Analyse und Bewertung menschlicher Zuverlässigkeit in der Produktentwicklung mit Hilfe eines personenzentrierten Simulationsmodells
Final Report Abstract
Im Berichtszeitraum wurde ein selbst entwickeltes, aktororientiertes und personenzentriertes Simulationsmodell zur Analyse und Organisation von Arbeitsprozessen in der Produktentwicklung durch den Aspekt der menschlichen Zuverlässigkeit erweitert. Ausgehend von der Entwicklung einer theoretisch und empirisch fundierten, phasenorientierten Taxonomie zur Beschreibung und Analyse menschlicher Zuverlässigkeit in der Produktentwicklung wurden Forschungshypothesen abgeleitet und als Grundlage für die Planung von empirischen Untersuchungen genutzt. Zur Erhebung der Daten zur menschlichen Zuverlässigkeit in der Produktentwicklung wurden zwei Untersuchungen unter Laborbedingungen durchgeführt. Der Schwerpunkt lag auf der Untersuchung, wie sich die systematische Variation der Einflussfaktoren „Menge der verfügbaren Zeit“ und „Frequenz von Unterbrechungen“ auf die Erfüllungsquote von Anforderungen bei unterschiedlichen Konstruktionsaufgaben auswirkt. Durch Varianzanalysen wurde statistisch bestätigt, dass die Menge der verfügbaren Zeit einen signifikanten Einfluss auf die Erfüllungsquote der Anforderungen hat. Der für einfache, sensumotorische Handlungen formulierte „Speed-Accuracy Tradeoff“ wird somit auch für die komplexen, kombinativen Konstruktionstätigkeiten in der Produktentwicklung nachgewiesen. Statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen der Unterbrechungsfrequenz und dem Erfüllungsgrad der Anforderungen konnten nicht gefunden werden, der Einfluss auf die als Unterbrechung modellierten Kopfrechenaufgaben ist ebenfalls gering. Zudem hängt das Niveau der subjektiv empfundenen Beanspruchung weder von der Menge der verfügbaren Zeit noch von der Frequenz der Unterbrechungen signifikant ab. Jedoch wurde statistisch nachgewiesen, dass ein konstruktionsmethodisches Vorgehen zu signifikant höheren Erfüllungsquoten führt als ein opportunistischer Ansatz, in dem die einfachsten Anforderungen zuerst erfüllt werden. Der Hauptgrund für diese Befunde ist die hohe Komplexität von kombinativen Konstruktionstätigkeiten. Zur Erfüllung der Anforderungen durch einschlägige Konstruktionsmethoden wird ein hoher Anteil von menschlicher Informationsarbeit benötigt, was einen erhöhten Zeitbedarf beinhaltet und das Niveau der subjektiv empfundenen Beanspruchung durchgehend hoch hält. Dies überlagert die Effekte der Unterbrechungsfrequenz. Durch die Versuchsreihen konnten Wirkzusammenhänge der genannten Einflussfaktoren validiert, quantifiziert und in ein allgemeines theoretisches Inferenzmodell überführt werden. Zudem wurden Bayes-statistische Modelle zur Detailanalyse der empirischen Befunde entwickelt. Die unter Laborbedingungen erlangten Erkenntnisse konnten in Schlussfolgerungen zur Weiterentwicklung des bestehenden aktororientierten, personenzentrierten Simulationsmodells von Arbeitsprozessen überführt werden, insbesondere bzgl. des Einflusses der untersuchten Einflussfaktoren auf die Entstehung von Fehlern sowie die daraus resultierenden Auswirkungen auf den Arbeitsprozess in Form von dynamischen Iterationen zur Fehlerkorrektur. Hierdurch konnte das Simulationsmodell umfassend weiterentwickelt und auf der empirischen Basis validiert und verifiziert werden. Das Simulationsmodell besitzt somit eine höhere externe Validität, so dass Arbeitsplanern und -personen eine weiterentwickelte wissenschaftlich-methodische Unterstützung bei der Planung, Steuerung und Durchführung von Entwicklungsprojekten geboten wird. Insgesamt wurden arbeitswissenschaftliche Beiträge sowohl zur theoretischen als auch zur empirischen Durchdringung dieses Forschungsbereiches geleistet. Auch nach Ablauf der Förderung sind weitere Publikationen erfolgt und weitere geplant. Hierdurch wird ein fortlaufender Beitrag zur Weiterentwicklung des aktororientierten Simulationsmodells zur Optimierung von Arbeitsprozessen geleistet.
Publications
- (2012): Analysis of Human Reliability in Computer-Aided Design. Proceedings of the 2012 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics. Seoul, Korea, S. 868–873
Djaloeis, R.; Duckwitz, S.; Hinsch, M.; Feldhusen, J.; Schlick, C.
(See online at https://doi.org/10.1109/ICSMC.2012.6377837) - (2012): Consideration of Human Reliability in Actor-oriented Simulation of New Product Development. Proceedings of the 2012 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Hongkong, S. 1696–1700
Duckwitz, S.; Djaloeis, R.; Hinsch, M.; Feldhusen, J.; Schlick, C.
- (2012): Project Dynamics and Emergent Complexity. Computational and Mathematical Organization Theory, 19(1), S. 480–515
Schlick, C.; Duckwitz, S.; Schneider, S.
(See online at https://doi.org/10.1007/s10588-012-9132-z) - (2013): Human Reliability and Workload in Product Design with Different Frequencies of Interruption. Proceedings of the 2013 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Bangkok, Thailand (CD-ROM)
Djaloeis, R.; Duckwitz, S.; Hinsch, M.; Feldhusen, J.; Schlick, C.
(See online at https://doi.org/10.1109/IEEM.2013.6962642)
