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

Wprowadzenie do projektowania 

Nowoczesne podejście do projektowania systemów:

Projektowanie współczesnych, złożonych i kosztownych systemów technicznych musi uwzględniać nie tylko:

• ich funkcjonalność i niezawodność,
• ale także koszty wykonania, szkolenia personelu, łatwość wdrożenia, oraz
• efektywność użycia w zmieniających się warunkach.

7-3. slajd 3

Projektowanie przyszłościowe:

Projektant powinien:

• przewidywać zmienne warunki działania systemu (wewnętrzne i zewnętrzne),
• proponować nowe warianty funkcjonowania systemów,
• myśleć perspektywicznie – nie tylko rozwiązywać bieżące zadania, ale kształtować nowe potrzeby.

Ryzyko błędów projektowych:

• Błędy w projektowaniu mogą prowadzić do poważnych strat materialnych i społecznych.
• Dlatego ważne jest uwzględnienie czynników ergonomicznych, ekonomicznych, technicznych i społecznych od samego początku.

Przemiana podejścia:

• Tradycyjna inżynierska specjalizacja ustępuje miejsca integrowanemu, systemowemu projektowaniu.
• Projektowanie staje się sytuacyjne: elastyczne, adaptacyjne, dynamiczne.

Projektowanie złożonych systemów – etapy (slajd 4):

1. Badanie celów i warunków działania systemu
2. Dobór struktury systemu zgodnej z wymaganiami
3. Projektowanie techniczne i konstrukcyjne
4. Wykonanie systemu
5. Eksploatacja i wykorzystanie w praktyce

Cytat A. Halla (klasyka systemotechniki):
„Celem systemotechniki jest skrócenie czasu między powstaniem nowych odkryć a ich zastosowaniem oraz między pojawieniem się ludzkich potrzeb a produkcją systemów do ich zaspokojenia.”

7-3. slajd 4

Ogólne zasady projektowania systemów C–OT–O

System C–OT–O to:

Człowiek – Obiekt Techniczny – Otoczenie
Przykład: kierowca – samochód – droga, warunki pogodowe

Projektowanie systemów C–OT–O wymaga uwzględnienia trzech aspektów:

Rodzaj projektowania	Opis
Techniczne	konstrukcja, funkcjonalność, niezawodność
Antropotechniczne	dostosowanie systemu do możliwości psychofizycznych człowieka (ergonomia)
Artystyczne (estetyczne)	kształt, forma, wrażenia użytkownika

Istota metod systemowych

Systemotechnika – czym jest?

To nauka i metoda projektowania złożonych systemów z wykorzystaniem:

• ilościowych opisów działania poszczególnych elementów,
• analizy wzajemnych relacji między nimi.

Problem z opisem człowieka:

• Wciąż brakuje precyzyjnych ilościowych danych opisujących działanie człowieka w systemie.
• W konsekwencji: człowiek bywa traktowany jako element otoczenia, a nie aktywny składnik systemu.

Rozwiązanie:

• Poszukiwanie metod łączących dane ilościowe i jakościowe (np. oceny subiektywne, odczucia, doświadczenie).
• Powstały nowe podejścia projektowania systemów C–OT:
  • Rozdział funkcji między człowieka i maszynę,
  • Projektowanie działania człowieka w ramach systemu sterowania.

7-3. slajd 5

Wnioski:

1. Projektowanie antropocentryczne stawia człowieka w centrum systemu.
2. Wymaga integracji wielu dziedzin: ergonomii, inżynierii, socjologii, estetyki.
3. Nowoczesne projektowanie to proces złożony, wieloetapowy, adaptacyjny.
4. Ergonomia staje się niezbywalnym elementem inżynierii systemów technicznych.

Ogólna zasada projektowania przy podejściu antropocentrycznym

Zastosowanie systemotechniki do projektowania:

• Wymaga, by działania człowieka w systemie sterowania opisywać tak samo, jak działania maszyny – w kategoriach ilościowych.
• Prowadzi to do paradoksu:

Im lepiej opiszesz funkcję człowieka → tym łatwiej ją zautomatyzować → człowiek przestaje być niezbędny.

Paradoks Jordana:

• Jeśli człowieka da się opisać matematycznie → jego działania można przekazać maszynie → czynnik ludzki przestaje być „ludzki”.
• Dlatego N. Jordan kwestionuje wspólny system człowiek–maszyna.

Jego podejście:

• Nie rozdzielać funkcji, lecz dążyć do wzajemnego uzupełniania:
  • Maszyna wzmacnia człowieka.
  • Człowiek refleksyjnie kontroluje i ocenia działanie systemu jako całości.

Człowiek jako składnik systemu:

• Reaguje nie tylko na sygnały wejściowe.
• Kieruje się też:
  • doświadczeniem,
  • pamięcią,
  • motywacjami społecznymi, ekonomicznymi, politycznymi itd.
• Ma świadomość systemu – czego nie ma maszyna.

Maszyna to narzędzie, nie partner:

• Krytyka rozdziału funkcji doprowadziła do nowego podejścia:
  • Projektuje się działalność człowieka (operatora) – to podejście antropocentryczne.

7-3. slajd 6

Różnica między podejściami:

Podejście klasyczne (rozdział funkcji)	Podejście antropocentryczne
Najpierw projektuje się maszynę, potem dopasowuje człowieka do niej.	Najpierw projektuje się działalność człowieka, potem maszynę.
Człowiek adaptuje się do OT.	OT powstaje jako narzędzie dla człowieka.

 

Dlaczego to podejście nie jest powszechne?

• Brak jednolitej teorii działania człowieka–operatora.
• Nawet jeśli zaprojektujemy jego działanie, i tak trzeba stworzyć odpowiedni obiekt techniczny – projekt niekompletny bez maszyny.