Egzoszkielety mają chronić pracowników przed przepracowaniem. Mogą nawet poprawić ich wydajność i efektywność pracy. Porównanie technologii.

Głośnym grzechotaniem wkrętarka akumulatorowa sygnalizuje, że prawidłowo wykonała swoją pracę. Śruba jest dokręcona, ale nie za mocno. Alexander Esin natychmiast chwyta kolejną śrubę z pudełka i mocuje ją w konstrukcji podwozia, która unosi się około 20 cm nad jego głową. Po raz kolejny ma dokładnie 2 sekundy na ukończenie procesu wkręcania - jest to czas wymagany przez analizę czasu pracy w branży.

Wkręcenie 16 śrub, włożenie dwunastu klipsów, przeciągnięcie dwóch kabli, dokładne i poziome naniesienie pędzlem 25 warstw farby na podkładkę, a następnie poluzowanie kabli i klipsów oraz ponowne odkręcenie śrub: Są to zadania określone dla pierwszej stacji eksperymentu, który Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (IPA) z siedzibą w Stuttgarcie oraz Instytut Produkcji Przemysłowej i Zarządzania Fabryką (IFF) na Uniwersytecie w Stuttgarcie utworzyły w Szkole Wilhelma Maybacha.

Jaką ulgę w pracy zapewnia egzoszkielet?

Naukowcy chcą dowiedzieć się, jak dużą ulgę podczas męczącej pracy zapewnia egzoszkielet. Bad Cannstatt Vocational and Technical College jest dobrym miejscem do tego celu, ponieważ oferuje bogate doświadczenie w inżynierii mechanicznej, technologii odlewniczej i inżynierii motoryzacyjnej.

Exoworkathlon, jak oficjalnie nazywa się ten eksperyment, jest pierwszym na skalę międzynarodową, mówi Urs Schneider, szef działu "Technologii medycznych i bioprodukcyjnych" we Fraunhofer IPA. Jego zespół, który opracowuje rozwiązania technologiczne dla ludzi, jest największą grupą badawczą zajmującą się egzoszkieletami w Niemczech. Stacje testowe zostały opracowane wspólnie ze specjalistami ds. ergonomii i bezpieczeństwa pracy z przemysłu. Odzwierciedlają one typowe sytuacje w pracy, w których często występują ograniczone pozycje. Na stacji Esina zadaniem jest praca nad głową, podczas gdy na innej jest to przenoszenie pudeł.

Jedna godzina ciężkiej pracy podczas rejestrowania danych fizjologicznych

Przez godzinę kilku uczniów szkół zawodowych wykonuje to męczące zadanie jeden po drugim, raz ze wsparciem egzoszkieletu, a raz bez niego. Czujniki rejestrują ich dane fizjologiczne, takie jak aktywność mięśni i parametry sercowo-naczyniowe, takie jak tętno i pobór tlenu, a badani wypełniają również kwestionariusz dotyczący ich subiektywnych odczuć podczas procesu pracy.

Egzoszkielet

Egzoszkielety to struktury wspierające przymocowane do ciała, które mogą wzmocnić lub nawet zastąpić siłę mięśni ramion, nóg lub tułowia. Rozróżnia się systemy pasywne i aktywne, w zależności od tego, czy zintegrowane są silniki zasilane bateryjnie. Pierwsze rozwiązania były wykorzystywane w medycynie do wspierania osób po udarze lub z paraplegią. Jednak przemysł coraz częściej odkrywa egzoszkielety w celu ergonomicznego odciążenia pracowników wykonujących ciężką pracę fizyczną. Obejmuje to przenoszenie skrzyń.

Dzięki egzoszkieletowi przenoszenie pudełek jest niemal dziecinnie proste

Simon Bader porusza się płynnie tam i z powrotem między stołem do pakowania a kontenerem. Nieustannie przenosi pudełka ważące 8 kg przez drugą stację. Przez większość czasu od niechcenia umieszcza swój ładunek, odciążony przez egzoszkielet, w kontenerze. Podobnie jak Esin, on również wykonuje sześć 10-minutowych rund. "W rzeczywistości powinieneś zgiąć kolana, aby podnieść ładunek nogami, a nie plecami" - mówi pracownik średniej wielkości specjalisty w dziedzinie technologii odlewania ciśnieniowego z Rems Valley, który jest obecnie na drugim roku szkolenia jako technik inżynierii mechanicznej.

Kilka czujników na jego ciele rejestruje dane i przesyła je do oceny. Zespół IPA współpracuje z Uniwersytetem w Stuttgarcie, aby określić, jak dużą ulgę egzoszkielety użyte w teście faktycznie zapewniają pracownikom i w jakim stopniu mogą one zapobiec wynikającym z tego uszkodzeniom.

"Przepracowanie w pracy prowadzi do niepełnosprawności"

"Urazy związane z nadmiernym obciążeniem, które często są ledwo rozpoznawane, zwłaszcza przez młodych ludzi, mogą prowadzić do nieobecności i niepełnosprawności w ciągu całego życia zawodowego" - mówi Verena Kopp, szefowa projektu IPA. Naukowiec sportowy i ekspert w dziedzinie biomechaniki jest przekonana, że egzoszkielety mogą chronić wykwalifikowanych pracowników przed takimi konsekwencjami w dłuższej perspektywie. Ale to dopiero się okaże w analizach testowych. Dla naukowców z Fraunhofer ważne jest, aby testowane egzoszkielety nie konkurowały ze sobą, ponieważ ich producenci pochodzą z Niemiec, Francji, Holandii i USA.

"Chodzi tylko o porównanie aktywności ze wsparciem i bez niego" - mówi Kopp. "Chcemy tylko sprawdzić, czy egzoszkielety mają potencjał do zmniejszenia obciążenia fizycznego i utrzymania wydajności". I jak wpływa to na subiektywne postrzeganie. Kopp opracował specjalnie w tym celu kwestionariusz, który badani wypełniają bezpośrednio po użyciu egzoszkieletu.

Egzoszkielet może zwiększyć wydajność

"W najlepszym przypadku można nawet zwiększyć wydajność dzięki pomocy w pracy, a następnie mogą one zostać przyjęte w przemyśle" - ma nadzieję Urs Schneider. Firmy niekoniecznie zainwestowałyby pieniądze wyłącznie w zdrowie swoich pracowników, ale zrobiłyby to, gdyby oznaczało to wzrost wydajności pracy. "Wiemy, że można lepiej spawać nad głową, jeśli ramiona są wspierane przez egzoszkielet. Pracodawca jest zadowolony, gdy spoina jest czysta" - uśmiecha się kierownik działu IPA. Takie było doświadczenie jego zespołu u producenta samochodów Audi.

Firma ze Stuttgartu ustawiła również takie stanowisko spawalnicze na targach BHP A+A, które odbyły się w dniach 26-29 października w Düsseldorfie. Pracownicy producenta samochodów Ford mogli przetestować egzoszkielety na własnych ciałach. "Stworzymy bazę danych na podstawie wyników obu wydarzeń", mówi Schneider. Kolejny kurs planowany jest na styczeń w Centrum Badawczym Technologii Spawania w Hamburgu. Tam w eksperymencie wezmą udział spawacze portowi.

Ubezpieczyciele zajmujący się bezpieczeństwem i wypadkami przy pracy są zainteresowani wynikami

Federalny Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (Baua) oraz Niemiecki Zakład Ubezpieczeń Społecznych (DGUV) również są zainteresowane wynikami Exoworkathlonu. Mają one nadzieję, że eksperymenty dodadzą nieco metodologii do obecnie raczej skąpych danych na temat stosowania egzoszkieletów. Pracownicy pracujący w logistyce lub przemyśle motoryzacyjnym mogą szybko doznać wypadnięcia dysku lub, w najgorszym przypadku, przejść na wcześniejszą emeryturę. Należy temu zapobiegać.

W przyszłości można by opracować zalecenia dla MŚP, a w szczególności dla firm rzemieślniczych, w jaki sposób mogą one organizować procesy pracy w sposób bardziej ergonomiczny. Ponieważ: "Naprawdę trudne zadania są w małych firmach", jest przekonany Schneider. W przeciwieństwie do dużych korporacji, nie mogą sobie one pozwolić na kompleksowe planowanie procesów i zespoły, które konfigurują linie produkcyjne z myślą o aspektach ergonomicznych. To kolejny powód, dla którego większość producentów sprzedaje obecnie swoje egzoszkielety mniejszym firmom.

"Odczuwany wysiłek był o prawie 30 % niższy z egzoszkieletem"

Tymczasem ewaluacja idzie pełną parą. Simon Bader zauważył wyraźny efekt wsparcia ze strony egzoszkieletu. "W dłuższej perspektywie może to z pewnością ułatwić pracę, poprawić bezpieczeństwo i zwiększyć zadowolenie pracowników" - mówi. Może sobie wyobrazić, że jego pracodawca również wprowadzi takie systemy wsparcia. "Mamy pracę, która wymaga przenoszenia pudeł o wadze do 25 kg, więc byłaby to wielka ulga".

Dla kierownika projektu Koppa szczególnie ważne jest to, czy egzoszkielety zapewniają zauważalną ulgę. Testy wyraźnie to wykazały. "Odczuwany wysiłek z egzoszkieletem był nieco poniżej 30 % poniżej wartości zgłaszanej bez wsparcia technicznego" - mówi. Z egzoszkieletem odczuwany wysiłek był mniejszy we wszystkich obszarach mięśni.

Egzoszkielety wykazują duży potencjał

Jednak Kopp ma również w zanadrzu zaskakujący wynik - z egzoszkieletem badani byli nieco wolniejsi w procesie pracy. "Być może dzieje się tak dlatego, że ruch z systemem był nieznany" - przypuszcza Kopp. Niemniej jednak: "Wyniki pokazują, że egzoszkielety zdecydowanie mają potencjał wspierania pracowników", mówi kierownik projektu.

Źródło: Świat pracy: egzoszkielety dla przemysłu wystawione na próbę - VDI nachrichten (vdi-nachrichten.com) (17.10.2022)