Jari Kaivo-oja

+358 417530244
[email protected]
See more

Human factors and ergonomics in the industry 4.0 context

Human factors and ergonomics in the industry 4.0 context

Technological development enables efficient manufacturing processes and brings changes in human work, which may cause new threats to employee well-being and challenge their existing skills and knowledge. Human factors and ergonomics (HF/E) is a scientific discipline to optimize simultaneously overall system performance and human well-being in different work contexts.

The review describes the state-of-the-art of HF/E research in Industry 4.0 manufacturing contexts. A total of 336 research articles were identified for the review, of which 37 were analysed utilizing a human-centric work system presented in the HF/E literature.

The scoping review identifies how organisations can have different levels of HF/E and technological maturities and how there are products of the organisational and operational contexts (external environment, the socio-organizational context, and the local context). An essential finding of the paper is also indications of a maturity paradox, where positive development on one variable (HF/E or technology) has a detrimental effect on the other. This is important to keep in mind and address in future manufacturing and societal developments.

Finally, the article presents a series of identified macro ergonomics viewpoints in manufacturing in Industry 4.0 context:

Technological:

  • High technology sets complex demands for production and may bring along new threats to human
  • Demands for the safety and security of the technologies and work environments increases
  • Quality and usability of the user interfaces of technologies gets more complex
  • Production systems provide complex data, which in turn increases the need for more sophisticated analysis methods and skills to utilise them
  • Assistive technologies used to ease human work bring along new threats to humans
  • Demands for skills to utilise new technologies increase

 

Arto Reiman

Post-doctoral research fellow, University of Oulu

Elina Parviainen

Entrepreneur, Human Process Consulting Oy

Esa-Pekka Takala

Adjunct Associate Professor, University of Helsinki

Jari Kaivo-oja

Research Director FFRC, University of Turku

Theresa Lauraéus

Post-doc. Researcher, FFRC University of Turku

Reiman, A., Kaivo-oja, J., Parviainen, E., Takala, E.-P. & Lauraéus, T., 2021, Human factors and ergonomics in manufacturing in the industry 4.0 context – A scoping review. Technology in Society.

Keywords

Human factors, Ergonomics, Manufacturing, Industry 4.0, Maturity models.

Organisational:

  • Demands for organisational skills supporting technological transformation and development activities increase
  • Personnel training systems are challenged to fit the needs and demands technological developments bring along
  • Mutual trust between the employer and the employee is threatened

Personnel:

  • Human tasks become more demanding and complex
  • Demands on personal cognitive and social and communication skills increase
  • Employee shortage is faced; due to e.g. aging workforce or concerning the lack of highly skilled experts

For more information on the important subject of human factors and ergonomics in Industry 4.0 contexts, please contact the article authors.

3D-tulostus ja sen tulevaisuuden mahdollisuudet: Tiedelinja 12.5.2021 klo 18.00

3D-tulostus ja sen tulevaisuuden mahdollisuudet -Tiedelinja 12.5.2021 klo 18.00

Turun yliopiston Tiedelinjalla tutkijat ja yleisö keskustelevat ajankohtaisista aiheista.

12.5. pidettävässä Tiedelinjassa käsitellään 3D-tulostuksen  tulevaisuuden mahdollisuuksia.

Aiheesta keskustelevat konetekniikan professori Antti Salminen, biomateriaalitieteen professori Pekka Vallittu ja Tulevaisuuden tutkimuskeskuksen tutkimusjohtaja, dosentti Jari Kaivo-oja.

Salminen on vuosia tutkinut 3D-tulostamisen mahdollisuuksia. Ennen Turun yliopistoon siirtymistään hän toimi LUT- yliopistolla Lasertyöstön tutkimusryhmän johtajana ja MFG4.0-hankkeen vetäjänä lisäävän valmistuksen osalta.  Salminen on perehtynyt 3D-tulostuksen mahdollisuuksiin, rajoitteisiin ja tulevaisuuteen.

Vallittu on tehnyt maailmanlaajuisestikin vertailtuna uraauurtavaa työtä uusien biomateriaalien kehittämisessä. Hänen johdollaan Turun kliinisessä biomateriaalikeskuksessa on kehitetty jo 1990-luvulta komposiittimateriaaleja, joista valmistetaan hammas- ja luuvaurioiden hoidossa käytettäviä lääkinnällisiä laitteita, kuten hammassiltoja ja luuimplantteja. Lasikuidun ja biolasin yhdistäviä bioaktiivisia implantteja käytetään jo nyt laajasti kallon luuvaurioiden hoidossa. Implanttien valmistuksessa hyödynnetään 3D-tulostusta ja tulostus on tullut myös hammasmateriaalien käsittelyyn.

Kaivo-oja toimii MFG4.0-hankkeemme Tulevaisuuden tutkimuksen työpaketin vetäjänä.

Ohjelma on katsottavissa Tiedelinjan sivulla seuraavana päivänä ja kahden viikon päästä myös tekstitettynä.

 

MFG4.0-hanke laajasti esillä AMIEDU:n järjestämillä AMK- ja ammatillisen koulutuksen tutkimuspäivillä Helsingissä

AMK- ja ammatillisen koulutuksen tutkimuspäivien 2019 yleisenä teemana ja haasteena oli teknologinen murros. MFG 4.0 -hanke oli esillä päivien avauksessa, keynotessa ja teemaryhmäesityksessä.

Tutkijatohtori Maarit Viroilainen

Päivien avauspuheenvuorossa torstaina 14.11. MFG4.0-projektin tutkijatohtori Maarit Virolainen toi esille digitalisoitumisen jo arjessa selviytymiseen tuomat aikuisten jatkuvan oppimisen haasteet, kuten eri elämänalueille ulottuvat mobiiliteknologiset ratkaisut. Hän pyrki myös yhdysvaltalaistutkijoiden malllinnusta höydyntäen selittämään, miksi teknologisen murroksen tuomien osaamistarpeiden ennakointitulokset poikkeavat toisistaan maittain ja alueittain; yhtäältä eri maiden tuotanto- ja koulutusrakenteet eroavat toisistaan. Toisaalta informaatio olemassa olevasta osaamisreservistä ja aluetason työvoiman kehitysmahdollisuuksista, sekä yritysten investointisuunnitelmista on puutteellista. Lisäksi alueiden välistä ja sisäistä liikkuvuutta on vaikea ennustaa, koska siihen vaikuttavat poliittiset toimenpiteet ja yksilöiden urasuunnitelmat. Siksi tarvitaan paikallista koulutuksen ja työelämän yhteistyötä sekä suomalaista ennakointitutkimusta ja -suunnittelu ja laajaa yhteiskunnnalista keskustelua.

Teknologian osaamistarpeisiin tuomaan haasteeseen vastaamiseksi koulutustutkimuksessa on tutkittu viime vuosikymmeninä erityisesti monialaisia ja yleisvalmiuksia ja ns. 21. vuosisadan taitoja, kuten uran- ja elämänhallintataidot, kriittisen ajattelun taidot, ongelmanratkaisutaidot, viestintä ja kommunikaatio, yhteistyö, luovuus ja innovointi, aloitteellisuus ja oman toiminnan ohjaus, monilukutaito: tiedonhaku, uudet mediat, tiedon luotettavuuden arviointi, ja genrejen tunnistaminen. Lisäksi viime vuosina on korostettu yhä enemmän tunnetaitojen, -älyn ja soft skillsien hallintaa. Alakohtaisesti näiden tulisi yhdistyä substanssiosaamisen ja tulla haltuun sen opiskelun ohessa.

Tutkimusjohtaja, dosentti Jari Kaivo-oja

Tutkimusjohtaja, dosentti Jari Kaivo-oja MFG4.0-hankkeesta piti puolestaan Key Note – esitelmän AMK- ja ammatillisen koulutuksen tutkimuspäivillä 2019 perjantaina 15.11.2019. Key Note-alustus herätti aktiivista keskustelua tilaisuuteen osallistuneiden aikuiskoulutuksen asiantuntijoiden keskuudessa.

Dosentti Jari Kaivo-oja toi esitelmässään esille seuraavanlaisia näkökulmia teknologian murroksen ja työelämän muutosten koulutukselle tuomiin haasteisiin vastaamiseksi :

  • Aika-tila-materiaalit –ulottuvuuksien hallinta (8 eri digitaalista skenaariota ja ”todellisuutta”, muodostavat omat digitaaliset osaamisalueensa)
  • Strategisesti hallittu MOOC – koulutuspalvelutuotanto (tarve kehittää MOOC-strategioita, jopa koulutusohjelmia)
  • Opetusrobotit ja opetuscobotit olisi hyvä ottaa laajemman kehittämistyön kohteeksi Suomessa (pilotointi ja kokeilutoiminta)
  • Teollisuutta tukevien Digital Twin – oppimisohjelmien kehittäminen tieteellisen tutkimuksen pohjalta
  • Pelillinen koulutus, pelilliset koulutusohjelmat
  • Kielikoulutus ja matematiikan koulutus: omat räätälöidyt digitaalisen oppimisen lähestymistavat tarvitaan
  • Itsearviointi ja sen metodologinen kehittäminen digitaalisessa oppimisessa ja pedagogiassa
  • Täydennyskoulutus ja tiedonhallinta digitaalisen oppimisen T&K -kehitystyössä on tärkeää (uudet metodit ja työkalut omaksuttava ketterästi)
  • Yhteydet työelämään erittäin tärkeitä: Teollisuus 4.0- ja Valmistus 4.0 -kehitys yrityksissä ja digitalisaatiohaasteet, testaus ja tuloksellisuuden arviointi käytännössä korostuvat
  • Digital Divide-ongelmien vahva tiedostaminen, lineaarinen ajattelu ei toimi, vaan täytyy kohdata ongelmia ja ratkaista niitä yhdessä (ns. sense making-sense giving- toiminta).

Nämä oppimisen ja koulutuksen uudet haasteet edellyttävät laajaa yhteistyötä koko suomalaisessa koulutuskentässä. Teknologisessa murroksessa voimme oppia erittäin paljon toisiltamme, korosti dosentti Jari Kaivo-oja.

Tutkimuspäivien toisena päivänä kuultiin myös MFG 4.0 -hankkeen tutkijoiden esitys
“Ammatillinen koulutus, teknologiset ongelmanratkaisutaidot ja sosiaalinen osallistuminen: tuloksia PIAAC-aineistosta” (tekijät: Maarit Virolainen, Juhani Rautopuro, Hanna Nygren, Raija Hämäläinen, Koulutuksen tutkimuslaitos, Jyväskylän yliopisto). Alustavista tuloksista kiinnostavaa oli osallistumismahdollisuuksien ja teknologian oppimisen informaalisten resurssien, sosiaalisten verkostojen, näkökulmasta erityisesti, kuinka toisen asteen yleissivistävän tai ammatillisen koulutuksen ja korkeakoulutuksen suorittaneiden luottamus toisiin ihmisiin oli korkeampi kuin vain peruskoulun suorittaneiden luottamus.

Myös käsitys poliittisista vaikutusmahdollisuuksista oli positiivisempi ja aktiivisuus yhdistystoiminnassa oli yleisempää tällä ryhmällä verrattuna vain peruskoulun päättäneisiin. Tuloksista voi päätellä, että koulutus on sidoksissa myös informaalin oppimisen mahdollisuuksiin sosiaalisissa verkostoissa.

Amiedu (nyk. Taitotalo) järjesti tilaisuuden yhteistyössä Opetus- ja kulttuuriministeriön ja Ammatillisen koulutuksen tutkimusseura OTTU ry:n kanssa.

MFG4.0 Research Team Members visited the Committee of the Future Coordinators at the Parliament of Finland

MFG 4.0 researchers from the University of Turku, Research professor, Research director Jari Kaivo-oja and Senior Researcher Theresa Lauraéus met the coordinators of Finland Futures Committee at the Parliament of Finland, On Thursday 22.9.2019. There was a joint meeting of the Finland Futures Research Centre, FFRC (University of Turku) and the Future Committee of Finland, which was organized in Helsinki. Co-hosts of the event were the Committee Counsel Olli Hietanen and Senior Advisor from the Committee for the Future, Parliament of Finland, Dr Maria Höyssä.

According to Senior Adviser Maria Höyssä FFRC will be invited later in the autumn to give its formal statement for the Committee for the Future on emerging future issues that the Committee should explore. But before that there will be an informal brainstorm on themes that the researchers of FFRC think would be interesting for the Committee to look into. This is a possibility to bring forward and collectively comment on the tentative ideas and weak or silly signals, from the juniors and seniors alike.

It is important for MFG4.0 project to have high-level policy dialogues on many levels. This special day in the Parliament of Finland was a very good example of this kind of constructive dialogues. The new Government of Finland was shortly informed about the MFG4.0 project. Research director and research professor Jari Kaivo-oja proposed to the Committee of the Future to pay strategic attention to the digitalization process and new industrial policy options of Finland. As a concrete initiative, he proposed to start futures-oriented co-creation and co-planning process of the Finnish industries and the Government, in which “full business potential of Manufacturing 4.0 and Industry 4.0 will be discussed with implementation programs in the Parliament of Finland”.