7-3. Przedmiot i zakres projektowania układów „człowiek – obiekt techniczny”

Projektowanie systemu C–OT–O:

• Element etapu realizacji potrzeb społecznych.
• Celem: uwzględnienie człowieka jako elementu systemu – jego działań, potrzeb, ograniczeń.

Cechy projektowania antropotechnicznego:

• Projektuje się działalność człowieka tak samo, jak projektuje się maszyny.
• Kluczowe: zgranie styku człowiek–maszyna (interfejs, informacja, komunikacja).
• Nazywane też projektowaniem ergonomicznym.

Cel:

• Optymalizacja nie tylko działań operatora, ale całego systemu.
• Poprawa: efektywności technicznej i ekonomicznej.

Etapy projektowania układów antropotechnicznych (wg 7-3. slajdu 7)

• Analiza zadania:
  • Badanie funkcji systemu, przepływu informacji, przekształceń sygnałów.
  • Ustalanie, co człowiek może i powinien wykonać.
• Rozdział funkcji (człowiek – OT):
  • Kto/co wykonuje daną funkcję?
  • Ustalany na podstawie możliwości człowieka i maszyny.
  • Optymalizacja działania = polioptymalizacja (wiele kryteriów).
• Analiza funkcji człowieka i podział zadań:
  • Tworzenie struktury pracy:
    • liczba stanowisk,
    • zadania,
    • komunikacja między operatorami.
• Projektowanie powiązań C–OT–O:
  • Środki przedstawiania informacji, komunikacja.
  • Tworzenie ergonomicznego miejsca pracy.
  • Zasada aktywnego operatora (B. Łomow): nie reaguje pasywnie, ale prognozuje zdarzenia.
• Projektowanie działalności operatora:
  • Instrukcje, algorytmy, wymagania:
    • pamięć, uwaga, czas reakcji, emocjonalność.
  • Opracowanie metod:
    • szkolenia, treningu, testów ergonomicznych.
• Sprawdzanie zgodności systemu:
  • Czy spełnia normy ergonomiczne?
  • Czy osiąga założone parametry całego systemu?

7-3. slajd 7

Ogólne wymagania projektowania antropotechnicznego:

• Zapewnienie parametrów całego systemu: niezawodność, wydajność, dokładność, itd.
• Przestrzeganie zasad ergonomii.
• Zapewnienie bezpiecznych i dopuszczalnych warunków pracy człowieka.
• Zapewnienie komfortu użytkowania – bez potrzeby wysokich kwalifikacji.
• Opracowanie dokumentacji ułatwiającej naukę i eksploatację OT.

Rozdział funkcji między człowieka i obiekt techniczny

Współczesne systemy techniczne zawierają maszyny, które potrafią realizować niektóre funkcje intelektualne człowieka (np. myślenie, sterowanie, organizacja). Prowadzi to do konieczności świadomego rozdziału funkcji między człowieka a maszynę – tak, aby efektywnie wykorzystać możliwości obu.

7-3. slajd 8

Porównanie możliwości człowieka i maszyny

Maszyna przewyższa człowieka w:

• Szybkości i dokładności przetwarzania informacji (np. EMC reaguje w 10⁻⁷ s, neuron w 10⁻² s),
• Przechowywaniu i przetwarzaniu dużych ilości jednorodnych danych,
• Rozwiązywaniu zadań algorytmicznych i powtarzalnych,
• Wydajności zadań ruchowych – szybkości, sile, precyzji.

Człowiek przewyższa maszynę w:

• Rozpoznawaniu złożonych sytuacji przy niepełnej informacji,
• Elastyczności, adaptacji i samoorganizacji,
• Przetwarzaniu informacji nieustrukturyzowanej (wysoka nieokreśloność),
• Wykorzystaniu doświadczenia i intuicji,
• Odporności na zakłócenia percepcyjne (stałość percepcji niezależnie od warunków).

Ograniczenia człowieka:

• Męczliwość, potrzeba odpoczynku,
• Spadek koncentracji w czasie,
• Wrażliwość na stres i czynniki subiektywne.

Ograniczenia maszyny:

• Brak samokontroli, samoświadomości i intuicji,
• Brak doświadczenia, kreatywności i motywacji.

Funkcje człowieka w procesie sterowania

Człowiek powinien być odpowiedzialny za:

• Rozpoznawanie sytuacji całościowej przy niepełnej informacji,
• Myślenie indukcyjne (tworzenie uogólnień z faktów),
• Rozwiązywanie niealgorytmicznych problemów bez jasno określonych reguł,
• Dostosowanie się do zmieniających się warunków,
• Decyzje w sytuacjach o wysokiej odpowiedzialności, gdzie błąd ma poważne konsekwencje.

Zadania maszyn w procesie sterowania

Maszyny powinny realizować:

• Szybkie i dokładne obliczenia matematyczne,
• Powtarzalne czynności według algorytmu,
• Pamięciowe operacje – przechowywanie i szybkie udostępnianie danych,
• Zastosowanie dedukcji – z ogólnych zasad do szczególnych przypadków,
• Wykonywanie błyskawicznych reakcji na polecenia operatora.

Wnioski:

• Kluczem jest komplementarne podejście – człowiek i maszyna powinni wzajemnie się uzupełniać, a nie rywalizować.
• Człowiek sprawdza się w złożonych, niepewnych, krytycznych sytuacjach.
• Maszyna jest niezastąpiona w działaniach szybkich, rutynowych i precyzyjnych.