Advertisement

Towards an Age-Differentiated Assessment of Physical Work Strain

  • Matthias Wolf
  • Christian Ramsauer
Conference paper
Part of the Advances in Intelligent Systems and Computing book series (AISC, volume 826)

Abstract

Companies in different industries are all facing the same challenge: demographic change. This leads to a higher share of elderly workers in most workplaces. When designing workstations or evaluating risks at workplaces, it is necessary to take into account age-related changes in physical and sensory skills and in cognitive or mental capabilities. Although there is a lot of data available in literature concerning age-related changes in human performance prerequisites, only a few methods consider the factor age. For example, the REFA-method uses a factor considering age when calculation maximum forces. However most ergonomic standards and occupational risk assessment methods used in industry do not consider this data and the specific needs of an ageing workforce. The aim of this paper is to introduce a work evaluation framework which was developed based on literature and will be compared to practical findings from a field study conducted with a manufacturing company and a food retailer in Austria. Therefore, a three step approach was carried out: First the changes which humans experience when they get older were elaborated based on an extensive literature analysis and age-critical factors, that should be covered in ergonomic risk assessment methods, were derived. Second existing risk assessment methods that cover physical occupational risks were collated and examined, considering their coverage of age-relevant factors. Finally, all findings were combined to an age-differentiated workplace risk screening method. As a result, we developed a method that should allow to reveal existing problem-workplaces for elderly workers and point out the need for age-related adaption at them. Furthermore, it reveals existing age-appropriate workplaces, where workers should be able to work their whole working life.

Keywords

Industrial engineering Demographic change Age-based risk assessment 

References

  1. 1.
    Kinkel S, Friedewald M, Hüsing B, Lay G, Lindner R (2008) Arbeiten in der Zukunft. Strukturen und Trends der Industriearbeit BerlinGoogle Scholar
  2. 2.
    Bauernhansl T et al (2014) Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Anwendung, Technologien, Migration. 1. Aufl. Springer, WiesbadenGoogle Scholar
  3. 3.
    Botthof A (2015) Zukunft der Arbeit im Kontext von Autonomik und Industrie 4.0. In: Botthof Au, Hartmann EA, Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0. Springer Vieweg. Berlin, S. 4–6Google Scholar
  4. 4.
    Spanner-Ulmer B, Keil M (2009) Konsequenzen des demographischen Wandels für zukünftige Produktions und Technologieabläufe am Beispiel der Automobilindustrie (Consequences of demographic change for future production and technological automotive industry). Zeitschrift Industrie Management 2(2009):17–20Google Scholar
  5. 5.
    Brandenburg U, Domschke JP (2007) Die Zukunft sieht alt aus, Herausforderungen des demografischen Wandels für das Personalmanagement (The future looks old, challenges of demographic change for human resources management), WiesbadenGoogle Scholar
  6. 6.
    Marschall J, Hildebrandt S, Sydow H, Nolting H-D (2017) Gesundheitsreport 2017: Analyse der Arbeitsunfähigkeitsdaten. Update: Schlafstörungen (1. Auflage). Beiträge zur Gesundheitsökonomie und Versorgungsforschung, vol 16Google Scholar
  7. 7.
    Keil M, Spanner-Ulmer B (2010) Conception of a task analysis and screening-method for identifying age-critical fields of activity on the basis of the Chemnitz Age Model. In: Karwowski K, Salvendy G, (eds) Advances in human factors, ergonomics and safety in manufacturing and service industries, 3rd international conference on applied human factors and ergonomics, Boca Raton, USA, pp 393–400Google Scholar
  8. 8.
    Riley J (2001) Rising life expectancy: a global history. Cambridge University Press, CambridgeCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    WHO: World Health Statistics 2016: Monitoring health for the SDGs. http://www.who.int/gho/publications/world_health_statistics/2016/EN_WHS2016_AnnexB.pdf?ua=1. Accessed 01 May 2018
  10. 10.
    WHO: Austria: WHO statistical profile online. http://www.who.int/gho/countries/autpdf?ua=1. Accessed 01 May 2018
  11. 11.
    Keil M, Spanner-Ulmer B (2009) Chemnitz age model – an interdisciplinary critical performance factors. In: Research basic approach to characterize age congress 17th world ergonomics – IEA 2009, 9th–14th August, Beijing, ChinaGoogle Scholar
  12. 12.
    Biermann H, Weißmantel H Regelkatalog SENSI-Geräte: bedienerfreundlich und barrierefrei durch das richtigeGoogle Scholar
  13. 13.
    Design (1997) Inst. für Elektromechanische Konstruktionen, Darmstadt. http://www.emk.tu-darmstadt.de/~weissmantel/sensi/sensi.html. Accessed 20 July 2015
  14. 14.
    Blumberger W et al (2004) “Arbeit – Alter – Anerkennung”. IBE-Research Report, vol 2, LinzGoogle Scholar
  15. 15.
    Ilmarinen J, Tempel J (2002) Working ability 2010 – What can we do so that you stay healthy?, HamburgGoogle Scholar
  16. 16.
    Ilmarinen J (2006) Towards a longer work life! Ageing and the quality of work life in the European Union, Finnish institute of occupational health, ministry of social affairs and health, and Juhani IlmarinenGoogle Scholar
  17. 17.
    Kleindienst M et al (June 2016) Demographic change and its implications for ergonomic standardization. Book of proceedings of ergonomics 2016, ZadarGoogle Scholar
  18. 18.
    Kruse A et al (1987) Gerontologie-eine interdisziplinäre Wissenschaft. Bayrischer Monatsspiegel Verlagsgesellschaft mbH, MunichGoogle Scholar
  19. 19.
    Prasch M (2010) Integration leistungsgewandelter Mitarbeiter in die variantenreiche Serienmontage. Herbert Utz Publishing Company GmbH, MunichGoogle Scholar
  20. 20.
    Rensing L, Rippe V (2012) Altern-zelluläre und molekulare Grundlagen, körperliche Veränderungen und Erkrankungen. Therapieansätze. Springer, Berlin HeidelbergGoogle Scholar
  21. 21.
    Richter G et al (2012) Demografischer Wandel im Arbeitsleben. Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (eds) Dortmund. www.baua.de/de/Publikationen/Fachbeiträge/Artikel30.html. Accessed 28 July 2015
  22. 22.
    Riedel S et al (2012) Einflüsse altersabhängiger Veränderungen von Bedienpersonen auf die sichere Nutzung von Handmaschinen. In: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (eds) Research project F 2118, Dortmund Berlin Dresden. https://www.baua.de/de/Publikationen/Fachbeitraege/F2118.pdf. Accessed 20 July 2015
  23. 23.
    Schlick C et al (2010) Arbeitswissenschaft. Springer, HeidelbergGoogle Scholar
  24. 24.
    Weger G (2006) Alter(n)svielfalt im Betrieb. In Alter(n)svielfalt im Betrieb-Strategien und Maßnahmen für eine nachhaltige Unternehmenspolitik in kleinen und mittleren Unternehmen, Arbeitsbereich Gender and Diversity in Organizations. Wirtschaftsuniversität Wien (eds) 1st edn, pp 22–29Google Scholar
  25. 25.
    Winkler R (2005) Ältere Menschen als Ressource für Wirtschaft und Gesellschaft von morgen. In: Clemens W, Höpflinger F, Winkler R (eds) Arbeit in späteren Lebensphasen-Sackgassen, Perspektiven, Visionen. Haupt Publishing Company, Bern pp 84–104Google Scholar
  26. 26.
    Wolf M, Kleindienst M, Ramsauer C, Zierler C, Winter E (2018) Current and future industrial challenges: demographic change and measures for elderly workers in industry 4.0. In: Annals of the Faculty of Engineering Hunedoara - international journal of engineering, 16, pp 67–76Google Scholar
  27. 27.
    Ilmarinen J, Rantanen J (1999) Promotion of work ability during ageing. Am J Ind Med 36:21–23CrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    Gall B, Parkhouse W (2004) Changes in physical capacity as a function of age in heavy manual work. Ergonomics 47:671–687CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    Aittomaki A, Lahelma E, Roos E, Leino-Arjas P, Martikainen P (2005) Gender differences in the association of age with physical workload and functioning. Occup Environ Med 62:95–100CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    Giniger S, Despenszieri A, Eisenberg J (1983) Age, experience, and performance on speed and skill jobs in an applied setting. J Appl Psychol 68:469–475CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Baines et al (2004) Humans: the missing link in manufacturing simulation?Google Scholar
  32. 32.
    Shephard RJ (2000) Aging and productivity: some physiological issues. Int J Indus Ergon 25:535–545CrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    Boenzi F et al (2015) Modeling workforce aging in job rotation problems. IFAC-PapersOnLine 48–3:604–609CrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    Aoyagi Y, Shephard RJ (1992) Aging and muscle function. Sports Med 14:376–396CrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    Baines T, Mason S, Siebers PO, Ladbrook J (2004) Humans: the missing link in manufacturing simulation? Simul Model Pract Theory 12(7–8):515–526CrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    Baines TS, Asch R, Hadfield L, Mason JP, Fletcher S, Kay JM (2005) TowardsGoogle Scholar
  37. 37.
    Chapman EA, de Vries HA, Swezey R (1992) Joint stiffness: effects of exercise on young and old men. J Geront 27:218–221CrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    De Zwart B, Frings-Dresen M, Van Dijk F (1995) Physical workload and the aging worker: a review of the literature. Int Arch Occup Environ Health 68:1–12CrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    Gall B, Parkhouse W (2004) Changes in physical capacity as a function of age in heavy manual work. Ergonomics 47(6):671CrossRefGoogle Scholar
  40. 40.
    Goldich RL (1995) Military retirement and personnel management: should active duty military careers be lengthened? In: Congressional research service, WashingtonGoogle Scholar
  41. 41.
    Hank K, Jürges H, Schupp J, Wagner GG (2009) Isometrische Greifkraft und sozialgerontologische Forschung: Ergebnisse und Analysepotentiale des SHARE und SOEP [Isometric grip strength and social gerontological research: results and analytic potentials of SHARE and SOEP]. Z Gerontol Geriatr 42(2):117–126.  https://doi.org/10.1007/s00391-008-0537-8CrossRefGoogle Scholar
  42. 42.
    Heath G, Hagberg J, Ehsani A, Holloszy JO (1981) A physiological comparison of young and older endurance athletes. J Appl Physiol 51:634–640CrossRefGoogle Scholar
  43. 43.
    Hollmann W, Strüder HK (2009) Sportmedizin: Grundlagen für körperliche Aktivität, Training und Präventivmedizin (5, völlig neu bearbeitete und erw. Aufl). Stuttgart. Schattauer, New YorkGoogle Scholar
  44. 44.
    Johns RJ, Wright V (1962) Relative importance of various tissues in joint stiffness. J Appl Physiol 17:824–828CrossRefGoogle Scholar
  45. 45.
    Kenny GP, Yardley JE, Martineau L, Jay O (2008) Physical work capacity in older adults: implications for the aging worker. Am J Ind Med 51(8):610–625CrossRefGoogle Scholar
  46. 46.
    Kowalski-Trakofler KM, Steiner LJ, Schwerha DJ (2005) Safety considerations for the aging workforce. Saf Sci 43:779–793CrossRefGoogle Scholar
  47. 47.
    Scherf C (2014) Entwicklung, Herstellung und Evaluation des Modularen AlterssimulationsanzugseXtra (MAX) (Dissertation). Technische Universität Chemnitz, ChemnitzGoogle Scholar
  48. 48.
    Shephard RJ (1999) Age and physical work capacity. Exp Aging Res 25(4):331–343CrossRefGoogle Scholar
  49. 49.
    Tolin P, Simon JR (1968) Effect of task complexity and stimulus duration on perceptual-motor performance of two disparate age groups. Ergonomics 11:283–290CrossRefGoogle Scholar
  50. 50.
    Vitasalo J, Era P, Leskinen A, Heikkenen E (1985) Muscular strength profiles and anthropometry in random samples of men aged 31–35, 51–55, and 71–75. Ergonomics 11(3):283–290Google Scholar
  51. 51.
    Rohmert W (1984) Belastungs-Beanspruchungs-Konzept (stress-strain concept). Zeitschrift für Arbeitswissenschaft 4(1984):193–200Google Scholar
  52. 52.
    [18] Keil M, Hensel R, Spanner-Ulmer B (2010) Process model elements adjusted to abilitiesGoogle Scholar
  53. 53.
    [19] Schmidtke H (1993) Teil 3. Belastung und Beanspruchung. (stress and strain). In: Schmidtke H, Ergonomie (Ergonomics), 3. Aufl., pp 110–116, MünchenGoogle Scholar
  54. 54.
    Schlick C, Bruder R, Luczak H (2010) Arbeitswissenschaft (Human Factors and Ergonomics), 3. Aufl, HeidelbergGoogle Scholar
  55. 55.
    BGMH 2016: BGMH Information 102:Beurteilung von Gefährdungen und Belastungen (2016). https://www.bghm.de/fileadmin/user_upload/Arbeitsschuetzer/Gesetze_Vorschriften/Informationen/BGHM-I_102.pdf. Assessed 30 May 2018
  56. 56.
    Szymanski, H.: Die alterssensible Gefährdungsbeurteilung- Basis für eine zeitgemäße Arbeitsgestaltung. REFA-Nachrichten 6/2006Google Scholar
  57. 57.
    Kleindienst M, Wolf M, Ramsauer C, Winter E, Zierler C (2016) Demographic Change and its implications for ergonomic standardization. In: Book of proceedings of the 6th international ergonomics conference: ERGONOMICS 2016 - focus on synergy. Croatian ergonomics society, pp 179–188Google Scholar
  58. 58.
    Börner K, Bullinger-Hoffmann AC (2017) Alter(n)sgerechte Arbeitsplatzgestaltung – Prävention von Anfang an. Betriebliche Prävention 6:240–245Google Scholar
  59. 59.
    Spitzer H, Heftinger T (1964) Tafeln für den Kalorienumsatz bei kör- perlicher Arbeit. Sonderheft der REFA- Nachrichten, REFA-Verband für Arbeits- studien (Hrsg), Beuth-Vertrieb GmbH, BerlinGoogle Scholar
  60. 60.
    Bongwald O, Luttmann A, Laurig W (1995) Leitfaden für die Beurteilung von Hebe- und Tragetätigkeiten. Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften (HVBG). Sankt AugustinGoogle Scholar
  61. 61.
  62. 62.
    Zülch G Makroergonomische Probleme im Lager- und Transportbereich in: Griefahn B. et al Deutsche Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e.V. 50. Wissenschaftliche Jahrestagung Aachen 2010, pp 400–408Google Scholar
  63. 63.
    Brandstädt, F (2014) The Key Indicator Methods (KIM) - risk assessment of physical workload on screening level. In: XX. Weltkongress für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit 2014: Globales Forum Prävention: Unsere Vision: Prävention nachhaltig gestalten, 24–27 August 2014, Frankfurt, Programm, F02.14 DGUV, BerlinGoogle Scholar
  64. 64.
    Schaub K et al (2010) Das Multiple-Lasten-Tool: integrierte Bewertung unterschiedlicher Arten manueller Lastenhandhabung in. In: Mensch- und prozessorientierte Arbeitsgestaltung im Fahrzeugbau, Herbstkonferenz 2010 der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft, 23–24 September 2010, Wolfsburg. GfA Press, DortmundGoogle Scholar
  65. 65.
  66. 66.
    Köck PG, Pedersen E (1969) Er- mittlung von Grenzwerten für Männer und Frauen bei Hebe- und Tragearbeiten in Industrie und Gewerbe. Forschungs- auftrag der Arbeitsgemeinschaft zum Studium von Arbeitsbelastungen, durch- geführt vom Arbeitswissenschaftlichen Institut der Technischen HochschuleWienGoogle Scholar
  67. 67.
    Hecktor K, Schaub K, Jäger M (2014) Biomechanische Gefährdungsbeurteilung bei Montagearbeitsplätzen. Zeitschrift für. Arbeitwissenschaft, 68:7–17Google Scholar
  68. 68.
    Klussmann A et al (2017) Risk assessment of manual handling operations at work with the key indicator method (KIM-MHO). Determination of criterion validity regarding the prevalence of musculoskeletal symptoms and clinical conditions within a cross-sectional study. In: BMC musculoskeletal disorders, vol 18, Ausgabe 184.  https://doi.org/10.1186/s12891-017-1542-0
  69. 69.
    Hodgkins J (1962) Influence of age on the speed of reaction and movement in females. J Gerontol 173:385–389CrossRefGoogle Scholar
  70. 70.
    Scholz H (1964) Wechselbezihunge zwischen alter und Leistung. In: Arbeits- und betriebskundliche Reiche1. Bund Verlag, Köln, pp 9–34Google Scholar
  71. 71.
    Börner K, Löffler T, Bullinger-Hoffmann C (2017) CheckAge – Screening-Verfahren für die Bewertung alter(n)sgerechter Arbeitsplätze. Reihe aw&I Report, Heft 2, Verlag aw&l - Wissenschaft und Praxis, ChemnitzGoogle Scholar
  72. 72.
    Schaub et al (2015) Development and testing of a screening approach for the evaluation of forceful operations in industry. In: Proceedings of 19th triennial congress of the IEA, MelbourneGoogle Scholar
  73. 73.
    REFA Chemicals Expert Committee REFA (1987)Google Scholar
  74. 74.
    Schaub K et al (2015) The assembly specific force atlas. Hum Factors Ergon Manufact Serv Indus 25(3):329–339MathSciNetCrossRefGoogle Scholar
  75. 75.
    Wakula J et al (2009) Der montagespezifische Kraftatlas (BGIA-Report 3/2009). Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV), BerlinGoogle Scholar
  76. 76.
    Kugler M et al (2010) KoBRA – Kooperationsprogramm zu normativen Management von Belastungen bei körperlicher Arbeit. Ergonomie in der Industrie – aber wie?. Darmstadt. http://www.kobra-projekt.de/download/aws-light. Assessed 30 May 2018
  77. 77.
    Szymanski H, Lange A Den demografischen Wandel in der Eisen- und Stahlindustrie gestalten -– eine Handlungshilfe zur alter(n)sgerechten Arbeitsgestaltung. www.ergo-stahl.de. Assessed 30 May 2018

Copyright information

© Springer Nature Switzerland AG 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Graz University of TechnologyGrazAustria

Personalised recommendations