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

Ogólny opis systemu „człowiek – obiekt techniczny” (C – OT)

• Terminologia: Termin system zastępuje układ ze względu na złożoność i różnorodność celów projektowanych rozwiązań.
• Elementy systemu C – OT:
  • C – człowiek (operator)
  • OT – obiekt techniczny (np. maszyna, narzędzie)
  • OB – otoczenie bliskie (środowisko pracy)
• System celowy:
  • Posiada nadrzędny cel (narzucony lub wybrany), który ukierunkowuje działanie całego systemu.
  • Zaangażowanie elementów w realizację celu bywa zmienne (np. człowiek rozprasza się; maszyna nie zawsze działa w pełnym zakresie).

Charakterystyka systemu C – OT

Systemy tego typu wykazują:

• Złożoność strukturalną – wiele elementów i funkcji, wrażliwość na bodźce, obecność człowieka z psychiką.
• Zintegrowanie funkcjonalne – wspólny cel i przeznaczenie.
• Skomplikowane działanie – nawet proste narzędzia z człowiekiem tworzą złożony funkcjonalnie układ.
• Automatyzacja – różny poziom, wpływający na niezależność systemu.
• Stochastyczność – zmienne w czasie bodźce zewnętrzne.
• Współzawodnictwo – rywalizacja w zespołach ludzkich.

Poziomy opisu systemów w cybernetyce:

1. Opis morfologiczny – struktura i relacje między elementami.
2. Opis funkcjonalny – sposoby działania i interakcji.
3. Opis parametryczny – wartości parametrów i relacji.

Problemy identyfikacji systemów C – OT

Proces projektowania wymaga pełnej identyfikacji wszystkich elementów systemu. Poniżej przedstawiono mapę zadań identyfikacyjnych:

Człowiek (C)

• Morfologia: budowa ciała, narządów, struktura zespołu.
• Funkcja: przetwarzanie energii, informacji, rytmy biologiczne, interakcje.
• Parametry: wymiary ciała, zakresy działania, tempo zmian organizmu.

Obiekt techniczny (OT)

• Morfologia: struktura maszyny, właściwości fizyczne.
• Funkcja: sposób działania, zużycie, prawa fizyczne.
• Parametry: obciążenia, tolerancje, tempo zużycia.

Otoczenie bliskie (OB)

• Morfologia: struktury organizacyjne, warunki fizyczne i psychiczne.
• Funkcja: wpływ warunków pracy, zagrożenia.
• Parametry: zmienność parametrów środowiskowych, normy.

Otoczenie dalsze (OD)

• Morfologia: systemy społeczne, polityczne, edukacyjne.
• Funkcja: mechanizmy funkcjonowania tych systemów.
• Parametry: wskaźniki jakości funkcjonowania środowiska zewnętrznego.

Relacje wewnętrzne (RW) – wewnątrz systemu C – OT

• Morfologia: typy interakcji między elementami systemu.
• Funkcja: sposoby współdziałania elementów.
• Parametry: siła, kierunek, czasowość oddziaływań.

Relacje zewnętrzne (RZ) – między C – OT a OD

• Morfologia: typy relacji z otoczeniem.
• Funkcja: mechanizmy oddziaływań bezpośrednich i pośrednich.
• Parametry: ilościowe i jakościowe zależności z otoczeniem.

Człowiek badacz (CB)

• Morfologia: struktura zespołu badawczego.
• Funkcja: metody badawcze, zdolność analizy/syntezy.
• Parametry: efektywność metod.

Narzędzia badań (NB)

• Morfologia: rodzaje narzędzi.
• Funkcja: sposoby ich użycia, adekwatność.
• Parametry: dokładność, zakres pomiarowy.

Otoczenie procesu badawczego (OPB)

• Morfologia: poziom nauki, środki finansowe.
• Funkcja: tempo badań, wdrażania wyników.
• Parametry: potencjał naukowy i ekonomiczny środowiska.

Wnioski:

System „człowiek – obiekt techniczny” to złożona całość, której projektowanie i analiza wymagają podejścia systemowego i wieloaspektowej identyfikacji wszystkich elementów i relacji, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Kluczowa jest tu interdyscyplinarność – uwzględnienie czynników technicznych, psychofizjologicznych, środowiskowych i społecznych.

Ważniejsze relacje w procesie realizacji potrzeb społecznych (PPR)

Czym jest PPR?

Proces Projektowania – Produkcji – Użytkowania (PPR) to podstawowy układ służący do zaspokajania potrzeb społecznych poprzez wytwarzanie i użytkowanie obiektów technicznych.

System ten ewoluował – początkowo wszystkie funkcje pełniła jedna osoba, obecnie są rozdzielone między projektanta(P), producenta (W) i użytkownika (U).

7-3. slajd 1

Etapy ewolucji systemu PPR

Faza pierwotna (7-3. slajd 1a):

• Jeden człowiek = projektant (P) + wykonawca (W) + użytkownik (U).
• Bezpośrednie zaspokajanie własnych potrzeb.

7-3. slajd 1a

Faza podziału ról (7-3. slajd 1b):

• Oddzielenie projektanta i producenta od użytkownika.
• Powstają pierwsze relacje funkcjonalne:
  • U → P, W – użytkownik zgłasza potrzeby.
  • P, W → U – użytkownik otrzymuje produkt, ale musi się do niego dostosować (ograniczona swoboda).
• Problem: brak wpływu użytkownika na projekt → projektowanie często oderwane od realnych potrzeb.

7-3. slajd 1b

Faza przemysłowa (7-3. slajd 1c):

• Powstaje pełny system: Projektowanie (P) – Wytwarzanie (W) – Użytkowanie (U).
• Każda faza staje się autonomiczna.
• Pojawiają się nowe relacje informacyjne:
  • P → W – co i jak produkować.
  • W → P – informacja zwrotna o możliwościach produkcji.
  • W → U – produkt dostarczony do użytkownika.
  • U → P – dane o potrzebach trafiają do projektanta.
• Nowa rola marketingu: zbieranie potrzeb grupy użytkowników, która dla projektanta staje się anonimowa.
• Zagrożenie: brak dobrej relacji P → U = projekty nietrafione, narzucane użytkownikom (monopol, dyrektywność).

7-3. slajd 1c

Znaczenie relacji: Użytkownik – Projektant (U → P)

• Kluczowa z punktu widzenia ergonomii i bezpieczeństwa pracy.
• Dostarcza projektantom wiedzy o użytkowniku: jego możliwościach, ograniczeniach, oczekiwaniach.
• Bez tej relacji:
  • Brak ergonomii w projektowaniu.
  • Niemożność zastosowania projektowania partycypacyjnego (współudział użytkownika w projekcie).
  • Tworzenie produktów nieadekwatnych do realnych potrzeb.

7-3. slajd 1d

Nowe relacje: Eksploatacja (E → W)

• Współczesny użytkownik nie ma czasu ani umiejętności, by obsługiwać złożone urządzenia.
• Powstaje faza eksploatacji (E):
  • Składa się z użytkowania, zasilania i obsługi technicznej.
  • Relacja: U (E) → W – użytkownik zależny od producenta i serwisu.

Ergonomiczny System Kształtowania Produktu (EKP) – 7-3. slajd 2

7-3. slajd 2 

• Nowoczesne projektowanie prowadzi do powstania EKP – systemu, w którym użytkownik ma realny wpływ na końcowy kształt produktu.
• Główne cechy EKP:
  • Silna relacja U → P: dane zbierane np. przez diagnostykę ergonomiczną.
  • Użytkownik kontaktuje się z produktem, ale poprzez niego oddziałuje na projektanta.
  • Projektant traktuje system PPR jako całość zintegrowaną.
  • Uwzględnia się wymagania ergonomii i bezpieczeństwa już na etapie projektu.

Podsumowanie najważniejszych relacji w PPR

 

Relacja	Znaczenie
U → P, W	Wyraża potrzeby i wymagania użytkownika
P, W → U	Produkt trafia do użytkownika, ale może ograniczać jego swobodę
P → W	Projekt mówi, co i jak produkować
W → P	Informacja zwrotna z produkcji
W → U	Przekazanie produktu do użytkownika
P → U	Informacja o możliwościach produktu (często zaniedbywana)
U → P	Krytyczna relacja: zapewnia ergonomię, bezpieczeństwo, projektowanie trafne
E → W	Nowoczesna relacja eksploatacyjna: użytkownik wymaga obsługi, serwisu