7-2. Prakseologiczne ujęcie projektowania układów antropotechnicznych

•  Inżynierowie są dobrze przygotowani technicznie, ale nie radzą sobie z aspektami społecznymi i metodologicznymi.
• Projektant ma ogromny wpływ na użytkowników i wytwórców – jego decyzje są praktycznie poza kontrolą społeczną, co rodzi wysoką odpowiedzialność moralną.

7-2. slajd 1

• Projektowanie to element przemysłowego procesu realizacji potrzeb społecznych (PPR).
• Fazy PPR:
  • GP – Generacja potrzeb
  • IP – Identyfikacja potrzeb
  • PP – Przygotowanie produkcji
  • PW – Produkcja wyrobu
  • DP – Dystrybucja
  • EP – Eksploatacja
  • LW – Likwidacja
  • ISZ – Informacyjne sprzężenie zwrotne

7-2. slajd 2

Identyfikacja potrzeb (IP)

• Ustalanie czyje potrzeby mają być brane pod uwagę.
• Hierarchizacja potrzeb wg kryteriów: społecznych, ekonomicznych, technicznych, politycznych.
• Użycie prognoz (społecznych, technicznych itd.) w ocenie przyszłych potrzeb.

Przygotowanie produkcji (PP)

• Tu odbywa się projektowanie: tworzenie modeli, konstrukcji, procesów.
• Koncepcje techniczne nie mogą być ograniczone zbyt wczesnymi założeniami.
• Projektowanie to proces heurystyczny – nie w pełni algorytmizowalny.

Eksploatacja (EP/EW)

• Najważniejsza faza PPR – to w niej realizuje się cel istnienia wytworu.
• Obejmuje:
  • Użytkowanie (U) – zaspokajanie potrzeb,
  • Obsługiwanie (O) – zapewnienie gotowości technicznej,
  • Zasilanie (Z) – dostarczanie energii, informacji i materiałów.
• Tradycyjne podejście skupia się tylko na konfiguracji: człowiek-operator, pomijając inne konfiguracje antropotechniczne (np. ratownik-obiekt techniczny).

7-2. slajd 3

Likwidacja wytworu (LW)

• Ostatnia faza, często pomijana na etapie projektowania.
• Brak planowania skutecznej utylizacji = zagrożenie ekologiczne.
• Ochrona środowiska powinna zaczynać się już na etapie projektu.

Człowiek jako aktywny podmiot w procesie przemysłowym

Człowiek, działając w sferze pracy, techniki, nauki i sztuki:

• Przekształca środowisko, nie tylko się do niego dostosowując.
• Wydobywa i ujarzmia siły natury dzięki nauce.
• Tworzy nowe rzeczywistości emocjonalno-zmysłowe przez sztukę.

Funkcje człowieka w pracy przemysłowej (slajd 4)

7-2. slajd 4

W ogólnym ujęciu, człowiek spełnia funkcje:

• Logiczne: zapamiętywanie, wybór, analiza, decyzje.
• Kontrolno-kierownicze: nadzorowanie procesów.
• Technologiczne: kształtowanie i modyfikowanie materiałów.
• Energetyczne i transportowe: udział w przemieszczaniu energii/materiałów.

Człowiek względem obiektu technicznego (slajd 5)

• Człowiek zawsze jest podmiotem, nigdy przedmiotem.
• Pozycja człowieka zależy od fazy procesu realizacji potrzeb – w każdej z nich jego rola i wpływ na obiekt techniczny się zmieniają.

7-2. slajd 5

Człowiek jako projektant

Rola projektanta

• Projektant rozwiązuje problemy techniczne, przechodząc przez etapy:
  • Identyfikacja problemu
  • Formułowanie i analiza
  • Poszukiwanie rozwiązań
  • Decyzje i dokumentacja (rysunki, modele, opisy)

Cechy dobrego projektanta (slajd 6 i 7)

• Zna i działa dla dobra społeczeństwa.
• Minimalizuje koszty, maksymalizuje korzyści społeczne.
• Umie „wpleść technikę w tkankę społeczną” (Eric Ashby).

7-2. slajd 6

7-2. slajd 7

Ogólne zadania projektanta (slajd 8, wg E.V. Kricka)

7-2. slajd 8

Podstawowe zadania

• Rozpoznanie i zrozumienie potrzeb społecznych.
• Przekładanie potrzeb na język techniki.
• Godzenie sprzecznych kryteriów (polioptymalizacja).
• Kreatywność, nie tylko wiedza techniczna.
• Uwzględnianie ekonomii, użytkowania, skutków społecznych.
• Współpraca z użytkownikiem (projektowanie partycypacyjne).

Wymagane cechy projektanta

• Osobowościowe: wyobraźnia, postawa, talent, doświadczenie.
• Umiejętności: przetwarzanie informacji, modelowanie, działania pod niepewnością, stosowanie narzędzi i metod heurystycznych.
• Wiedza fachowa: techniczna i zawodowa.

Wnioski

• Rola człowieka w przemyśle jest złożona i wieloetapowa.
• Człowiek nie tylko używa techniki – tworzy ją, steruje nią i nadaje jej sens.
• Projektowanie to nie tylko rzemiosło techniczne, ale działanie społecznie odpowiedzialne i kulturowo osadzone.

W projektowaniu systemów technicznych:

• Działania mają charakter wielopodmiotowy.
• Wymagana jest efektywna komunikacja:
  • w zespole projektowym,
  • z użytkownikami,
  • z innymi uczestnikami procesu zaspokajania potrzeb społecznych.

Kluczowe uwarunkowania:

• Komunikacja to nie tylko przekaz wiedzy, ale też inicjowanie myślenia.
• Projektant korzysta z wiedzy spoza swojej specjalizacji.
• Planowanie obejmuje szerokie spektrum rzeczywistości → wiedza jest:
  • rozproszona,
  • różnorodna,
  • wyrażana w różnych językach.
• Selekcja informacji zachodzi już na etapie analizy rzeczywistości.
• Różnice wiedzy między współpracownikami mogą prowadzić do nieporozumień.
• Im bardziej innowacyjny projekt, tym trudniej określić potrzebną wiedzę.
• Czasem nie ma gotowej wiedzy – potrzebne są badania własne.

Języki projektowania

W procesie projektowania wykorzystuje się cztery rodzaje języków:

W projektowaniu wyróżnia się dwa główne ideały:

1. Projektowanie zadaniowe.
2. Projektowanie sytuacyjne.

Projektowanie zadaniowe

Definicja:
Projektowanie realizujące ściśle określone zadanie (problem) postawione przez zleceniodawcę (np. firmę, inwestora).

Według E.V. Kricka:

Problem = potrzeba transformacji jednego stanu w inny.
Lepsze rozwiązanie = większy efekt przy niższych kosztach.

Cel projektowania zadaniowego:

Znaleźć postać i sposób realizacji obiektu, który maksymalizuje efekty użytkowania, minimalizując koszty (niestety – pomija koszty społeczne!).

Cechy i ograniczenia:

• Koncentracja na materialnych środkach osiągania celów.
• Najczęściej: usprawnianie już istniejących obiektów.
• Sztywny schemat projektowania (dobór środka do celu).
• Reprodukcja tradycyjnych wzorców w edukacji projektantów.
• Pomija ergonomię i humanizację techniki.
• Ograniczona swoboda twórcza projektanta.

Projektowanie sytuacyjne

Definicja:
Projektowanie ukierunkowane na kontekst, uwzględniające człowieka i jego otoczenie (środowiskowe, społeczne, psychiczne, zawodowe).

Cel:

Znalezienie sposobów przezwyciężania praktycznych problemów z uwzględnieniem czynnika ludzkiego i środowiskowego.

Powody rozwoju tego podejścia:

• Odpowiedź na negatywne skutki projektowania zadaniowego:
  • zanieczyszczenie środowiska,
  • wyczerpywanie zasobów,
  • negatywne skutki urbanizacji i przemysłu.

Charakterystyka:

• Projektant uwzględnia człowieka, społeczeństwo i środowisko.
• Korzysta z wiedzy ergonomicznej, psychologicznej, społecznej.
• Staje się interdyscyplinarne i antropocentryczne.

Wariant: projektowanie układów antropotechnicznych:

Systemy: człowiek – obiekt techniczny – otoczenie
Uwzględnia: ergonomię, niezawodność, bezpieczeństwo

Konsekwencje:

• Nowe akty prawne (np. Kodeks pracy) wymuszają:
  • przestrzeganie zasad ergonomii,
  • humanizację techniki,
  • zapewnienie bezpieczeństwa pracy.

7-2. slajd 9

7-2. slajd 10

Podstawowe zasady projektowania inżynierskiego

Zasady dzielimy na trzy grupy:

Zasady ergonomiczne → należą do grupy ogólnych

Porównanie podejść: zadaniowe vs sytuacyjne

Projektowanie jako działanie w łańcuchu prakseologicznym

• Projektowanie to proces celowego działania człowieka (podmiotu), który za pomocą narzędzi projektowania oddziałuje na system: człowiek – obiekt techniczny – otoczenie.
• To uporządkowany układ: podmiot → narzędzie → przedmiot działania.

Podmiot projektowania

Kto jest podmiotem projektowania?

• Użytkownicy i projektanci – razem tworzą parę „użytkownik–projektant”.
• To założenie tzw. projektowania antropocentrycznego.

Typy użytkowników:

• Główni i bezpośredni – np. użytkownik końcowy, serwisant, wytwórca. Mają pozytywną potrzebę: „chcę czegoś konkretnego”.
• Pośredni i przypadkowi – nieużywający obiektu bezpośrednio, ale odczuwający skutki jego istnienia (np. hałas, zanieczyszczenia).

Konsekwencje:

• Konieczność uwzględnienia efektów ubocznych i opóźnionych skutków rozwiązań projektowych.
• Prowadzi to do poszukiwania nowych podejść metodologicznych, np.:
  • model dyskursywny,
  • koncepcja wielorakiej perspektywy,
  • projektowanie uczestniczące – najbardziej istotne w podejściu antropocentrycznym.

Istota projektowania uczestniczącego

Cechy projektowania uczestniczącego:

• Użytkownicy aktywnie uczestniczą w podejmowaniu decyzji projektowych.
• Unika się narzucania przez projektanta własnej wizji i estetyki.
• Zakłada się brak jednoznacznych, „obiektywnych” miar oceny projektu.

Zasady:

• Informacje zbierane są zarówno poprzez ekspertyzy, jak i dyskusje z interesariuszami.
• Decyzje mają charakter argumentacyjny – uczestnicy wchodzą w spór, szukają rozwiązań.
• Cały proces jest jawny, otwarty i partycypacyjny.

Pośrednik projektowania – narzędzia projektowania

Czym posługuje się projektant?

• Metody i środki zależą od:
  • typu projektu,
  • rodzaju użytkowników,
  • czasu, budżetu,
  • etapu procesu projektowego,
  • przygotowania projektanta (paradygmatu nauczania).

Cechy procesu projektowania (wg W. Tarnowskiego, slajd 11):

• Proces tworzenia i przetwarzania informacji.
• Cel: tworzenie czegoś nowego, co wymaga metod twórczych (heurystyka, symulacja).
• Zawiera działania o różnym stopniu formalizacji – od kreatywnych do algorytmicznych.
• Projektowanie jest częścią procesu zaspokajania potrzeb.
• Brak pełnych modeli matematycznych – projektowanie jest częściowo algorytmizowalne.
• Błędy projektowe mogą mieć wysokie koszty ekonomiczne i społeczne.
• Mimo niepewności, projektowanie można i należy nauczać i badać.

7-2. slajd 11

Przedmiot projektowania

Co jest przedmiotem projektowania ergonomicznego?

System „człowiek – obiekt – otoczenie” (C–O–O):

• wg normy PN-EN 614-1:2009 – człowiek wykonuje działania za pomocą techniki, w określonych warunkach środowiskowych.

Elementy systemu:

• Człowiek – użytkownik, konserwator, zaopatrzeniowiec (pojedynczo lub jako zespół).
• Obiekt techniczny – maszyna, narzędzie, instalacja.
• Otoczenie – warunki środowiska:
  • fizyczne, chemiczne, biologiczne,
  • organizacja i przestrzeń stanowiska pracy,
  • struktura zespołu i zarządzanie,
  • relacje międzyludzkie.

Relacje w systemie:

• Wszystkie komponenty oddziałują na siebie nawzajem.
• Projektant musi uwzględnić całość systemu, ponieważ ergonomiczne projektowanie wymaga podejścia interdyscyplinarnego.

1.  Górska E., Tytyk E: Ergonomia w projektowaniu stanowisk pracy. Podstawy teoretyczne. Warszawa, OWPW 1998.
2. Hempel L.: Człowiek i maszyna. Model techniczny współdziałania. Warszawa, WKiŁ 1984.
3. Krick E.V.: Wprowadzenie do techniki i projektowania technicznego. Warszawa, WNT 1975.
4. Projektoznawstwo. Red. nauk. W. Gasparski. Warszawa, WNT 1988.
5. Słowikowski J.: Zagadnienia diagnostyki ergonomicznej w budowie maszyn. Warszawa, 1980. Prace i Materiały IWP, z. 56.
6. Słowikowski J.: Ergonomia w projektowaniu i rozwoju maszyn roboczych. Problemy Maszyn Roboczych 1996 vol.8, z.8, Radom, ITE.
7. Słowikowski J.: Metodyka i stosowanie projektowania ergonomicznego w budowie maszyn. W: Materiały IV Konferencji: Okrętownictwo i Oceanotechnika. Międzyzdroje, Wyd. PSz. 1998.
8. Tarnowski W.: Podstawy projektowania technicznego. Warszawa, WNT, 1997.
9. OZIEMSKI ST. (pod red.): Człowiek w maszynie. Podstawy antropocentrycznego projektowania stanowisk operatorów maszyn, Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom - Warszawa, 2004.
10. SŁOWIKOWSKI J.: Sterowanie maszyn w koncepcji antropocentrycznej. Problemy Maszyn Roboczych, 2003, z.21, s.61-72.
11. PN-EN 614-1+A1:2009 Bezpieczeństwo maszyn -- Ergonomiczne zasady projektowania -- Część 1: Terminologia i zasady ogólne.