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Werkerführungssysteme im Arbeitssystem Montage - Analyse des Einflusses der Gestaltung von Werkerführungssystemen auf Montageleistung und Nutzenden-Beurteilung

Stockinger, Christopher (2021):
Werkerführungssysteme im Arbeitssystem Montage - Analyse des Einflusses der Gestaltung von Werkerführungssystemen auf Montageleistung und Nutzenden-Beurteilung. (Publisher's Version)
Darmstadt, Technische Universität,
DOI: 10.26083/tuprints-00018571,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Status: Publisher's Version
Title: Werkerführungssysteme im Arbeitssystem Montage - Analyse des Einflusses der Gestaltung von Werkerführungssystemen auf Montageleistung und Nutzenden-Beurteilung
Language: German
Abstract:

An Montagearbeitssysteme werden heute hohe Flexibilitätsanforderungen gestellt. Die Variantenmontage verschiedener, oft kundenindividueller Produkte in wechselnden Losgrößen erhöht die Komplexität, insbesondere für Mitarbeitende in der manuellen Montage. Werkerführungssysteme sind kognitive Assistenzsysteme, die relevante und produktspezifische Montageinformationen dynamisch bereitstellen und so Mitarbeitende in einer flexiblen Montage unterstützen. Die Gestaltung dieser Werkerführungssysteme lässt sich in die Felder Informationsgrad, Informationsdesign und Informationsdevice unterteilen. Bisher durchgeführte Studien zu Werkerführungssystemen untersuchen im Wesentlichen den Einfluss des Informationsdevices auf die Montageleistung und erörtern entsprechend, mit welcher Hardware sich Montageinformationen am besten darstellen lassen. Informationsgrad und Informationsdesign sind bisher kaum in empirischen Studien untersucht, insbesondere wie sich deren Gestaltung auswirkt. Modelle aus dem Bereich der Informationssysteme zeigen in diesem Zusammenhang, dass eine erfolgreiche Umsetzung vorliegt, wenn sowohl die Leistung als auch die individuelle Beurteilung durch die Nutzenden positiv beeinflusst wird. Das Ziel dieser Arbeit ist die Analyse der Wirkung der Gestaltung von Werkerführungssystemen hinsichtlich des Informationsgrad, des Informationsdesigns, sowie der Kompatibilität von System und Arbeitsaufgabe auf sowohl Montageleistung als auch Beurteilung durch die Nutzenden. Dafür wird im Rahmen der Arbeit die Konzeption eines bildschirmbasierten Werkerführungssystems beschrieben. Ausgehend von diesem System werden unterschiedliche Varianten abgeleitet, die sich hinsichtlich der erwähnten Gestaltungsaspekte unterscheiden. Diese werden in zwei empirischen Studien, einer Feldstudie in einem Montageunternehmen und einer Laborstudie unter kontrollierten, aber realitätsnahen Bedingungen, zur Montage von Produkten verwendet und entsprechend verglichen. In den Studien wird auch die Komplexität der Arbeitsaufgabe variiert, indem unterschiedliche Produkte gefertigt werden. Zudem werden mit der Technikaffinität und der Selbsteinschätzung von Fach- und Methodenkompetenz Individualfaktoren der Versuchspersonen erhoben. Die Ergebnisse zeigen, dass ein hoher Informationsgrad insbesondere in der Laborstudie mit Montage-ungeübten und -unerfahrenen Versuchspersonen und bei komplexen Montageaufgaben bessere Ergebnisse erzielt. Ein geringer Informationsgrad zeigt dagegen teilweise Vorteile in der Feldstudie, indem die sehr geübten Montagemitarbeitenden des Unternehmens mit diesem signifikant schneller montieren können. Ein intensives Interaktionsdesign des Werkerführungssystems, das wichtige Montageergebnisse regelmäßig darstellt und eine Bestätigung einfordert, zeigt sich geeignet, um die Anzahl der Montagefehler tendenziell weiter zu senken, ist allerdings auch mit einer potentiell höheren Durchlaufzeit und einem schlechteren Nutzungserleben verbunden. Eine mangelnde Kompatibilität zwischen Montageinformationen im System und Arbeitsaufgabe wirkt sich nicht signifikant auf die Montageleistung aus. Die Ergebnisse der Feldstudie zeigen außerdem einen Zusammenhang zwischen Technikaffinität und Nutzungserleben. In der Laborstudie konnte ein negativer Zusammenhang zwischen Kompetenzeinschätzung der Versuchspersonen und Nutzungserleben nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen werden Empfehlungen zur Gestaltung zukünftiger Werkerführungssysteme abgeleitet.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Today, assembly work systems have to meet high flexibility requirements. The variant assembly of different, often customer-specific products in changing batch sizes increases the complexity, especially for employees in manual assembly. Worker guidance systems are cognitive assistance systems that dynamically provide relevant and product-specific assembly information and thus support employees in flexible assembly. The design of these worker guidance systems can be divided into the fields of information level, information design and information device. Previous studies on worker guidance systems have essentially investigated the influence of the information device on assembly performance and accordingly discussed which hardware is best suited to display assembly information. The degree of information and information design have hardly been investigated in empirical studies to date, especially with regard to the effects of their design. In this context, models from the field of information systems show that successful implementation is achieved when both performance and individual assessment by the users are positively influenced. The aim of this work is to analyze the effect of the design of worker guidance systems in terms of information level, information design and the compatibility of system and task on both assembly performance and user assessment. For this purpose, the concept of a screen-based worker guidance system is described in this thesis. Based on this system, different variants of the system are derived, which differ with regard to the mentioned design aspects. These are used in two empirical studies, a field study in an assembly company and a laboratory study under controlled but realistic conditions, for the assembly of products and are compared accordingly. In the studies, the complexity of the work task is also varied by manufacturing different products. In addition, individual factors of the test subjects are determined, assessing their affinity for technology and the self-assessment of technical and methodological competences. The results show that a high level of information of the worker guidance system achieves better results, especially in the laboratory study with inexperienced test persons and in complex assembly tasks. In contrast, a low level of information shows partial advantages in the field study, as the company's highly trained assembly workers can assemble significantly faster with this. An intensive interaction design of the worker guidance system, which regularly presents important assembly results and demands confirmation, is suitable for further reducing the number of assembly errors, but is also associated with a potentially higher assembly time and a poorer experience of use. A lack of compatibility between assembly information in the system and the work task has no significant effect on assembly performance. The results of the field study also show a correlation between affinity for technology and experience of use. In the laboratory study, a negative correlation between the competence assessment of the test persons and their experience of use was demonstrated. Recommendations for the design of future worker guidance systems will be derived from the results.

English
Place of Publication: Darmstadt
Collation: xi, CLVI Seiten
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Ergonomics (IAD)
Date Deposited: 18 May 2021 08:58
Last Modified: 18 May 2021 08:58
DOI: 10.26083/tuprints-00018571
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-185719
Referees: Bruder, Prof. Dr. Ralph and Metternich, Prof. Dr. Joachim
Refereed: 13 January 2021
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/18571
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