Kognitiivinen kuormittuminen, ohjeistukset ja oppiminen kokoonpanotyössä

Tiivistelmä

Tutkimuksessa keskitytään työntekijöiden oppimiseen, joka on olennaista yksilön ammattitaidon ja yritysten kilpailukyvyn kehittymisessä. Tutkimuskohteena on työn kognitiivisen kuorman ja ohjeistuksen vaikutukset yksilön oppimiseen. Oppimisprosessia tarkastellaan kokoonpanotuotannossa, jossa työvoimakustannukset ovat merkittävät. Tutkimuksen teoreettinen tausta on Swellerin kognitiivisessa kuormateoriassa, jonka mukaan ihmisen työmuisti on rajallinen. Siksi informaation esittämistavalla, eli ohjeistuksella, on merkitystä. Tutkimuksessa hyödynnetään kokoonpanotutkimuksista kerättyä dataa ja matemaattisia oppimismalleja, jotka kuvaavat suoritusaikaa kokemuksen, välillisesti toistojen määrän, suhteen. Tutkimuksessa kehitetään malli, joka eriyttää kognitiivisen ja motorisen työn komponentit, ja joka kuvaa aiempia malleja tarkemmin kognitiivista kuormaa ja -häiriötä oppimisprosessissa. Tutkimuskysymykset ovat: (1) Miten kognitiivinen kuormittuminen vaikuttaa oppimiseen ottaen huomioon työntekijöiden kyvyt ja kokoonpanotuotannon vaatimukset? (2) Miten erilaiset mallit edustavat empiirisiä havaintoja, ja (3) miten erilaiset ohjeistukset vaikuttavat työntekijän kognitiiviseen kuormittumiseen ja oppimiseen kokoonpanoympäristössä? Hankkeen tuloksista kirjoitetaan kaksi tutkimusartikkelia. Hanke tuottaa konkreettista tietoa työnantajille, esimiehille ja tuotannonsuunnittelijoille, miten erilaisia oppijoita voidaan tukea tehtävässään.

Hankkeen vastuuhenkilö

Jaakko Peltokorpi

Tiedote

Työntekijän kyvyt, kognitiivinen kuormittuminen ja ohjeistukset kokoonpanotyön oppimisessa

Tiivistelmä

Hankkeessa tuotettiin tietoa työntekijän vamman, kognitiivisen kuormittumisen ja työohjeiden vaikutuksista oppimiseen toistuvassa kokoonpanotyössä. Kokeellisten tutkimustulosten perusteella ohjeiden sisältö ja esitystapa tulee suunnitella yksilökohtaisesti. Tämä tarkoittaa yksilön kognitiivisten kykyjen sekä digitaalisia teknologioita hyödyntävien työohjeiden yhteensovittamista tehokkaan oppimisprosessin saavuttamiseksi. Hankkeessa kehitettiin lisäksi matemaattinen malli, joka huomioi ylikuormituksen (häiriön) sekä kognitiivisessa että motorisessa oppimisprosessissa. Mallin avulla voidaan tunnistaa erilaisten oppijoiden profiileja ja tarpeita. Hankkeen tuloksista on hyötyä yksilöllisessä työnohjauksessa ja koulutuksessa teollisuudessa.

Lähtökohdat

Tässä hankkeessa tutkittiin ensimmäistä kertaa työntekijän vamman, työohjeiden ja toistojen vaikutusta kokoonpanotyön oppimiseen. Taustalla on kognitiivinen kuormateoria, jonka mukaan työmuistin rajallisuus tulee huomioida ohjeiden suunnittelussa. Tämä korostuu oppimisvaikeuksista kärsivillä työntekijöillä. Hankkeessa kehitettiin myös ensimmäistä kertaa matemaattinen malli, jonka avulla voidaan tunnistaa kognitiivinen ja motorinen ylikuormittuminen (häiriö) tehtävätoistojen suhteen.

Aineisto

Hankkeessa suoritettiin kokoonpanotutkimus auton turvaistuimia valmistavassa belgialaisessa yrityksessä. Yritys toimii sosiaalisena työpaikkana vajaatyökykyisille, jotka osallistuivat tutkimukseen. Kokeen käytännöntoteutuksesta vastasi belgialainen Arkite-yritys ja tieteelliseen tutkimukseen osallistui myös väitöskirjatutkija Gentin yliopistosta. Oppimismallien tutkimus suoritettiin yhteistyössä Toronton Ryerson yliopiston professorin kanssa. Malleja testattiin tutkimuskirjallisuuden datalla.

Menetelmät

Kokeellisessa tutkimuksessa testattiin 4 vammaprofiilin ja 4 kokoonpano-ohjetyypin vaikutusta oppimiseen 15 toiston ajan. Kehittyneemmät ohjeet toimivat Arkiten ”Human Interface Mate, HIM” järjestelmässä, joka hyödyntää älykkäitä sensoreita ja AR-teknologiaa ja myös tallentaa kokoopanoajat. Jokaista ohjetyyppiä kohden oli 7 kokoonpanijaa ja vaikutuksia tutkittiin tilastollisella analyysilla. Matemaattisia oppimismalleja sovitettiin kirjallisuuden kokoonpanodataan regressioanalyysissa.

Tulokset ja johtopäätökset

Kehittyneimmät, AR-teknologiaan pohjautuvat, ohjeet ovat tehokkaimpia ensimmäisessä toistossa. Paperiset (teksti ja kuva) ohjeet haastavat oppijaa enemmän ja ovat siksi tehokkaampia pidemmän päälle. Teknologiaan sopeutumisessa on kuitenkin työntekijäkohtaisia eroja, ja siksi ohjeet tulisi suunnitella yksilöllisesti, kognitiiviset kyvyt huomioiden. Kognitiivisen kuormituksen huomioivat oppimismallit auttavat tunnistamaan erilaisia oppimisprofiileja ja niihin liittyviä erityistarpeita.

Uutuusarvo ja sovellettavuus

Tutkimus tuotti tietoa työntekijän vamman, työohjeiden, kognitiivisen kuormittumisen ja toistojen vaikutuksesta oppimiseen. Tulokset lisäävät ymmärrystä kaikenlaiseen työnsuunnitteluun, miten huomioida yksilölliset tarpeet ja hyödyntää uusia teknologioita kouluttaessa työntekijöitä kognitiivisesti vaativiin toistuvaisluonteisiin tehtäviin. Tulokset hyödyttävät myös yrityksiä, jotka ovat kiinnostuneita palkkaamaan ja kouluttamaan osatyökykyisiä.

Aineisto

Jaakko Peltokorpi. Työntekijän kyvyt, kognitiivinen kuormittuminen ja ohjeistukset kokoonpanotyön oppimisessa. Loppuraportti Avaa

Peltokorpi and Jaber (2021) An interference-adjusted power learning curve for tasks with cognitive and motor elements
Applied Mathematical Modelling, Volume 101.
ISSN: 0307-904X-1872-8480

https://doi.org/10.1016/j.apm.2021.08.016