquisition device for detecting at least one working data record that characterizes at least one work activity of a person.
  • Such work action may be, for example, a production operation in motor vehicle construction, for example in a vehicle assembly.
  • a method for factory planning using a device for modeling human motion sequences is known.
  • a real human movement sequence is first carried out and subsequently an image of the real human movement sequence is generated as a motion simulation model.
  • Ergonomic analyzes for example with regard to a posture during the course of the movement, can be carried out on the basis of the movement simulation model.
  • the document DE 10 2012 024 212 A1 describes a method for the automated analysis of a production process for a motor vehicle.
  • an image sequence from a temporal sequence of spatial coordinates of a subject is determined and transferred to a mathematical model of the subject.
  • characteristic values can be determined for the subject, from which in turn activity blocks or activity building block properties can be derived.
  • NEN include, for example, a gripping or letting go of an object.
  • Object of the present invention is to provide a method and a data acquisition device of the type mentioned, by means of which a particularly low-cost detection of a, a work action of a person characterizing work record is possible.
  • the inventive method is used for detecting at least one, at least one work action of a person characterizing working record.
  • the work record may be an ergonomics rating record, and thus a record that may include both a person's stress history during the work action and a duration of the work action.
  • the work action may be a production operation in the motor vehicle industry and, for example, an assembly action of the person.
  • the method according to the invention comprises at least the following steps: a) detecting at least one motion data record which characterizes a movement sequence of the person; b) detecting a first interaction change of the person characterizing the work action as it interacts with an object during step a); and c) detecting at least one movement data component of the movement data record at least as part of the work data record as a function of the first interaction change of the person during their interaction with the object.
  • an inventive The data acquisition device which is carried by the person during the work action, that is, for example, worn on the body.
  • the method can be carried out in a narrow space and thus particularly space-saving, for example, can be dispensed with a radio transmission.
  • a so-called motion-capture system with one or more motion sensors can be used.
  • an "interaction change" can characterize a beginning or an end of the person's interaction with the object
  • the first interaction change can accordingly characterize the beginning of the interaction between the person and the object
  • a change in interaction can generally also be referred to as a so-called crop mark
  • interaction can involve gaining control over the object by moving to the object with the necessary body movements, such as walking, bending over, knees, as well as leashing and grasping, for example, in subsequent intermediate interactions, one subsequent transport of the object and one subsequent thereto it should be understood to discard the object, to name but a few examples of the intermediate interactions.
  • the object may be, for example, a motor vehicle component, that is to say for example a screw, which can be fastened by the person to a motor vehicle during assembly.
  • the movement data component can characterize a movement sequence part of the movement sequence.
  • the movement sequence part can be characterized in terms of time with respect to a start of the movement sequence part by the first interaction change and with regard to an expiration end of the movement departure part, for example, by a second change of interaction.
  • an exact temporal allocation of the movement sequence part to the interaction of the person with the object carried out during the movement sequence is advantageously possible.
  • the following example can serve: A sequence of movements lasts For example, a total of 100 seconds, the person within this time only 20 seconds interacts with the object, so performs the work action.
  • the beginning of the process of these 20 seconds and by detecting, for example, a second change in interaction marks the end of this 20 seconds and thereby unambiguously characterizes the movement sequence part and associates it with the interaction with the object.
  • Detecting the motion data portion in step c) may include identifying and associating the motion data portion as part of the working data set.
  • the motion data portion of the motion data set may be declared as part of the working data set.
  • a characterization of the movement data set or of the movement data portion is made possible as a working data record relevant for a possible ergonomic and default time determination.
  • the detection in step c) is ended as a function of a second interaction change of the person during their interaction with the object.
  • a start of the interaction of the person with the object in general can be characterized by the first interaction change of the person and an end of the interaction of the person with the object by the second interaction change of the person.
  • the detection of the at least one movement data component of the movement data record can be started at least as part of the work data record as a function of the first change in interaction of the person during its interaction with the object and in dependence on the user. from the second interaction change of the person when interacting with the object.
  • the interaction data record can, for example, characterize a force change course, for example, an arm force of the person in their interaction with the object.
  • a workload of the person during the interaction with the object can be determined in a particularly simple manner and thus an ergonomic evaluation can be carried out in a particularly simple manner.
  • the interaction data set may include respective first change data or second change data characterizing the first interaction change and the second interaction change. These respective change data may accordingly correspond to an initial value or an end value of the interaction data record.
  • the interaction record may also include intermediate interaction data that may characterize an intermediate interaction between the person and the object made between the first interaction change (start) and the second interaction change (end). It is also possible to record several intermediate interactions based on their respective intermediate interaction data in the interaction data record.
  • the intermediate interaction like the first interaction change and the second interaction change, may correspond to a cut mark.
  • first change of interaction can correspond to gripping the pneumatic screwdriver by a hand of the person Gripping may correspond to a crop mark called "picking up".
  • the interaction with the pneumatic screwdriver can finally be ended by the second interaction change, with the second interaction change (which may be referred to as a "make" cut mark) may correspond, for example, to a release of the pneumatic screwdriver.
  • the respective interaction changes as well as the intermediate interactions at the same time make it possible, for example, to detect a type of load and additionally or alternatively a load intensity of the person in their interaction with the object.
  • the detection of the interaction data record in step d) is terminated in dependence on the second interaction change of the person in their interaction with the object.
  • This is advantageous since, by terminating the capture of the interaction data record as a function of the second change in interaction, a particularly exact capture of the interaction data record can take place during the acquisition of the movement data record. This can be prevented in an advantageous manner that unnecessary additional data, which do not serve to describe the interaction of the person with the object, are recorded in the working record.
  • the detection of unnecessary additional data can be avoided by terminating the acquisition of the interaction data record on the basis of the second interaction change.
  • the interaction data record is assigned to the at least one movement data component of the movement data record.
  • the assignment allows a particularly low-cost evaluation of the working data record, for example, in the case of an ergonomic evaluation.
  • a process description of a work process is made possible by the work data record, wherein the work data record can include the at least one movement data component of the movement data record and the correspondingly assigned interaction data record.
  • the movement data component can thus, for example, describe a movement of the person and, for example, a bending of the back during the interaction of the person with the object, whereas by means of the interaction data set, for example, a force exercise can be described by a hand of the person on the object.
  • Assigning the interaction record to the we at least one movement data component of the movement data record can still take place during the detection of the movement sequence of the person according to step a), which results in comparison to methods known from the prior art in which, for example, a mathematical model is first generated from a person's real movement sequence , results in a significant time savings.
  • the detection of the at least one motion data portion of the motion data set at least as part of the working data set as a function of the first interaction change and additionally or alternatively the termination of the detection depending on the second interaction change of the person in their interaction with the object only performed after exceeding at least one predetermined threshold.
  • the threshold value it can advantageously be ruled out, for example, that even a first, light contact (for example a hand of the person with the object) already leads to the acquisition of the movement data component as part of the work data record, but only if there is an acquisition the threshold has been exceeded (and, for example, a grip of the person on the object has stabilized).
  • the threshold value may be, for example, a force threshold value above which the detection takes place.
  • a time offset is used as the threshold value.
  • a time offset which can also be referred to as a time buffer, on the one hand is particularly easy to specify and on the other hand is particularly resistant to interference. Even by such a time offset can be avoided that the detection of the motion data portion as part of the working record already with an example unintentional, first contact of the person with the object, but only then a detection is performed, for example, a handle of the person on the Object has stabilized.
  • a force change in step b) is detected at least as the first interaction change. This is advantageous since such a force change is a particularly meaningful quantity for describing the work action by means of the work record.
  • a second aspect of the invention relates to a data acquisition device for detecting at least one work record characterizing a person at least, which is designed to: a) record a movement data record which characterizes a movement sequence of the person by means of at least one motion sensor of the data acquisition device; b) detecting a first interaction change of the person characterizing the work action as it interacts with the object by means of at least one interaction sensor of the data acquisition device during the acquisition of the movement data record; and c) to record at least one movement data component of the movement data record at least as part of the work data record as a function of the first interaction change of the person during their interaction with the object.
  • the detection of the at least one movement data component of the movement data record at least as part of the work data record as a function of the first interaction change of the person during their interaction with the object can advantageously take place during the acquisition of the movement data record by means of the at least one motion sensor of the data acquisition apparatus. As a result, it is possible to record the working data record that characterizes the individual's work activity in a particularly time-consuming manner.
  • the at least one interaction sensor is designed as a force sensor or as a pulse sensor or as a torque sensor. This is advantageous since such sensors enable a particularly immediate and reliable, in particular ergonomic evaluation of the work action based on the working data record.
  • the data acquisition device of the person is portable. This is an advantage because the The method according to the invention can thus be carried out in a locally limited space directly during the execution of the movement sequence and thus during the execution of the work action during the movement sequence of the person without, for example, requiring real-time radio transmission to an external evaluation device.
  • FIG. 1 shows an illustration of a person who carries out a work action as part of a vehicle assembly and thereby interacts with an object, wherein the person wears a data acquisition device which is exemplary for the invention
  • FIG. 2 shows a flow chart in which exemplary, individual method steps are shown for the invention.
  • FIG. 1 shows a person 20 who interacts with an object 22 during a motor vehicle assembly as part of a work action 24.
  • the object 22, as in the present embodiment may be formed as a support member, to name just one example.
  • the person 20 may carry a data acquisition device 10, to which a plurality of motion sensors 12 and interaction sensors 14 may belong.
  • the interaction sensors 14 can in the present case be designed as force sensors. det, by means of which, for example, a force change of the person 20 in their interaction with the object 22 is measurable.
  • the data acquisition device 10 also includes a computing device 11, by means of which respective sensor data of the motion sensors 12 and the interaction sensors 14 can be detected.
  • FIG. 2 shows individual method steps a) to e), which can be carried out in the context of the method according to the invention on the basis of the data acquisition device 10, subsequent steps S1 to S3 being carried out following step e).
  • step a) at least one motion data set 32 characterizing a movement sequence of the person 20 is detected by means of the respective motion sensors 12 of the data acquisition device 10.
  • step b) a first interaction change of the person 20 characterizing the work action 24 occurs as it interacts with the person Object 22, wherein step b) is performed during step a).
  • the first interaction change of the person 20 is thereby detected by means of the interaction sensors 14 of the data acquisition device 10 during the acquisition of the movement data record 32.
  • the first interaction change may, for example, correspond to a force change, for example on a hand of the person 20 when interacting with the object 22.
  • step c) capturing at least one motion data portion 33 of the motion data set 32 at least as part of a work record 30 characterizing the work action 24 of the person 20 can be effected as a function of the first interaction change of the person 20 during their interaction with the object 22.
  • the detection in step c) can be ended as a function of a second interaction change of the person 20 in their interaction with the object 22.
  • the detection of the at least one movement data component 33 of the movement data record 32 at least as part of the work data record 30 as a function of the first interaction change and additionally or alternatively the termination of the detection as a function of the second interaction change of the person 20 in their Interaction with the object 22 can be performed only after exceeding at least one predetermined threshold.
  • the threshold value may correspond, for example, to a time offset.
  • the detection of the interaction data record 34 in step d) can be ended in response to the second interaction change of the person 20 in their interaction with the object 22.
  • the interaction data record 34 can be assigned to the at least one movement data component 33 of the movement data record 32, wherein the interaction data record 34 and at least the movement data component 33 can be assigned to the work data record 30.
  • a process of determining magnitude (e.g., force change) in determining the working data set 30 can be significantly accelerated as compared to methods known in the art.
  • the movement data component 33 can already be marked, as it were, by the respective interaction changes of the person 20 and can be assigned to the interaction data record 34 in the work data record 30 when the movement data record 32 is acquired.
  • the respective interaction changes make possible a so-called "triggering" of the movement data portion 33 as part of the movement data record 32 in the context of the interaction of the person 20 with the object 22.
  • first interaction change which may characterize a beginning of the work action 24
  • second change of interaction which may characterize an end of the work action 24
  • intermediate interactions can also be referred to as so-called "crop marks.”
  • crop marks can be set according to the following laws:
  • the time offset can be used as a threshold and taken into account to avoid that already a first, easy and possibly even unintentional touching the object 22 already leads to a detection.
  • Cut mark "Print application” these cut marks are set when a certain force change AF> 0 is exceeded.
  • “Hold” cut mark at this cut mark, a constant load of force or weight may be applied over a certain time without causing any more movement of the person's body 20 or the limbs of the person 20.
  • This cut mark may be set prior to movement
  • flexion of limbs about a certain angle may be taken into account, for example, flexing a back of person 20 by 50 ° with a higher angle
  • Stress of the person 20 is associated with, for example, a bending of the back by, for example, 10.degree ..
  • a time influence of the influencing factor classification can also be taken into account can be detected by the motion sensors, for example, such a limb bending by a certain angle and an associated duration of limb diffraction.
  • This limb diffraction may be detected as the motion data portion 33 during the interaction of the subject 20 with the object 22 and thereby associated with the interaction record 34.
  • the motion data portion 33 may overall describe the general motion or posture of the person 20 during interaction with the object 22, and the interaction record 34 may, for example, describe the force change of the person 20 due to the interaction with the object 20.
  • Cut mark "wait” this cut mark can be set when neither movement nor load of forces or weights of the person 20 takes place over a certain time Movement exceeds a corresponding influence size classification, and thus, for example, corresponds to a permanently painful movement, such as a dislocation.
  • Body movements are performed by the person 20, which include larger movements than a predetermined allowable body movement, and these body movements are performed by one of the aforementioned crop marks to a next cut mark without a connection with the next cut mark, the Cutting mark "body movements” are set by different influencing size classifications.
  • Such a change of the influencing size classifications can occur, for example, in the case of a change from a first influencing variable classification characterizing, for example, a back flexion, to a second influencing factor classification characterizing, for example, a head flexion.
  • Cutting mark "Start attitude and end attitude" These cut marks can be set manually for the delimitation of logical, related process sections by setting and juxtaposing the cut marks (first change of interaction of the person 20, second interaction change of the person 20 as well as various intermediate interactions) can a specific process description of the work action 24
  • the setting of the different cutting marks can thus be used to finer act 24 in individual can be described by the respective crop marks sub-steps. As a result, a particularly accurate ergonomic evaluation of the work action 24 on the basis of the working data record 30 is possible.
  • the present invention makes it possible to determine ergonomic influencing variables from the work data record 30, wherein, for example, the motion sensors 12 can be used as motion capturing sensors of the data acquisition device 10 to record the work data record 30, and the data acquisition device 10 can be used for the interaction sensors 14 (here: force sensors), for example, on the hands and feet of the person 20 may be supplemented.
  • the motion sensors 12 can be used as motion capturing sensors of the data acquisition device 10 to record the work data record 30, and the data acquisition device 10 can be used for the interaction sensors 14 (here: force sensors), for example, on the hands and feet of the person 20 may be supplemented.
  • step a) the motion data set 32 can be determined continuously as an input data record by means of the motion sensors 12, wherein in step b) an event-controlled setting of the crop marks (interaction changes, intermediate interactions) can be determined and evaluated.
  • the work data record 30 can be transmitted to an external evaluation device in which, in a step S1, a calculation and generation of the cutting marks, including an assignment of the influencing variables, can take place in a software module. In a subsequent step S2, a generation of a process description from the influencing variables can take place. Finally, in a step S3, an ergonomic evaluation and calculation of a production time in electronic data processing systems can take place.
  • the present invention it is possible to record the working data record characterizing the person's work in a particularly low-effort manner, whereas in at least some methods known from the prior art, for example, any influencing variables for a production time and ergonomization evaluation method are obtained by repeated observation and by measuring weights and / or weights
  • employees in work processes and processes can be recorded by an employee and, for example, manually transferred to EDP systems.
  • the process of influencing size determination is very time-consuming and subject to individual assessment fluctuations of the respective persons performing the investigations / analyzes.
  • the present invention enables the capture of the work action 24 (or a plurality of different work actions) and their ergonomic evaluation combined with a determination of default time values. As a result, both an intensity and a duration and frequency of the work action 24 can be determined in a standardized manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung (24) einer Person (20) charakterisierenden Arbeitsdatensatzes (30), umfassend zumindest folgende Schritte: a) Erfassen wenigstens eines, einen Bewegungsablauf der Person (20) charakterisierenden Bewegungsdatensatzes (32); b) Detektieren einer die Arbeitshandlung (24) charakterisierenden, ersten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit einem Objekt (22) während Schritt a); und c) Erfassen wenigstens eines Bewegungsdatenanteils (33) des Bewegungsdatensatzes (32) zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes (30) in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22). Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Datenerfassungsvorrichtung (10).

Description

Verfahren zum Erfassen eines Arbeitsdatensatzes und
Datenerfassungsvorrichtung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung einer Person charakterisierenden Arbeitsdatensatzes. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Datenerfassungsvorrichtung zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung einer Person charakterisierenden Arbeitsdatensatzes.
Das Erfassen derartiger Arbeitshandlungen gewinnt in der Arbeitswissenschaft und insbesondere bei einer ergonomischen Bewertung von Arbeitsabläufen immer mehr an Bedeutung. Bei einer derartigen Arbeitshandlung kann es sich beispielsweise um eine Fertigungshandlung im Kraftfahrzeugbau, beispielsweise bei einer Fahrzeugmontage, handeln.
Aus der DE 10 2008 005 761 A1 ist ein Verfahren zur Fabrikplanung mithilfe einer Vorrichtung zum Modellieren von menschlichen Bewegungsabläufen bekannt. Dabei wird zunächst ein realer menschlicher Bewegungsablauf ausgeführt und anschließend ein Abbild des realen menschlichen Bewegungsablaufs als Bewegungssimulationsmodell erzeugt. Auf Basis des Be- wegungssimulationsmodells können Ergonomieanalysen, beispielsweise bezüglich einer Körperhaltung bei dem Bewegungsablauf, durchgeführt wer- den.
Die Druckschrift DE 10 2012 024 212 A1 beschreibt ein Verfahren zur automatisierten Analyse eines Fertigungsprozesses für ein Kraftfahrzeug. Dabei wird eine Bildsequenz aus einer zeitlichen Abfolge von Raumkoordinaten eines Probanden ermittelt und auf ein mathematisches Modell des Probanden übertragen. Aus dem mathematischen Modell können für den Probanden charakteristische Werte ermittelt werden, aus welchen wiederum Tätigkeitsbausteine oder Tätigkeitsbausteineigenschaften abgeleitet werden kön- nen. Zu diesen Tätigkeitsbausteinen gehört beispielsweise ein Greifen oder ein Loslassen eines Gegenstandes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Daten- erfassungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen ein besonders aufwandsarmes Erfassen eines, eine Arbeitshandlung einer Person charakterisierenden Arbeitsdatensatzes ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentan- spruchs 1 sowie durch eine Datenerfassungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung einer Person charakterisierenden Arbeitsdatensatzes. Bei dem Arbeitsdatensatz kann es sich beispielsweise um einen Ergonomiebewertungsdatensatz handeln, und damit um einen Datensatz, bei welchem sowohl ein Belastungsverlauf der Person während der Arbeitshandlung, als auch eine Dauer der Arbeitshandlung umfasst sein können. Bei der Arbeitshandlung kann es sich um eine Fertigungshandlung im Kraftfahrzeugbau und dabei beispielsweise um eine Montagehandlung der Person handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte: a) Erfassen wenigstens eines, einen Bewegungsablauf der Person charakterisierenden Bewegungsdatensatzes; b) Detektieren einer die Arbeitshandlung charakterisierenden, ersten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit einem Objekt während Schritt a); und c) Erfassen wenigstens eines Bewegungsdatenanteils des Bewegungsdatensatzes zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt. Dies ist von Vorteil, da durch das Erfassen des wenigstens einen Bewegungsdatenanteils bei der Interaktion der Person mit dem Objekt im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine erhebliche Zeitersparnis ermöglicht ist, um den Arbeitsdatensatz zu erstellen. Das Erfassen des Bewegungsdatenanteils bei der Interaktion der Person mit dem Objekt ist somit unter einem, im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, besonders geringen Zeitaufwand und somit insgesamt besonders aufwandsarm möglich. Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine erfin- dungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung vorgesehen sein, welche während der Arbeitshandlung von der Person mitgeführt, also beispielsweise am Körper getragen, werden kann. Das Verfahren kann dadurch auf eng begrenztem Raum und damit besonders platzsparend durchgeführt werden, wobei beispielsweise auf eine Funkübertragung verzichtet werden kann. Um aus dem Bewegungsablauf der Person den charakteristischen Bewegungsdatensatz zu erfassen kann beispielsweise ein sogenanntes Motion- Capturing-System mit einem oder mehreren Bewegungssensoren verwendet werden. Die Person kann dementsprechend einen sogenannten otion- Capturing-Anzug tragen, um den Bewegungsdatensatz während des Bewegungsablaufs zu erfassen. Eine„Interaktionsänderung" kann im Rahmen der Erfindung einen Beginn bzw. ein Ende der Interaktion der Person mit dem Objekt charakterisieren. Die erste Interaktionsänderung kann dementsprechend den Beginn der Interaktion zwischen der Person und dem Objekt cha- rakterisieren. Eine Interaktionsänderung kann im Rahmen der Erfindung allgemein beispielsweise einer Kraftänderung, einer Impulsänderung oder einer Drehmomentänderung entsprechen, um nur einige Beispiele zu nennen. Eine Interaktionsänderung kann im Rahmen der Erfindung allgemein auch als sogenannte Schnittmarke bezeichnet werden. Unter der Interaktion kann beispielsweise das Erlangen einer Kontrolle über das Objekt durch Hinbewegen zum Objekt mit den dafür notwendigen Körperbewegungen, wie z.B. Gehen, Bücken, Knien, sowie das Hinlangen und Greifen zu verstehen sein. Bei anschließenden Zwischen Interaktionen kann nacheinander beispielsweise ein anschließendes Transportieren des Objekts sowie ein daran anschlie- ßendes Ablegen des Objekts zu verstehen sein, um nur einige Beispiele für die Zwischeninteraktionen zu nennen. Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um eine Kraftfahrzeugbauteil, also beispielsweise um eine Schraube handeln, welche von der Person an einem Kraftfahrzeug im Rahmen der Montage befestigt werden kann.
Der Bewegungsdatenanteil kann einen Bewegungsablaufteil des Bewegungsablaufs charakterisieren. Der Bewegungsablaufteil kann zeitlich hinsichtlich eines Ablaufbeginns des Bewegungsablaufteils durch die erste Interaktionsänderung und hinsichtlich eines Ablaufendes des Bewegungsab- laufteils beispielsweise durch eine zweite Interaktionsänderung charakterisiert werden. Somit ist in vorteilhafter Weise beispielsweise eine genaue zeitliche Zuordnung des Bewegungsablaufteils zu der während des Bewegungsablaufs durchgeführten Interaktion der Person mit dem Objekt möglich. Zur Verdeutlichung kann folgendes Beispiel dienen: Ein Bewegungsablauf dauert beispielsweise insgesamt 100 Sekunden, wobei die Person innerhalb dieser Zeit lediglich 20 Sekunden mit dem Objekt interagiert, also die Arbeitshandlung durchführt. Durch die Detektion der ersten Interaktionsänderung kann der Ablaufbeginn dieser 20 Sekunden und durch Detektion beispielsweise einer zweiten Interaktionsänderung das Ablaufende dieser 20 Sekunden markiert und dadurch der Bewegungsablaufteil eindeutig charakterisiert und der Interaktion mit dem Objekt zugeordnet werden.
Das Erfassen des Bewegungsdatenanteils in Schritt c) kann ein Identifizieren und Zuordnen des Bewegungsdatenanteils als Teil des Arbeitsdatensatzes umfassen. Mit anderen Worten kann während der Interaktion der Person mit dem Objekt der Bewegungsdatenanteil des Bewegungsdatensatzes als Teil des Arbeitsdatensatzes deklariert werden. Dadurch ist während der Interaktion der Person mit dem Objekt ein Kennzeichnen des Bewegungsdatensat- zes bzw. des Bewegungsdatenanteils als für eine etwaige Ergonomie- und Vorgabezeitermittlung relevanter Arbeitsdatensatz ermöglicht. Somit kann auf eine - aus dem Stand der Technik bekannte - aufwändige Erstellung eines mathematischen Modells, auf dessen Basis ein Arbeitsdatensatz ermittelt wird, verzichtet werden und stattdessen in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung zumindest der Bewegungsdatenanteil des Bewegungsdatensatzes dem Arbeitsdatensatz zugeordnet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Erfassen in Schritt c) in Abhängigkeit von einer zweiten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt beendet. Dies ist von Vorteil, da somit ein Beginn der Interaktion der Person mit dem Objekt allgemein durch die erste Interaktionsänderung der Person und ein Ende der Interaktion der Person mit dem Objekt durch die zweite Interaktionsänderung der Person charakterisiert werden kann. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise einerseits möglich eine genaue Zeitdauer der Arbeitshandlung basierend auf den beiden Interaktionsänderungen zu ermitteln und gleichzeitig - je nach Art der erfassten Interaktionsänderung, also zum Beispiel einer Kraftänderung - auch während des Erfassens des Bewegungsdatensatzes beispielsweise eine Arbeitsleistung (unter Heranziehen der Zeitdauer) der Person zu ermit- teln. Zusammenfassend kann also das Erfassen des wenigstens einen Bewegungsdatenanteils des Bewegungsdatensatzes zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt gestartet werden und in Abhän- gigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt beendet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt in einem weiteren Schritt d) ein Erfassen wenigstens eines, die Interaktion der Person mit dem Objekt charakterisierenden Interaktionsdatensatzes als Teil des Arbeitsdatensatzes in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung. Der Interaktionsdatensatz kann beispielsweise einen Kraftänderungsverlauf, etwa einer Armkraft der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt, charakteri- sieren. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise beispielsweise eine Arbeitsbelastung der Person bei der Interaktion mit dem Objekt ermittelt und somit eine ergonomische Bewertung auf besonders einfache Art und Weise durchgeführt werden. Der Interaktionsdatensatz kann jeweilige, die erste Interaktionsänderung und die zweite Interaktionsänderung charakteri- sierende erste Änderungsdaten bzw. zweite Änderungsdaten umfassen. Diese jeweiligen Änderungsdaten können dementsprechend einem Anfangswert bzw. einem Endwert des Interaktionsdatensatzes entsprechen. Zusätzlich kann der Interaktionsdatensatz auch Zwischeninteraktionsdaten umfassen, welche eine zwischen der ersten Interaktionsänderung (Beginn) und der zweiten Interaktionsänderung (Ende) durchgeführte Zwischeninteraktion zwischen der Person und dem Objekt charakterisieren kann. Dabei können auch mehrere Zwischen Interaktionen anhand ihrer jeweiligen Zwischeninteraktionsdaten in dem Interaktionsdatensatz erfasst werden. Die Zwischeninteraktion kann ebenso wie die erste Interaktionsänderung und die zweite Interaktionsänderung einer Schnittmarke entsprechen. Die Begriffe „erste Interaktionsänderung", „zweite Interaktionsänderung" und „Zwischeninteraktion" sollen nachfolgend am Beispiel einer Interaktion der Person mit einem als pneumatischer Druckluftschrauber ausgebildeten Objekt verdeutlicht werden. Die erste Interaktionsänderung kann dabei einem Greifen des Druckluftschraubers durch eine Hand der Person entsprechen. Dieses Greifen kann einer Schnittmarke mit der Bezeichnung„Aufnehmen" entsprechen. Im Anschluss daran kann im Rahmen mehrerer Zwischeninteraktionen jeweils beispielsweise ein Anheben des Druckluftschraubers, ein Fest- drehen einer Schraube mittels des Druckluftschraubers und ein Absenken des Druckluftschraubers erfolgen, um nur einige Beispiele zu nennen. Die Interaktion mit dem Druckluftschrauber kann schließlich durch die zweite Interaktionsänderung beendet werden, wobei die zweite Interaktionsänderung (welche als eine Schnittmarke „Platzieren" bezeichnet werden kann) beispielsweise einem Loslassen des Druckluftschraubers entsprechen kann.
Die jeweiligen Interaktionsänderungen sowie die Zwischeninteraktionen er- möglichen gleichzeitig eine Erfassung beispielsweise einer Belastungsart und zusätzlich oder alternativ einer Belastungsintensität der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Erfassen des Interaktionsdatensatzes in Schritt d) in Abhängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt beendet. Dies ist von Vorteil, da durch das Beenden des Erfassens des Interaktionsdatensatzes in Abhängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung ein besonders exaktes Erfassen des Interaktionsdatensatzes während der Erfassung des Bewegungsdatensatzes erfolgen kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass unnötige Zusatzdaten, welche nicht zur Beschreibung der Interaktion der Person mit dem Objekt dienen, in dem Arbeitsdatensatzes erfasst werden. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen ein mathematisches Modell erstellt und daraus etwaige Objektinteraktionen abgeleitet werden, kann durch ein derartiges Beenden des Erfassens des Interaktionsdatensatzes anhand der zweiten Interaktionsänderung das Erfassen unnötiger Zusatzdaten vermieden werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt in einem weiteren Schritt e) ein Zuordnen des Interaktionsdatensatzes zu dem wenigstens einen Bewegungsdatenanteil des Bewegungsdatensatzes. Dies ist von Vorteil, da durch das Zuordnen ein besonders aufwandsarmes Auswerten des Arbeitsdatensatzes beispielsweise bei einer Ergonomiebewertung erfolgen kann. Dadurch ist insgesamt eine Prozessbeschreibung eines Arbeitsablaufs (Arbeitshandlung) durch den Arbeitsdatensatz ermöglicht, wobei der Arbeitsdatensatz den wenigstens einen Bewegungsdatenanteil des Bewegungsdatensatzes und den entsprechend zugeordneten Interaktionsdatensatz umfassen kann. Der Bewegungsdatenanteil kann also beispielsweise eine Bewegung der Person und dabei beispielsweise eine Beugung des Rückens während der Interaktion der Person mit dem Objekt beschreiben, wohingegen mittels des Interaktionsdatensatzes beispielsweise eine Kraftausübung beispielsweise durch eine Hand der Person auf das Objekt beschrieben werden kann. Das Zuordnen des Interaktionsdatensatzes zu dem we- nigstens einen Bewegungsdatenanteil des Bewegungsdatensatzes kann noch während des Erfassens des Bewegungsablaufs der Person gemäß Schritt a) erfolgen, wodurch sich im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen beispielsweise aus einem realen Bewe- gungsablauf der Person zunächst ein mathematisches Modell generiert wird, eine erhebliche Zeitersparnis ergibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Erfassen des wenigstens einen Bewegungsdatenanteils des Bewegungsdatensatzes zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung und zusätzlich oder alternativ das Beenden des Erfassens in Abhängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt erst nach Überschreiten zumindest eines vorbestimmten Schwellwertes durchgeführt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine noch exaktere Zuordnung des Bewegungsdatenanteils zu dem Interaktionsdatensatzes erfolgen kann. Durch Berücksichtigung des Schwellwertes kann vorteilhafterweise beispielsweise ausgeschlossen werden, dass bereits ein erster, leichter Kontakt (leichtes Berühren) - beispielsweise einer Hand der Person mit dem Objekt - bereits zum Erfassen des Bewegungsdatenanteils als Teil des Arbeitsdatensatzes führt, sondern erst dann ein Erfassen erfolgt, wenn der Schwellwert überschritten ist (und sich beispielsweise ein Griff der Person an dem Objekt gefestigt hat). Bei dem Schwellwert kann es sich beispielsweise um einen Kraftschwellwert handeln, bei dessen Überschreiten das Erfassen erfolgt. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise unterbunden werden, dass beispielsweise ein unbeabsichtigtes Berühren des Objekts bereits zu einer Erfassung führt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als der Schwellwert ein Zeitversatz herangezogen. Dies ist von besonderem Vorteil, da ein derartiger Zeitversatz, welcher auch als Zeitpuffer bezeichnet werden kann, einerseits besonders einfach vorgebbar ist und andererseits besonders störunempfindlich ist. Auch durch einen derartigen Zeitversatz kann vermieden werden, dass das Erfassen des Bewegungsdatenanteils als Teil des Arbeitsdatensatzes bereits mit einem beispielsweise unbeabsichtigten, ersten Kontakt der Person mit dem Objekt erfolgt, sondern erst dann ein Erfassen durchgeführt wird, nachdem sich beispielsweise ein Griff der Person an dem Objekt gefestigt hat. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest als die erste Interaktionsänderung eine Kraftänderung in Schritt b) detektiert. Dies ist von Vorteil, da eine derartige Kraftänderung eine besonders aussagekräftige Größe zur Beschreibung der Arbeitshandlung mittels des Arbeits- datensatzes darstellt. Aus der Kraftänderung kann besonders einfach auf eine etwaige Arbeitsbelastung der Person während der Arbeitshandlung rückgeschlossen werden und damit eine besonders einfache, ergonomische Bewertung der Arbeitshandlung durchgeführt werden. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Datenerfassungsvorrichtung zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung einer Person charakterisierenden Arbeitsdatensatzes, welche dazu ausgebildet ist: a) einen Bewegungsdatensatz, welcher einen Bewegungsablauf der Person charakterisiert, mittels wenigstens eines Bewegungssensors der Datenerfas- sungsvorrichtung zu erfassen; b) eine, die Arbeitshandlung charakterisierende, erste Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt mittels wenigstens eines Interaktionssensors der Datenerfassungsvorrichtung während des Erfassens des Bewegungsdatensatzes zu detektieren; und c) wenigstens einen Bewegungsdatenanteil des Bewegungsdatensatzes zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person bei deren Interaktion mit dem Objekt zu erfassen. Das Erfassen des wenigstens einen Bewegungsdatenanteils des Bewegungsdatensatzes zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person bei deren Interak- tion mit dem Objekt kann dabei in vorteilhafter Weise auch während des Erfassens des Bewegungsdatensatzes mittels des wenigstens einen Bewegungssensors der Datenerfassungsvorrichtung erfolgen. Dadurch ist ein insgesamt besonders zeitlich aufwandsarmes Erfassen des, die Arbeitshandlung der Person charakterisierenden, Arbeitsdatensatzes ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Interaktionssensor als Kraftsensor oder als Impulssensor oder als Drehmomentsensor ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da derartige Sensoren eine besonders unmittelbare und zuverlässige, insbesondere ergonomische Bewertung der Arbeitshandlung basierend auf dem Arbeitsdatensatz ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Datenerfassungsvorrichtung von der Person tragbar. Dies ist von Vorteil, da das er- findungsgemäße Verfahren somit unmittelbar beim Durchführen des Bewegungsablauf und damit beim Durchführen der Arbeitshandlung während des Bewegungsablaufs der Person auf lokal begrenztem Raum erfolgen kann, ohne dass beispielsweise eine Echtzeit-Funkübertragung an eine externe Auswerteeinrichtung erforderlich wäre.
Die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten, bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung und umgekehrt.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh- rungsformen sowie anhand der Zeichnungen.
Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt: Fig. 1 eine Darstellung einer Person, welche im Rahmen einer Fahrzeugmontage eine Arbeitshandlung durchführt und dabei mit einem Objekt interagiert, wobei die Person eine für die Erfindung beispielhafte Datenerfassungsvorrichtung trägt; und Fig. 2 ein Ablaufdiagramm bei welchem für die Erfindung beispielhafte, einzelne Verfahrensschritte gezeigt sind.
Fig. 1 zeigt eine Person 20, welche im Rahmen einer Arbeitshandlung 24 während einer Kraftfahrzeugmontage mit einem Objekt 22 interagiert. Das Objekt 22 kann, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Trägerelement ausgebildet sein, um nur ein Beispiel zu nennen. Die Person 20 kann dabei eine Datenerfassungsvorrichtung 10 tragen, zu welcher eine Mehrzahl an Bewegungssensoren 12 und Interaktionssensoren 14 gehören kann. Die Interaktionssensoren 14 können dabei vorliegend als Kraftsensoren ausgebil- det sein, mittels welchen beispielsweise eine Kraftänderung der Person 20 bei deren Interaktion mit dem Objekt 22 messbar ist. Die Datenerfassungsvorrichtung 10 umfasst zudem eine Recheneinrichtung 11 , mittels welcher jeweilige Sensordaten der Bewegungssensoren 12 sowie der Interaktions- sensoren 14 erfassbar sind.
Fig. 2 zeigt einzelne Verfahrensschritte a) bis e), welche im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Datenerfassungsvorrichtung 10 durchgeführt werden können, wobei im Anschluss an Schritt e) weitere Schritte S1 bis S3 durchgeführt werden.
In Schritt a) erfolgt ein Erfassen wenigstens eines, einen Bewegungsablauf der Person 20 charakterisierenden Bewegungsdatensatzes 32 mittels der jeweiligen Bewegungssensoren 12 der Datenerfassungsvorrichtung 10. In Schritt b) erfolgt ein Detektieren einer die Arbeitshandlung 24 charakterisierenden, ersten Interaktionsänderung der Person 20 bei deren Interaktion mit dem Objekt 22, wobei Schritt b) während Schritt a) durchgeführt wird. Die erste Interaktionsänderung der Person 20 wird dabei mittels der Interaktionssensoren 14 der Datenerfassungsvorrichtung 10 während des Erfassens des Bewegungsdatensatzes 32 detektiert.
Die erste Interaktionsänderung kann beispielsweise eine Kraftänderung, beispielsweise an einer Hand der Person 20 bei deren Interaktion mit dem Objekt 22 entsprechen. In Schritt c) kann ein Erfassen wenigstens eines Bewe- gungsdatenanteils 33 des Bewegungsdatensatzes 32 zumindest als Teil eines, die Arbeitshandlung 24 der Person 20 charakterisierenden Arbeitsdatensatzes 30 in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person 20 bei deren Interaktion mit dem Objekt 22 erfolgen. Das Erfassen in Schritt c) kann dabei in Abhängigkeit von einer zweiten Interaktionsänderung der Person 20 bei deren Interaktion mit dem Objekt 22 beendet werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Erfassen des wenigstens einen Bewegungsdatenanteils 33 des Bewegungsdatensatzes 32 zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes 30 in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung und zusätzlich oder alternativ das Beenden des Erfassens in Ab- hängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person 20 bei deren Interaktion mit dem Objekt 22 erst nach Überschreiten zumindest eines vorbestimmten Schwellwertes durchgeführt werden kann. Der Schwellwert kann beispielsweise einem Zeitversatz entsprechen. In einem anschließenden Schritt d) kann ein Erfassen wenigstens eines die Interaktion der Person 20 mit dem Objekt 22 charakterisierenden Interaktionsdatensatzes 34 als Teil des Arbeitsdatensatzes 30 in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung erfolgen. Das Erfassen des Interaktionsdatensatzes 34 in Schritt d) kann dabei in Abhängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person 20 bei deren Interaktion mit Objekt 22 beendet werden. In einem weiteren Schritt e) kann ein Zuordnen des Interaktionsdatensatzes 34 zu dem wenigstens einen Bewegungsdatenanteil 33 des Bewegungsdatensatzes 32 erfolgen, wobei der Interaktionsdatensatz 34 und zumindest der Bewegungsdatenanteil 33 dem Arbeitsdatensatz 30 zugeordnet sein können.
Zusammenfassend kann mittels der vorliegenden Erfindung ein Prozess einer Einflussgrößenermittlung (z.B. Kraftänderung) beim Ermitteln des Arbeitsdatensatzes 30 im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erheblich beschleunigt werden. Dies ist damit zu begründen, dass bereits beim Erfassen des Bewegungsdatensatzes 32 der Bewegungsdatenanteil 33 durch jeweiligen Interaktionsänderungen der Person 20 sozusagen markiert und in dem Arbeitsdatensatzes 30 dem Interaktionsdatensatzes 34 zugeordnet werden kann. Mit anderen Worten ermöglichen die jeweiligen Interaktionsänderungen ein sogenanntes„Triggern" des Bewegungsdatenan- teils 33 als Teil des Bewegungsdatensatzes 32, im Rahmen der Interaktion der Person 20 mit dem Objekt 22. Somit kann einerseits eine Reduzierung eines Aufwands für eine etwaige Einflussgrößenermittlung und andererseits eine Eliminierung von persönlichen (individuellen) Beurteilungsschwankungen, beispielsweise in Bezug auf eine Arbeitsgeschwindigkeit und somit auf eine Ausführungsdauer verschiedener Personen, erfolgen.
Zwischen der ersten Interaktionsänderung, welche einen Beginn der Arbeitshandlung 24 charakterisieren kann und der zweiten Interaktionsänderung, welche ein Ende der Arbeitshandlung 24 charakterisieren kann, können meh- rere Zwischeninteraktionen liegen, welche mittels der Datenerfassungsvorrichtung 10 durch diese Zwischen Interaktionen charakterisierende Zwischeninteraktionsdaten erfasst werden können. Die Interaktionsänderungen (erste Interaktionsänderung und zweite Interaktionsänderung) sowie die Zwischeninteraktionen können auch als sogenannte„Schnittmarken" bezeichnet wer- den. Diese Schnittmarken können beispielsweise nach folgenden Gesetzmäßigkeiten gesetzt werden.:
Schnittmarke„Aufnehmen": beim Greifen des Objekts 22 durch Detektieren einer Kraftänderung von F=0 zu F>0 an den Kraftmesssensoren (Interakti- onssensoren 14) beispielsweise an einer Hand oder an einem Finger der Person 20. Hierbei kann als Schwellwert der Zeitversatz herangezogen und berücksichtigt werden, um zu vermeiden, dass bereits ein erstes, leichtes und gegebenenfalls sogar unbeabsichtigtes Berühren des Objekts 22 bereits zu einem Erfassen führt.
Schnittmarke„Platzieren": nach einem Loslassen des Objekts 22 kann eine Detektion eines Wechsels der Kraftänderung an den Kraftmesssensoren der Hand bzw. der Finger der Person 20 detektiert werden. Bei der Schnittmarke „Platzieren" kann es dementsprechend zu einer Kraftänderung von F>0 zu F=0 kommen. Des Weitern kann bei der Schnittmarke„Platzieren" ein Zeitversatz vor ein Loslassen des Objekts 22 gesetzt werden. Mit anderen Worten kann der Zeitversatz - im Gegensatz zu der Schnittmarke„Aufnehmen" - nach vorne verschoben werden, um dementsprechend zu verhindern, dass beispielsweise ein „letzter Kontakt" (beispielsweise ein „versehentliches Streifen" des Objekts 22 mit der Hand) erfasst wird.
Schnittmarke„Druckanwendung": diese Schnittmarken wird bei Überschreiten einer bestimmten Kraftänderung AF>0 gesetzt.
Schnittmarke„Trennen": nach einem Trennen des Objekts 22, beispielsweise einem schnell durchgeführten Lösen des Objektes 22 von einem anderen Bauteil kann ein schneller Wechsel und damit eine schnelle Kraftänderung, beispielsweise durch steilen Abfall der Kraftänderung detektiert werden. Dadurch kann es beispielsweise zu einer Kraftänderung AF>0 oder zu F=0 kommen.
Schnittmarke„Halten": bei dieser Schnittmarke kann eine gleichbleibende Belastung durch Kraft oder Gewicht über eine bestimmte Zeit erfolgen, ohne dass es zu einer stärkeren Bewegung des Körpers der Person 20 oder der Gliedmaßen der Person 20 kommt. Diese Schnittmarke kann vor einer Bewegung gesetzt werden, welche größer als eine vorbestimmte Einflussgrößeneinstufung sein kann. Bei einer derartigen Einflussgrößeneinstufung kann allgemein beispielsweise eine Beugung von Gliedmaßen um einen bestimm- ten Winkel berücksichtigt werden. So kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass eine Beugung eines Rückens der Person 20 um 50° mit einer höheren Belastung der Person 20 einhergeht, als eine Beugung des Rückens um beispielsweise 10°. Des Weiteren kann hierbei auch ein Zeitein- fluss der Einflussgrößeneinstufung berücksichtigt werden. Dementsprechend kann durch die Bewegungssensoren beispielsweise eine derartige Gliedmassenbeugung um einen bestimmten Winkel sowie eine zugehörige Dauer der Gliedmassenbeugung erfasst werden. Diese Gliedmassenbeugung kann als der Bewegungsdatenanteil 33 während der Interaktion der Person 20 mit dem Objekt 22 erfasst und dabei dem Interaktionsdatensatzes 34 zugeordnet werden. Der Bewegungsdatenanteil 33 kann somit insgesamt die allgemeine Bewegung bzw. die Haltung der Person 20 während der Interaktion mit dem Objekt 22 beschreiben und der Interaktionsdatensatz 34 beispielsweise die Kraftänderung der Person 20 infolge der Interaktion mit dem Objekt 20.
Schnittmarke„Warten": diese Schnittmarke kann gesetzt werden, wenn weder eine Bewegung noch eine Belastung durch Kräfte oder Gewichte der Person 20 über eine bestimmte Zeit erfolgt. Diese Schnittmarke kann ebenfalls bei einer Bewegung der Person 20 gesetzt werden, um zu überprüfen, ob die Bewegung eine entsprechende Einflussgrößeneinstufung überschreitet, und somit beispielsweise einer auf Dauer schmerzenden Bewegung, wie beispielsweise einer Verrenkung entspricht.
Schnittmarke „Körperbewegungen": werden Körperbewegungen durch die Person 20 durchgeführt, welche größere Bewegungen umfassen, als eine vorgegebene, zulässige Körperbewegung, und werden diese Körperbewegungen von einer der vorgenannten Schnittmarken zu einer nächsten Schnittmarke ohne einen Zusammenhang mit der nächsten Schnittmarke ausgeführt, so kann die Schnittmarke„Körperbewegungen" bei einem Wech- sei von verschiedenen Einflussgrößeneinstufungen gesetzt werden. Ein derartiger Wechsel der Einflussgrößeneinstufungen kann beispielsweise bei einem Wechsel von einer ersten, beispielsweise eine Rückenbeugung charakterisierende Einflussgrößeneinstufung zu einer zweiten, beispielsweise eine Kopfbeugung charakterisierenden Einflussgrößeneinstufung auftreten.
Schnittmarke „Starthaltung und Endhaltung": diese Schnittmarken können zur Abgrenzung von logischen, zusammengehörenden Prozessabschnitten beispielsweise manuell gesetzt werden. Durch Setzen und Aneinanderreihen der Schnittmarken (erste Interaktionsänderung der Person 20, zweite Interaktionsänderung der Person 20 sowie verschiedene Zwischeninteraktionen) kann eine gezielte Prozessbeschreibung der Arbeitshandlung 24 vorgenommen werden. Das Setzen der verschiedenen Schnittmarken kann somit zur feineren Auflösung der Arbeits- handlung 24 in einzelne durch die jeweiligen Schnittmarken beschreibbare Teilschritte dienen. Dadurch ist eine besonders genaue ergonomische Bewertung der Arbeitshandlung 24 anhand des Arbeitsdatensatzes 30 möglich. Durch die vorliegende Erfindung Ist eine Ermittlung von ergonomischen Einflussgrößen aus dem Arbeitsdatensatz 30 möglich, wobei zum Erfassen des Arbeitsdatensatzes 30 beispielsweise die Bewegungssensoren 12 als Moti- on-Capturing-Sensoren der Datenerfassungsvorrichtung 10 verwendet werden können und wobei die Datenerfassungsvorrichtung 10 um die Interakti- onssensoren 14 (hier: Kraftsensoren) beispielsweise an Händen und Füßen der Person 20 ergänzt sein kann.
In Schritt a) kann mittels der Bewegungssensoren 12 kontinuierlich der Bewegungsdatensatz 32 als Eingangsdatensatz ermittelt werden, wobei in Schritt b) eine ereignisgesteuertes Setzen der Schnittmarken (Interaktionsänderungen, Zwischeninteraktionen) ermittelt und ausgewertet werden kann.
Der Arbeitsdatensatz 30 kann im Rahmen einer Datenübertragung 40 (siehe Fig. 2) an eine externe Auswerteeinrichtung übertragen werden, in welcher in einem Schritt S1 ein Berechnen und Erzeugen der Schnittmarken inklusive einer Zuordnung der Einflussgrößen in einem Software-Modul erfolgen kann. In einem anschließenden Schritt S2 kann ein Erzeugen einer Prozessbeschreibung aus den Einflussgrößen stattfinden. Schließlich kann in einem Schritt S3 eine ergonomische Bewertung und Berechnung einer Fertigungs- zeit in elektronischen Datenverarbeitungssystemen erfolgen.
Durch die vorliegende Erfindung kann ein besonders aufwandsarmes Erfassen des, die Arbeitshandlung der Person charakterisierenden Arbeitsdatensatzes erfolgen, wohingegen bei zumindest einigen, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren beispielsweise etwaige Einflussgrößen für eine Fertigungszeit und Ergonomiebewertungsverfahren durch mehrmaliges Beobachten sowie durch Messung von Gewichten und/oder Kräften bei Arbeitsabläufen und Prozessen durch einen Mitarbeiter erfasst und beispielsweise händisch in EDV-Systeme übertragen werden. Dementsprechend ist bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Prozess der Ein- flussgrößenermittlung sehr zeitintensiv und unterliegt individuellen Beurteilungsschwankungen der jeweiligen Personen, welche die Ermittlungen/Analysen durchführen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Erfassen der Arbeitshandlung 24 (bzw. mehrerer verschiedener Arbeitshandlungen) und deren ergonomische Bewertung kombiniert mit einer Ermittlung von Vorgabezeitwerten. Dadurch kann direkt sowohl eine Intensität als auch eine Dauer und Häufigkeit der Arbeitshandlung 24 normiert ermittelt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Verfahren zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung (24) einer Person (20) charakterisierenden Arbeitsdatensatzes (30), umfassend zumindest folgende Schritte:
a) Erfassen wenigstens eines, einen Bewegungsablauf der Person (20) charakterisierenden Bewegungsdatensatzes (32);
b) Detektieren einer die Arbeitshandlung (24) charakterisierenden, ersten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit einem Objekt (22) während Schritt a); und
c) Erfassen wenigstens eines Bewegungsdatenanteils (33) des Bewegungsdatensatzes (32) zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes (30) in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22).
Verfahren Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erfassen in Schritt c) in Abhängigkeit von einer zweiten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22) beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
d) Erfassen wenigstens eines, die Interaktion der Person (20) mit dem Objekt (22) charakterisierenden Interaktionsdatensatzes (34) als Teil des Arbeitsdatensatzes (30) in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung.
Verfahren nach Anspruch 3 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Erfassen des Interaktionsdatensatzes (34) in Schritt d) in Abhängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22) beendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
e) Zuordnen des Interaktionsdatensatzes (34) zu dem wenigstens einen Bewegungsdatenanteil (33) des Bewegungsdatensatzes (32). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erfassen des wenigstens einen Bewegungsdatenanteils (33) des Bewegungsdatensatzes (32) zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes (30) in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung und/oder das Beenden des Erfassens in Abhängigkeit von der zweiten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22), erst nach Überschreiten zumindest eines vorbestimmten Schwellwertes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
als der Schwellwert ein Zeitversatz herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest als die erste Interaktionsänderung eine Kraftänderung in Schritt b) detektiert wird.
Datenerfassungsvorrichtung (10) zum Erfassen wenigstens eines, zumindest eine Arbeitshandlung (24) einer Person (20) charakterisierenden Arbeitsdatensatzes (30), welche dazu ausgebildet ist:
a) einen Bewegungsdatensatz (32), welcher einen Bewegungsablauf der Person (20) charakterisiert, mittels wenigstens eines Bewegungssensors (12) der Datenerfassungsvorrichtung (10) zu erfassen;
b) eine, die Arbeitshandlung (24) charakterisierende, erste Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22) mittels wenigstens eines Interaktionssensors (14) der Datenerfassungsvorrichtung (10) während des Erfassens des Bewegungsdatensatzes (32) zu detektieren; und
c) wenigstens einen Bewegungsdatenanteil (33) des Bewegungsdatensatzes (32) zumindest als Teil des Arbeitsdatensatzes (30) in Abhängigkeit von der ersten Interaktionsänderung der Person (20) bei deren Interaktion mit dem Objekt (22) zu erfassen.
10. Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Interaktionssensor (14) als Kraftsensor oder als Impulssensor oder als Drehmomentsensor ausgebildet ist.
Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Datenerfassungsvorrichtung (10) von der Person (20) tragbar ist.
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