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Simulation menschlicher Bewegungen in Industrieumgebungen

Simulation menschlicher Bewegungen in IndustrieumgebungenDie Ergonomie, also die Lehre von den Wechselwirkungen zwischen Arbeitskräften und ihrer Arbeitsumgebung, erweist sich immer wieder als sehr wichtiger Faktor bei den Bemühungen zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit. Im aktuellen Projekt werden menschliche Bewegungen während eines industriellen Prozesses mit Hilfe einer ausgeklügelten Software simuliert. Die hierfür entwickelte Serie von leistungsfähigen Computer-Tools ist jetzt für die Lösung typischer industrieller Probleme einsetzbar.

Industrielle Technologien

Die Ergonomie spielt eine wichtige Rolle, wenn es um die Steigerung der Produktivität an einem bestimmten Arbeitsplatz geht. Allerdings ist die Untersuchung der physikalischen Ergonomie von Systemen kostenintensiv und zeitraubend, und die bei einem System angewandte Methodik lässt sich nur selten auf ein anderes übertragen. Wird andererseits auf eine Analyse der Ergonomie verzichtet, so besteht die Gefahr, dass das hergestellte Produkt nicht wettbewerbsfähig ist. Für die Verwirklichung einer modernen industriellen Ergonomie ist daher eine realistische Simulation der menschlichen Bewegungsabläufe ein wichtiges Hilfsmittel. Für solche Simulationen wurden bisher meist traditionelle und biologisch orientierte Strategien verfolgt. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht in der Lage sind, die subjektive Wahrnehmung kontextueller Mengen zu berücksichtigen, die aber in einer Industrieumgebung einen wichtigen Faktor darstellt. Im Gegensatz dazu wurden im aktuellen Projekt für die Simulation Daten aus einer Sammlung von physikalischen Experimenten verwendet, die es ermöglichen, diese zusätzlichen Freiheitsgrade menschlicher Bewegungen zu berücksichtigen. In Verbindung mit Bewegungsanalysatoren, künstlichen neuronalen Netzen und offenen CAD- (Computer Aided Design-) Umgebungen können sowohl reale als auch virtuelle Experimente durchgeführt werden, mit denen spezielle Szenarien der industriellen Fertigung analysiert werden können. Die computergestützte Darstellung gestattet die Visualisierung der analysierten Umgebung und ermöglicht es dem Ingenieur, auf einen einfachen Tastendruck hin einen Entwurf aus beliebigen Blickwinkeln zu betrachten. Neuronale Netze, ein in der künstlichen Intelligenz häufig angewandtes Lösungsverfahren, bestehen aus vernetzten Prozessoren, die für die Nachbildung der Übertragung von Signalen im menschlichen Gehirn ausgelegt sind. Bislang wurden neuronale Netze erfolgreich auf verschiedenen Gebieten wie etwa bei der Analyse von Finanzmärkten oder zur Spracherkennung eingesetzt. Die Einbeziehung neuronaler Netze in die Disziplin der Ergonomie ist ein innovatives Ergebnis dieses Projekts. Wie die Anwendung des hierfür entwickelten Hochleistungs-Computersystems gezeigt hat, ist die Analyse von Daten zu den menschlichen Bewegungen eine große Hilfe bei der Erprobung ergonomischer Konzepte und als geschlossene Methodik für solche Experimente geeignet. Genau diese geschlossene Methodik, die durch den Einsatz neuronaler Netze möglich wurde, kann letztlich zu optimalen Ergebnissen der industriellen Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet führen.

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