Analyse von Belastungen und muskulären Beanspruchungen der unteren Extremitäten beim „seitlichen“ und „gemischtem“ Gehen an einer simulierten U‑Montagelinie mit unterschiedlichen Laufrichtungen und kurzen Taktzeiten

  • Jurij Wakula
  • Stefan Bauer
  • Sören Spindler
  • Ralph Bruder
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Zusammenfassung

Der Schwerpunkt dieser Studie im IAD-Labor lag auf der Analyse der Auswirkung des Gehens mit seitlichen Schritten und „gemischten“ Schritten in unterschiedlichen Umlaufrichtungen (gegen Uhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn) von Station zu Station an einer U‑Linie auf die muskuläre Beanspruchung der linken und rechten Beinmuskulatur. Die Messungen wurden mittels Oberflächen-Elektromyographie (OEMG) mit dem Noraxon-Messsystem für verschiedene Bewegungsszenarien realisiert. Die Länge der U‑Linie mit fünf Arbeitsstationen variierte bis ca. 3,2 m die Breite ca. 1,2 m. Sechs männliche Probanden ohne Erfahrung in der Montage im Alter von 19–30 Jahren nahmen an der Studie teil. Die gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass „seitliches“ Gehen gegen Uhrzeigersinn (GUZ) beanspruchender für die rechten Beinmuskeln im Vergleich zum linken Beinmuskel ist und umgekehrt beim Gehen im Uhrzeigersinn (UZ) für Muskeln im linken Bein. Wechsel der Laufrichtung an der U‑Linie: GUZ → UZ → GUZ → UZ ist positiv für die muskuläre Beanspruchung – es bringt den Ausgleich der EA-Werte in den analysierten rechten und linken Beinmuskeln. Das Gehen mit „gemischten“ (seitlichen und zwei-drei normalen) Schritten in der analysierten U‑Linie brachte kaum Reduzierung der einseitigen Beanspruchungen in den Beinen im Vergleich zum Gehen nur mit „seitlichen“ Schritten.

Praktische Relevanz: Die gewonnenen Ergebnisse der muskulären Beanspruchung in den Beinen lassen trotz vorliegender Variationen sowohl der Umlaufrichtung (in Uhrzeigersinn oder dagegen) als auch der Bewegungsweise (nur Seitenschritte oder „kombinierte“ Schritte) eine einseitige muskuläre Beanspruchung in Abhängigkeit des Umlaufsinns erkennen.

Daraus lässt sich der Schluss zu einer möglichst variablen Bewegungs- und Umlaufstrategie im Hinblick auf den Stations‑/Bereichswechsel bei kurz getakteten Montagelinien in der Praxis ziehen.

Schlüsselwörter

U-Montagelinie „Seitliches“ und „gemischtes“ Gehen Gehen gegen Uhrzeigersinn vs. im Uhrzeigersinn Muskuläre Beanspruchung 

Analysis of physical workloads and muscular strain in lower extremities during walking with sidesteps and “mixed” steps in different directions in simulated U‑assembly line in the lab

Abstract

The muscular strain at the lower extremities was analysed in the IAD-lab using the simulated U‑shape with short-cycle tasks (approx. 80 sec.) with walking “sideways” and “mixed” walking (sidesteps and normal steps). Also focus was on analysis of the effects of “walking sideways counter clockwise” vs. “turn clockwise sideways” on the muscular strain in the three selected muscles in the right and the left leg. Four different scenarios were tested. The U‑shape consisted of five work stations, was 2 m long and 1.4 m wide in scenarios walking with “sidesteps” (A, B) only. In scenarios with “mixed” walking the assembly U‑shape was about 3,2 m long and 1.4 m wide. The EA-activities in selected three leg muscles in the left and right legs were analysed using surface EMG-method. Six test subjects, between 19 and 30 years old, without experience in assembly work took part in the study. The results show that walking “sideways” counter-clockwise (CC) cause the selected right leg muscles more strain compared to the left leg muscle by some test persons. When walking clockwise (C) two muscles in the left leg were more stressed compared to the right leg muscles. Changing the direction of moving at the U‑line: CC → C → CC → C is positive for the muscular strains – it brings the balance of the EA values in analyzed right and left leg muscles. Walking with “mixed” (lateral and two-three normal) steps in the analyzed U‑shape did not reduced muscular strains in the legs compared to walking with “sidesteps” only.

Practical Relevance: The results of the analysis of muscular stress/strain in the right and left legs reveal the influence of the direction of moving at simulated U‑shape in the lab – clockwise or counter-clockwise – as well as the “mixed” walking or walking with sidesteps only lateral. This leads to the conclusion that a moving and circulating strategy is as variable as possible with regard to changing working stations in the U‑shape with short-cycles in practice

Keywords

Simulated U‑shape Walking “sideways” “Mixed” walking Muscular strain in legs 

Notes

Danksagung

Die Autoren danken der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) und der Berufsgenossenschaft Elektrotechnik (BG ETEM) für die Förderung des Projektes „U-Linie Montagesysteme“, in dessen Rahmen diese Studie realisiert wurde.

Literatur

  1. AWMF online (2013) berflächen-Elektromyographie in der Arbeitsmedizin, Arbeitsphysiologie und Arbeitswissenschaft – Arbeitsmedizinische S2k-Leitlinie der Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin (DGAUM) und der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft (GfA). AWMF online, BerlinGoogle Scholar
  2. Günther H‑O, Mattfeld DC, Suhl L (2005) Supply Chain Management und Logistik: Optimierung, Simulation, Decision Support. Springer Science & Business Media, BerlinCrossRefGoogle Scholar
  3. Lotter B, Wiendahl H‑P (2006) Montage in der industriellen Produktion: Ein Handbuch für die Praxis, 2006. Aufl. Springer, Berlin, New YorkCrossRefGoogle Scholar
  4. Wakula J, Fichtner K, Bruder R (2016a) Analyse der physischen Belastungen und der muskulären Beanspruchungen an der simulierten U‑Montagelinie mit unterschiedlichen Mechanisierungsgrad in der Prozesslernfabrik der TU Darmstadt. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft (Hrsg) Arbeit in komplexen Systemen. Digital, vernetzt, human?! GfA-Press, DortmundGoogle Scholar
  5. Wakula J, Müglich D, Bruder R (2016b) „Normales“ vs. „seitliches Gehen“ bei simulierten einfachen Montagetätigkeiten – Analyse der muskulären Beanspruchungen in den Beinen. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft (Hrsg) Arbeit in komplexen Systemen. Digital, vernetzt, human?! GfA-Press, DortmundGoogle Scholar
  6. Wakula J, Bauer S, Spindler S, Bruder R (2017) Analyse von Belastungen und muskulären Beanspruchungen der unteren Extremitäten beim „seitlichen“ Gehen an einer simulierten Montagelinie mit unterschiedlichen Laufrichtungen und kurzen Taktzeiten. 63. Kongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, Brugg, 15.02.-17.02.2017. Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, ZürichGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2017

Authors and Affiliations

  • Jurij Wakula
    • 1
  • Stefan Bauer
    • 1
  • Sören Spindler
    • 1
  • Ralph Bruder
    • 1
  1. 1.Institut für ArbeitswissenschaftTechnische Universität DarmstadtDarmstadtDeutschland

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