Aspekte der Händigkeit und Ergonomie haben einen wesentlichen Einfluss auf die Gestaltung von Montagearbeitsplätzen. Die Händigkeit wird jedoch meist nur bei hohen feinmotorischen Anforderungen in die Prozessgestaltung einbezogen und bei der Positionierung von Bauteilen, der Gestaltung von Bedienpanels oder dem Einsatz von Werkzeugen oft vernachlässigt. Ein Einfluss auf die physische Belastung und eine gesteigerte Unfallgefahr linkshändiger Personen, die einen rechtshändig ausgelegten Arbeitsplatz nutzen, wurde bisher nicht wissenschaftlich untersucht. Im Kontext der Arbeitsplatzgestaltung wird eine präzise Bewertung der Beanspruchung beider Hände beim Ausführen manueller Tätigkeiten mittels Leitmerkmalmethode empfohlen.

Methoden, die eine Optimierung für unterschiedliche Händigkeiten ermöglichen, werden aber bisher nicht aufgezeigt. Eine zukunftsweisende Technologie, die eine Verbesserung der Ergonomie manueller Montagetätigkeiten ermöglich, ist die Mensch-Roboter-Kollaboration. Erste Anwendungen können das Potenzial für eine Verbesserung der Ergonomie für Hebe- und Haltetätigkeiten aufzeigen, berücksichtigen dabei aber ebenfalls nicht die Händigkeit des Menschen. Hier bieten adaptive Montageprozesse durch einfache und intuitive Möglichkeiten der Roboterprogrammierung die Möglichkeit, Arbeitsabläufe effizienter und weniger belastend zu gestalten.

Händigkeit und kollaboratives Arbeiten

Mit der Zielsetzung, eine systematische Untersuchung der Einflussfaktoren der Händigkeit in der Mensch-Roboter-Kollaboration vorzunehmen, wurden am Bremer Institut für Strukturmechanik und Produktionsanlagen (bime) Montageversuche mit 50 Probandinnen und Probanden vorgenommen. In den nach wissenschaftlichen Standards gestalteten Versuchen steht die Interaktion mit einem kollaborativen Roboter bei der Durchführung eines Montagevorgangs im Vordergrund. Dabei wird ein Montageprozess in drei Varianten durchgeführt. Variante A bildet eine rein manuelle Montage ab, Variante B unterstützt primär die rechte Hand der Versuchsteilnehmenden und Variante C unterstützt als gespiegelter Aufbau primär die linke Hand.

Um die Versuche optimal zu erfassen, werden die Ergebnisse in Form eines Beobachtungsbogens festgehalten und die Probandinnen und Probanden gebeten, ihre subjektiven Einschätzungen über einen Fragebogen abzugeben. Zudem wird Bildmaterial durch Handtracking- und Eyetracking-Systeme aufgenommen und ausgewertet.

Rücksicht auf Händigkeit erhöht die Wertschöpfung

Die Auswertung der Versuche ergibt, dass die Anzahl nicht wertschöpfender Handhabungstätigkeiten deutlich reduziert werden kann, wenn der Versuchsaufbau auf die Händigkeit der Teilnehmenden abgestimmt ist. In den Versuchsvarianten mit Roboterunterstützung wurde eine deutliche Reduzierung von Handwechseln erzielt, wenn die Roboterprogrammierung auf die jeweilige Händigkeit optimiert war.

Insbesondere kleine Bauteile werden bevorzugt mit der dominanten Hand gegriffen, während bei grobmotorischen Prozessen die Händigkeit nicht entscheidend ist. Dieser Effekt lässt sich bei linkshändigen und rechtshändigen Versuchsteilnehmenden gleichermaßen beobachten. Werden Mitarbeitende im Prozess durch einen kollaborativen Roboter unterstützt, kann dies auch negativen Einfluss auf die Ergonomie haben, wenn Montageprozesse für die falsche Händigkeit optimiert werden.

So zeigt sowohl die Selbsteinschätzung der Teilnehmenden als auch die Auswertung der Versuchsdaten von Hand- und Eyetracking eine Verschlechterung der Ergonomie für Menschen mit dominanter rechter Hand an einem für Linkshändigkeit optimierten Arbeitsplatz.

Ergonomie zum Wohlbefinden der Mitarbeiter

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Berücksichtigung der Händigkeit sich positiv auf die Ergonomie von Montagearbeitsplätzen und das Wohlbefinden von Mitarbeitenden auswirken kann. Insbesondere im Bereich der kollaborativen Montage, bei der Mensch und Roboter zeitgleich an einem Montageobjekt arbeiten, kann eine Berücksichtigung der Händigkeit entscheidend sein. Durch adaptive Roboterprogrammierung können Kollisionen, Umgreifen oder die Arbeit in nicht ergonomischen Haltungen vermieden werden.