Visualizing Postural Possibilities and Risk Level of Target Reach Scenarios for Ergonomics Evaluation of Digitally Represented Workplaces

Abstract

Eliminating awkward and stressful working postures through the ergonomic workplace design is important in preventing work-related musculoskeletal disorders (WMSDs). However, effective design tools are currently lacking. Different postural analysis tools have been proposed to help evaluate workplaces in the level of postural stresses experienced by the workers, but they are not capable of supporting the proactive ergonomics in design. In an effort to address the problem, this study presents a novel memory-based workplace evaluation (MBWE) method. When given an input scenario expressed in terms of the worker anthropometric characteristics, the task requirement, and the geometric descriptions of the to-be-evaluated workplace design, the tool computes the range of feasible working postures for the scenario, determines their postural stress levels, and presents a report on the overall postural risk level of the input scenario. The MBWE combines the memory-based posture planning (MBPP) model and the Ovako working posture analysis (OWAS) method.

인체공학적 작업장 설계를 통해 위험한 작업 자세를 방지하는 것은 직업성 근골격계 질환을 예방하는 데 중요한 요소이다. 그러나 이를 위한 효과적인 디자인 도구는 여전히 미비하다. 작업자의 자세 위험 수준을 기반으로 작업장을 평가할 수 있는 다양한 자세 분석 도구가 개발되어 왔으나, 이들은 대부분 직접적인 설계 이전의 작업장 디자인 단계에서는 활용되지 못한다는 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구는 메모리 기반의 작업장 평가(memory-based workplace evaluation, MBWE) 방법을 제시한다. 작업자의 신체 특성, 작업 요구 사항 및 작업장의 구조로 표현된 시나리오를 입력할 경우, 본 평가 도구는 시나리오의 실행 가능한 작업 자세의 범위를 계산하고, 각 자세의 스트레스 수준을 결정하여, 최종적으로 시나리오의 전반적인 자세 위험 수준에 대한 보고서를 제공한다. 메모리 기반의 작업장 평가(MBWE)는 메모리 기반의 자세 계획(memory-based posture planning, MBPP) 모델과 Ovako 작업 자세 분석(Ovako working posture analysis, OWAS) 방법을 결합한 작업장 디자인 평가 도구이다.