Ergonomische aspecten magazijn- en productielogistiek

Onder de ergonomie kan in principe worden verstaan het aanpassen van de werkzaamheden aan de fysiologische en psychologische eigenschappen van de mens. Juist bij de magazijn- en productielogistiek kan het veronachtzamen van de ergonomische uitgangspunten leiden tot minder efficiënte en zelfs minder veilige werksituaties. De afbreukrisico's hiervan krijgen een steeds grotere bekendheid.

Zowel binnen de magazijnlogistiek alsook de productielogistiek kan de ergonomie van grote invloed zijn op de werksituatie. Dit heeft zowel betrekking op de werkprestaties en de veiligheid van de werkzaamheden. De veiligheid dient hierbij niet direct te worden gezien als een levensbedreigende situatie, maar wel als een omstandigheid waarbij lichamelijk letsel kan optreden. En in veel gevallen kan dit van langdurige aard zijn.

Omdat de resultaten van een goede of slechte ergonomische situatie ogenschijnlijk minder goed meetbaar zijn, wordt er nogal lichtvaardig omgegaan met dit belangrijke aspect van de arbeidskunde.
Maar meer en meer wordt er zicht gekregen op de meetbaarheid van de ergonomische aspecten en de verbeteringsmogelijkheden, waarbij we tevens kunnen vaststellen dat er een directe relatie is tussen een goede ergonomisch situatie en de efficiencyverbetering van de werkzaamheden.

Ergonomische aspecten magazijnlogistiek
De menselijke maat speelt een grote rol bij de werkzaamheden binnen de magazijnlogistiek. Hierbij zijn een aantal soorten van werkzaamheden denkbaar. Maar de meeste belangrijke werkzaamheden met betrekking tot de ergonomie kunnen we zien als de orderverzamelwerkzaamheden. Waarbij we het zwaartepunt kunnen leggen op de ééndimensionale verzamelwijze.

Als we het bovenaanzicht bekijken van de gemiddelde mannelijke orderverzamelaar, zie afbeelding 1, dan wordt een aantal maximale bewegingslijnen zichtbaar welke vanuit de orderverzamelaar kunnen ontstaan.

Afbeelding 1: Bovenaanzicht gemiddelde mannelijke orderverzamelaar



Hierbij is het belangrijk om te constateren dat de gemiddelde lengte van de arm vanuit het schouderpunt tot de vingertoppen 78 cm is. Vanuit de oksel naar de vingertoppen gemeten is dit gemiddeld 73 cm. Laatstgenoemde maat is vooral bepalend voor de fysieke reikwijdte, maar daarmee nog niet voor de ergonomische grijpdiepte.

Het centrum van de hand dat circa 12 cm van de vingertoppen ligt, is mede van invloed op de ergonomische grijpdiepte bij een rechtstandige lichaamshouding. Dus is de ergonomische grijpdiepte te bepalen op circa 61 cm. Deze menselijke maatvoering is van invloed op de tijdsbesteding en de inspanning van de grijphandeling, dit bij de voorkomende grijpdiepten.

Ergonomie versus grijpdiepte
Zoals reeds eerder aangeven, heeft de ergonomie een directe relatie met de optimalisering en de efficiencyverbetering van de werkzaamheden. Daartoe dient inzicht te worden verkregen in de hierbij uitgevoerde tijdstudies.


Afbeelding 2: Grafiek grijpdiepte

Om het belang van voornoemd aspect te verduidelijken, kan allereerst worden gewezen naar de op afbeelding 2 weergegeven grafiek grijpdiepte. Aan de hand van deze grafiek kan duidelijk worden vastgesteld dat er tot een grijpdiepte van 50cm een bijna recht evenredig verloop is tussen de tijdsbesteding en de grijpdiepte.
Nadat het punt van de 50 cm grijpdiepte wordt gepasseerd ontstaat er reeds een progressief variabele tijdstoename, die zich vooral na het punt van >60 cm gelegen situatie sterker gaat ontwikkelen.

Het toenemen van de tijdsbesteding na de op >60 cm diepte gelegen grijpposities, ontstaat vooral doordat het lichaam een buigende beweging moet maken om de grijphandeling uit te voeren.

Tussen de grijpdiepte van 60 en 120 cm is zelfs een belangrijk verschil te constateren met het voorliggende gedeelte. En dit alles heeft vooral te maken met het fysieke gestel van de mens (orderverzamelaar). Zo kan worden vastgesteld dat in situaties met hoge orderverzamelfrequenties, het ergonomisch aspect van de grijpdiepte een belangrijke rol kan spelen en dat dit verder aandacht verdient.

Ergonomie versus grijphoogte
Behalve de reeds beschreven grijpdiepte speelt ook de grijphoogte, in combinatie met de grijpdiepte, een belangrijke rol. Om dit aspect verder aandacht te kunnen geven kan worden verwezen naar de ergonomische grijphoogte van de gemiddelde mannelijke orderverzamelaar, zie afbeelding 3.


Afbeelding 3: Ergonomische grijphoogte mannelijke orderverzamelaar

Vanuit deze afbeelding is vast te stellen dat in een gestrekte positie een hoogtebereik kan worden gerealiseerd van 221 cm. Dit hoogtebereik is van invloed op de grijphoogte bij het orderverzamelen.

Als we de betreffende maatfiguur voor een stellingpatroon plaatsen, zal voor de grijpbeweging een buiging van de hand worden gemaakt die een straal heeft van circa 20 cm. Hierdoor ontstaat een maximale grijphoogte van 221-20=(201), stel 200 cm. Deze grijphoogte zal nog in zekere mate worden beïnvloed door de grijpdiepte.

Het is vervolgengs van belang om te weten, waar de optimale grijphoogte is gelegen. Als we nogmaals de ergonomische maatfiguur op afbeelding 3 bekijken, dan is hierbij vast te stellen dat het scharnierpunt van de schouder een hoogte heeft van 141 cm. De lengte van de bovenarm is daarbij te stellen op 32 cm, waardoor de positie van de hand op circa 109 cm komt.

Bij het vooruit brengen van de onderarm, dit voor het uitvoeren van een grijpbeweging, zal het voorste gedeelte van de onderarm en de hand een dalende beweging maken, hetgeen te maken heeft met fysieke gestel van de mens. Hierbij zal uiteindelijk een grijphoogte aan de orde zijn van circa 100 cm, hetgeen kan worden gezien als een gunstige ergonomische grijphoogte.

De minimaal uitvoerbare grijphoogte krijgen we door de combinatie van een knielende en buigende beweging, waarbij de artikelen eventueel op een grondpallet zijn geplaatst. In principe is de minimaal uitvoerbare grijphoogte te bepalen op circa 15 cm.


Afbeelding 4: Grafiek grijphoogte

Als we de grafiek op afbeelding 4 bekijken, zien we relatief belangrijke verschillen op de aangegeven hoogtes. Daarbij ontstaat een functioneel verband met de grijpdieptes welke zijn aangegeven op de grafiek grijphoogte afbeelding 2.


Als er namelijk op een grijpdiepte van circa 105 cm iets wordt genomen, ontstaat er een grijptijd van 5 seconden (zie afbeelding 2). Die grijptijd is vervolgens het uitgangspunt voor de berekening van de grijptijd bij de diverse hoogtes. Hierbij kunnen we vaststellen dat er op een grijphoogte van circa 100 cm (zie afbeelding 4) geen bepalend invloed is vanuit de grijpdieptetijd, aangezien dit de ergonomisch grijphoogte is.

Als er bijvoorbeeld sprake is van een grijptijd van 4 seconden, dan kan dat worden geprojecteerd op de grijphoogtegrafiek (afbeelding 4). Vervolgens kunnen we dan in het verloop via de curve, de daaropvolgende grijptijden aflezen.

Door het functioneel verband tussen de grijpdiepte en de grijphoogte kan zodoende de meest optimale ergonomische positie worden vastgesteld. Waarbij nog een verder afweging dient plaats te vinden met betrekking tot ergonomische locaties en de verzamelfrequenties.

Opmerking:
De in de grafieken verwerkte tijdstudies zijn gebaseerd op artikelgewichten van 0,4 tot 1,0 kg. Bij zwaardere gewichten zal dit progressief variabel toenemen.

Werkplek-ergonomie
Om het belang van de tot dusver beschreven ergonomisch aspecten verder te onderbouwen, kan worden verwezen naar een arbeidskundig aspect. Dit bij de voorkomende houdingen en belastingen. Dit kunnen we kenmerken als de optredende noodzaak tot rusttoeslag.

Als er arbeid wordt verricht, zal er vermoeidheid optreden. Indien er bijvoorbeeld een diepgaande grijpbeweging plaatsvindt, op een lager gelegen locatie, met relatief zware gewichten, dan zal dat een grotere inspanning vragen. Hierdoor zal er een belangrijke vorm van vermoeidheid optreden. Deze vermoeidheid en andere bewegingen dient gecompenseerd te worden door een bepaalde vorm van rusttoeslag.

Bij het uitvoeren van de reeds beschreven grijpdieptes en grijphoogtes zal de stand van de beenderen van de beenderen een regelmatige verandering ondergaan. Hierbij zullen krachten worden uitgevoerd door de spieren, waardoor de buig- en strekbewegingen ontstaan.

Doordat de spieren dicht langs de beenderen liggen, zullen er ongunstige hefboomverhoudingen optreden. Hierdoor zullen de krachten welke de spieren moeten uitvoeren belangrijk groter zijn dan de effectieve krachten die de ledematen uitvoeren.

Voor deze bewegingen is evenwel een bepaalde vorm van energie nodig, hetgeen ontstaat door verbranding van een stof die glycogeen heet. Het glycogeen wordt in glucosevorm door het bloed naar de spieren getransporteerd.

Door het verbrandingsproces ontstaat een bepaalde hoeveelheid energie. Dit verbrandingsproces zal veel minder plaatsvinden, wanneer de spieren geen of slechts in beperkte mate arbeid hoeven te leveren.

Voor het verbrandingsproces is echter is echter zuurstof nodig. Voor het op gang houden van de vitale functies, zoals bloedsomloop, ademhaling en spijsvertering is slechts weinig zuurstof nodig.

Voor iedere vorm van spierarbeid is er wel degelijk een bepaalde hoeveelheid zuurstof nodig. Hoe groter de spieractiviteit des te groter het zuurstofgebruik en daarmee het energieverbruik.

Uit eerder uitgevoerde arbeidskundige en medische onderzoeken is vastgesteld, dat de grens van de belastbaarheid ligt op een gemiddeld energieverbruik van 4 Kcal/minuut gedurende een werkdag. In een dergelijke situatie is er geen behoefte aan rust om van de vermoeidheid te herstellen. Wel is dat het geval met de reeds behandelde en weergegeven orderverzamelbewegingen. Deze bewegingen zijn tevens tot uitdrukking gebracht in tabel 1.


Tabel 1: Rusttoeslag bij belasting

Vanuit tabel 1 is duidelijk waarneembaar welke grote verschillen er ontstaan tot de behoefte aan rusttoeslag bij de aangegeven orderverzamelhoudingen en belastingen. Onder kenmerk A, B en C zijn de bewegingen tot uitdrukking gebracht welke betrekking hebben op de grafiek afbeelding 2 en de grafiek afbeelding 4.
Het opnemen van deze rusttoeslag kan bestaan uit: het gedurende een bepaalde periode minder snel werken of volledige rust nemen, om het herstel van het lichaam te bereiken.

Conclusie en aanbeveling:
De ergonomie dient niet te worden gezien als een academische beschrijving maar als een fysieke aangelegenheid welke we kunnen kenmerken als een wetmatigheid welke tot uitdrukking komt. Dit vraagt om een optimale benaderingswijze.

We kunnen ook onze ogen sluiten voor de tot dusver behandelde aspecten. We dienen echter wel te bedenken dat menselijke energie alternatief aanwendbaar is. Dat wil zeggen, dat de energie die is gegeven voor bepaalde werkzaamheden niet meer kan worden gegeven aan andere werkzaamheden. Water dat wordt gebruikt om thee te zetten kan, normaal gesproken, niet meer worden gebruikt om koffie te zetten.

De aanbeveling die kan worden gegeven is om op basis van de ergonomische uitgangspunten een optimalisering te doen plaatsvinden naar intensiteit van de verzamelhandelingen. Dit met betrekking tot de ergonomische locatiebepaling.

Zodoende kan een situatie worden bereikt met:

  • Beperkte menselijke inspanningen;
  • Efficiënte orderverzamelhandelingen;
  • Snellere doorlooptijd;
  • Voorkomen van lage rugklachten;

Ergonomische aspecten productielogistiek
De productielogistiek is veelal gebaseerd op een tweetal basisprincipes, welke we kunnen kenmerken als:

  • De functionele opstelling;
  • De lijnopstelling.

Dit met de hierbij toepasbare varianten.

De functionele opstelling kunnen we zien als een productiewijze waarbij de bewerkingswijze als uitgangspunt wordt genomen. Zodoende ontstaan er groepen van machines die een gelijke bewerking kunnen uitvoeren. Daarbij kunnen we denken aan een groep draaibanken, een groep boormachines, etc.

Voor wat betreft de materials handling zullen er dus steeds verplaatsingen, tussenopslagen en manuele handelingen plaatsvinden welke van invloed kunnen zijn op de ergonomisch aspecten.

De lijnopstelling is te omschrijven als een productiewijze waarbij achtereenvolgende handelingen worden uitgevoerd. Een belangrijk voordeel van deze productiewijze is dat er geringe verplaatsingen en beperkte buffervorming zal plaatsvinden.

Daar waar bijvoorbeeld in een montage /assemblagesector sprake is van de behandeling van grote of zware delen, dan biedt de zogenoemde lijnopstelling een goede mogelijkheid. Bij de lijnopstelling is er namelijk sprake van achtereenvolgende bewerkingen. De handelingsintensieve delen kunnen binnen dit lijnprincipe op een efficiënte wijze worden behandeld. Er is in een dergelijke situatie geen sprake van extra tussenhandelingen en vormen van tussenopslag, waardoor in principe een ergonomisch goede handelingswijze en een goede ruimtebenutting zal ontstaan.

Echter kan hierbij wel het probleem van de juiste onderlinge systeemafstemming ontstaan, dat wil zeggen de afstemming tussen de opeenvolgende handelingen.


Afbeelding 5: Ergonomische werkwijze bij lijnopstelling

Door middel van afbeelding 5 wordt een indruk gegeven van een gewenste systeemharmonisering. Hierbij wordt als systeemtechniek binnen de lijnopstelling een zogenoemd bovenloopsysteem toegepast. Het betreft hierbij een assemblagelijn voor C.V. ketels.

Het bovenloopsysteem is een zeer goed systeem voor een lijnopstelling. Zoals reeds aangegeven, is het probleem bij een lijnopstelling de afstemming tussen de onderlinge activiteiten (bewerking). Maar waar het hierbij vooral om gaat, is de invloed die dit systeemprincipe zal hebben op de zo belangrijke ergonomische productiewijze.

Vanuit het lijnprincipe bij deze systeemtechniek dient hier dan ook te worden gewezen op de volledige integratie van de werkplekhandelingen. Indien we afbeelding 5 nogmaals beoordelen, dan is daarbij te constateren dat de werkplek een dropsectie heeft, zie gele pijl op de afbeelding. Dit is een verticaal verplaatsbaar gedeelte van het bovenloopsysteem met het bewerkingsframe. Hierdoor ontstaat een situatie welke vrijwel overeenkomt met de houding welke is weergegeven onder kenmerk B van tabel 1. Tevens worden de te bewerken halffabricaten tot op een minimale afstand van de assemblagemedewerker gebracht, waardoor er geen diepgaande bewegingen nodig zijn.

Zo wordt een ergonomisch juiste werkwijze verkregen binnen de lijnopstelling. Ook is het mogelijk om de assemblagemedewerker te laten zitten door middel van een pendel zit, waardoor nog verder kan worden bespaard op de menselijke energie, zie kenmerk D en E van tabel 1.

De uitvoering van deze systeemtechniek is in belangrijke mate afhankelijk van de te verplaatsen lasten en de daarbij af te leggen afstanden. Bij de situatie op afbeelding 5 kan worden volstaan met een monorail. Gezien de gewichten van de halffabrikaten en de tussenliggende afstanden kunnen de frames handmatig worden verplaatst. Er is slechts een geringe duwkracht nodig om de 4 tot 6 frames te verplaatsen. Evenzo kan worden volstaan vanuit het power en free principe, waarbij per frame een aandrijving plaatsvindt.

En dit is slechts één voorbeeld waarbij een optimalisering wordt bereikt tussen de systeemtechniek en de ergonomie in een productieomgeving . Evenwel zijn er talrijke oplossingen in de voorkomende situaties te bedenken, waarbij de ergonomie van belangrijke invloed is.

Auteur: Gerben W. Esmeijer - consultant/directeur bij logistiek-adviesbureau Esmeijer BV.



Plaats een reactie (3)

Reageren
  • Gerben Esmeijer
    02.03.2015 - 11:49 uur | Gerben Esmeijer

    Altijd weer plezierig om te ervaren dat de lezer dit een goed artikel vindt.
    Blijkbaar zijn er veel lezers die dieper op dit soort onderwerpen wensen in te gaan, dit zegt ook veel over de lezers.
    Namelijk dat er sprake is van een behoorlijk niveau bij de lezer !

    Vriendelijke groet,
    De auteur: Gerben Esmeijer

  • Gerben Esmeijer
    26.02.2015 - 15:55 uur | Gerben Esmeijer

    Toelichting op reactie

    Het gat tussen de "werkvloer" en de deskundigen wordt steeds kleiner. En dat is mede te danken aan de informatie welke beschikbaar wordt gesteld, ook door uw redactie team !

    De expertartikelen zijn niet alledaags en men moet er over nadenken en laten inwerken. En dat is reeds belangrijk voor u als redactie team. Intussen heeft men kennis opgesnoven.

    Evenzo moet men ook nog een beetje de weg zien te vinden.

    De ervaring die ik heb met het schrijven van expertartikelen elders is, dat men soms nog weken na de verschijning van een artikel met aanvullende vragen komt. Dit zijn (ook) recente ervaringen mijnerzijds.

    Overigens mooie opmaak van het artikel, ziet er professioneel uit.

  • Jan Doornbusch
    26.02.2015 - 09:56 uur | Jan Doornbusch

    Echt jammer dat deze uiteenzetting nog geen reacties heeft opgeroepen! Is het gat tussen de werkvloer en de deskundigen dan zo groot? En waardoor zou dat dan komen?