Kognitive Belastung in der Fertigung: Wie Augmentation die Entscheidungsfindung verbessern kann

Es gibt viele Faktoren, die die Produktionsleistung beeinträchtigen können. Unter der langen Liste der üblichen Verdächtigen haben wir jedoch eine auffällige Auslassung bemerkt: die kognitive Belastung.

Während die kognitive Belastung im Bildungswesen und in der Ergonomie schon seit langem verwendet wird, ist dies ein Konzept, mit dem die Industrie gerade erst anfängt zu spielen.

In diesem Beitrag geben wir Ihnen Gründe an die Hand, warum Hersteller auf die kognitive Belastung achten sollten, und zeigen Ihnen einige Möglichkeiten auf, wie unterstützende Technologien dazu beitragen können, diese zu minimieren und die Leistung zu verbessern.

Die kognitive Belastung ist ein Konzept, das erklärt, wie die Anforderungen an das Arbeitsgedächtnis einer Person das Lernen und die Leistung hemmen können. Nach der Theorie der kognitiven Belastung führen Aufgaben, die die inhärenten Grenzen des Gedächtnisses und der Aufmerksamkeit überschreiten, zu einer überstürzten Abnahme des Behaltens von Informationen und des Erfolgs.

In der Theorie der kognitiven Belastung gibt es drei Arten der kognitiven Belastung.

1. Intrinsisch - Dies ist die kognitive Belastung, die mit einem Thema oder einer Aufgabe verbunden ist. Sie können sich die intrinsische kognitive Belastung als die objektive Schwierigkeit einer Aufgabe vorstellen.
2. Fremd - Dies ist die Art und Weise, wie Informationen oder Aufgaben präsentiert werden. Die Art und Weise, wie wir mit Informationen konfrontiert werden, bestimmt die Ressourcen, die uns zu deren Interpretation zur Verfügung stehen.
3. Germane - Laut Psychologists World wird die germane Last "durch den Aufbau von Schemata erzeugt und gilt als wünschenswert, da sie das Erlernen neuer Fähigkeiten und anderer Informationen unterstützt."

Für unsere Zwecke sind intrinsische und extrinsische Belastungen am wichtigsten.

Die Arbeit in der Fertigung hat einen hohen Schwierigkeitsgrad - Da die Automatisierung die meisten sich wiederholenden Aufgaben übernimmt, führen die Mitarbeiter in der Fertigung jetzt komplexe, variable Arbeiten aus. Ingenieure sind für das Verständnis und die Verbesserung komplizierter Systeme verantwortlich.

Einfach ausgedrückt: Die Arbeit in der Produktion ist hart.

Die Arbeit in der Fertigung ist stark fremdbestimmt - Struktur und Form der Arbeit in der Fertigung sind nicht immer förderlich für eine präzise Ausführung. Außerdem verrichten viele Hersteller ihre Arbeit ohne angemessene technologische Unterstützung. Bediener, die an hochkomplexen Baugruppen mit Anpassungsmöglichkeiten arbeiten, tun dies oft nach Anweisungen auf Papier. Und trotz der Fortschritte von Industrie 4.0 erfassen viele Ingenieure Daten immer noch mit einer Stoppuhr und einem Klemmbrett.

Mit anderen Worten, traditionelle Arbeitsabläufe und Tools erhöhen die kognitive Belastung der Mitarbeiter.

Es ist kein Geheimnis, dass menschliches Versagen in der Produktion ein Problem darstellt.

Dennoch wird menschliches Versagen häufig missverstanden.

Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die meisten Fehler in der Industrie nicht auf die Schuld einzelner Arbeitnehmer zurückzuführen sind. Stattdessen sind diese Fehler ein Produkt "latenter organisatorischer Schwächen" oder Aspekte von Arbeitssystemen, die zu "Fehlerfallen" werden.

Diese Untersuchung spiegelt die Ergebnisse jahrelanger organisatorischer und psychologischer Studien wider:

• Menschen neigen unter hohem Stress und Zeitdruck zu schlechten Leistungen
• Die menschliche "Fehlbarkeit" ist oft das Ergebnis von Bedingungen, die von den Arbeitnehmern verlangen, die Grenzen der menschlichen Natur zu überschreiten
• Fehler sind wahrscheinlicher, wenn Menschen in komplexen Systemen arbeiten
• Menschen überschätzen ihre Fähigkeit, unter schwierigen Arbeitsbedingungen die Kontrolle zu behalten

Ist es also wirklich eine Überraschung, dass die Fertigung ein Problem mit menschlichen Fehlern hat? Die Arbeiter stehen unter starkem Stress und sind mit Stunden- und Schichtquoten konfrontiert. Sie müssen enorm komplexe Aufgaben mit begrenzten Ressourcen bewältigen, und ihre Arbeit ist in komplexe Systeme eingebettet.

All dies ist ein Rezept für kognitive Überlastung und letztlich für eine geringere Leistungsqualität.

Die Verringerung der kognitiven Belastung der Mitarbeiter ist ein einfacher Weg, um die Leistung in allen Bereichen zu verbessern, von einer effizienteren Produktion bis hin zu einem höheren Prozentsatz an Qualitätsdurchsatz.

Der Trick, um die kognitive Belastung in der Produktion zu reduzieren, besteht darin, Arbeitssysteme zu schaffen, die es den Arbeitern ermöglichen, ihre geistigen und körperlichen Ressourcen zu maximieren.

Um dies zu erreichen, sollten die Hersteller in Erwägung ziehen, ihre Anlagen mit Werkzeugen auszustatten, die es den Arbeitern ermöglichen, sich auf die anstehende Aufgabe zu konzentrieren. Neue Technologien haben die Fähigkeit, die Auswirkungen von Stress und Zeitdruck zu minimieren und gleichzeitig die vielen Variablen, die außerhalb der Kontrolle der Arbeiter liegen, unter Kontrolle zu bringen.

Der beste Weg, die kognitive Belastung zu reduzieren, sind unterstützende Technologien. Unterstützende Technologien helfen Bedienern und Ingenieuren bei der Arbeit. Sie werden in die Produktionsumgebung integriert, um die Fähigkeiten eines Arbeiters zu verbessern.

Hier sind einige Beispiele für unterstützende Technologien, die die Leistung in der Produktion verbessern können, indem sie die kognitive Belastung verringern.

Papierbasierte Arbeitsanweisungen sind schwer zu befolgen. Die Suche nach dem nächsten Schritt kann die Aufmerksamkeit des Bedieners von seiner Arbeit ablenken. Die gesamte geistige Energie, die für die Interpretation von Arbeitsanweisungen aufgewendet wird, ist Energie, die nicht für wertschöpfende Arbeit verwendet wird.

Interaktive digitale Arbeitsanweisungen können dazu beitragen, die kognitive Belastung zu verringern, indem sie die Mitarbeiter durch komplexe Prozesse führen. Diese Arbeitsanweisungen entwickeln sich mit den Arbeitern weiter und bieten ihnen die Informationen, die sie brauchen, wenn sie sie brauchen. Reichhaltige Medien wie Fotos und Videos zeigen den Mitarbeitern genau, wie sie den nächsten Schritt ausführen müssen. Und die Konnektivität von IoT kann Linien poka-yoke, den Stress der Arbeiter reduzieren und häufige Fehlerquellen aus der Gleichung entfernen.

Die Theorie der kognitiven Belastung ist aus dem Studium der Pädagogik hervorgegangen. Daher ist sie besonders gut auf Trainingsanwendungen anwendbar.

Unterstützende Technologien wie digitale Schulungs-Apps helfen dabei, den Lernprozess zu optimieren, indem sie den Lernenden Informationen in gezielten, interaktiven Modulen präsentieren. Diese Apps können speziell für die jeweilige Aufgabe konfiguriert werden, so dass die Teilnehmer genau die Aufgaben üben können, die sie ausführen werden. Außerdem können Schulungs-Apps schwierige, mehrteilige Prozesse in leicht verdauliche Teilaufgaben zerlegen. Dies reduziert die kognitive Belastung durch Vereinfachung des Arbeitsumfangs und stellt sicher, dass sie jeden Schritt genau lernen.

Genaue, fundierte Empfehlungen für Verbesserungen zu geben, ist eine der wichtigsten Aufgaben eines Ingenieurs. Die Zeit, die mit dem Sammeln und Zusammenstellen von Daten verbracht wird, ist jedoch Zeit und Energie, die besser in die kreative Arbeit der Analyse investiert werden könnte.

Analyse-Dashboards in Echtzeit können dazu beitragen, dass weniger Aufmerksamkeit und Energie für die Datenvorbereitung aufgewendet werden muss und Ressourcen für wichtige kritische Überlegungen frei werden. Analyse-Dashboards zeigen minutengenaue Informationen über die Leistung von Menschen und Maschinen an und versorgen die Ingenieure mit den bestmöglichen Informationen. Durch die Vereinfachung der Datenerfassung und -darstellung können sich die Ingenieure voll und ganz auf die Verbesserung ihres Wertstroms konzentrieren.

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