U niwersytet Jagielloński

Wydział Zarządzania i Komunikacji Społecznej

Ergonomia

Ergonomiczne Projektowanie
I Wzornictwo Przemysłowe

Projektowanie wytworów techniki jest ogniwem pośrednim pomiędzy teorią a praktyką ergonomiczną. Jest to ważny proces nie tylko twórczy, ale i decyzyjny.

Bardzo istotne elementy w tym procesie to tak zwane momenty zwrotne czyli pomysły, olśnienia, błyski twórczej myśli inspirowane praktycznym doświadczeniem.

Proces ten polega na poszukiwaniu i dobieraniu najodpowiedniejszej formy technicznej wytworu, a następnie na jego ocenie według kryteriów technicznych, technologicznych, ekonomicznych, ergonomicznych, organizacyjnych, strategicznych itp. Kolejnym etapem jest podjęcie decyzji wyboru najkorzystniejszej formy.

Pojęcie „projektowanie" w działalności technicznej i organizacyjnej można rozważać na kilka sposobów:

Projektowanie sensu stricto - czyli tworzenie albo poszukiwanie ideowej koncepcji rozwiązania konstrukcji i formy elementów struktury.
Konstruowanie projektowe - czyli szczegółowe opracowywanie graficzne formy elementów i wiązań konstrukcyjnych zgodnie z wymaganiami technicznymi, technologicznymi, funkcjonalnymi, montażowymi, a także zgodnie z wymaganiami paratechnicznymi, a więc ekonomicznymi, estetycznymi, ergonomicznymi, społecznymi, kulturowymi. Pod tym terminem rozumiemy też szczegółowe i graficzno-opisowe opracowywanie struktur organizacyjnych. Natomiast konstruowanie montażowe czyli łączenie gotowych elementów w podzespoły, a następnie podzespołów w całe wytwory nie zaliczamy do projektowania.
Planowanie układu rzeczy – ten rodzaj projektowania spotykamy na przykład w urbanistyce, w hali fabrycznej, w dowolnej strukturze składającej się z elementów.
Planowanie działań organizacyjnych – to obmyślanie taktyki postępowania na przykład w produkcji, podczas wdrażania innowacji, jak również w procesach badawczych lub kontrolnych.

W praktyce rozróżnianie powyższych pojęć nie ma podstaw merytorycznych ponieważ wszystkie te czynności zazębiają się, uzupełniają i weryfikują. W ostatecznym rozrachunku liczy się wytwór jako określona wartość podlegająca ocenie społecznej. Jednakże, gdy powstaje problem odpowiedzialności za jakość wytworu oraz potrzeba analizowania procesu z punktu widzenia przyczyn niepożądanego zjawiska, podział procesu wytwarzania na poszczególne etapy ułatwia postępowanie badawcze.

Projektowanie i wzornictwo stanowi etap działań technicznych, który znakomicie nadaje się do planowego wdrażania idei ergonomicznych, zarówno w udoskonalaniu wytworów już używanych jak i w przypadku produkcji zupełnie nowych wytworów. Dzięki ideom wdrożonym na etapie projektowania producenci mogą uniknąć strat, które wynikłyby po ukazaniu się serii wytworów obarczonych defektami. Weźmy dla przykładu producenta samochodów osobowych. Zanim projekt nowego modelu samochodu trafi do produkcji seryjnej, konstruowany jest jego prototyp, który poddawany jest wszelkiego rodzaju testom i badaniom uwzględniającym aspekty użytkowe, ekonomiczne, techniczne, ergonomiczne, estetyczne itd. Celem powyższych badań jest wykrycie niedoskonałości i braków jeszcze na etapie projektowania, co pozwala na ewentualne poprawki niewymagające ponoszenia dużych kosztów związanych na przykład z wycofaniem modelu z linii produkcyjnej, jej reorganizacją, wystąpieniem możliwych reklamacji ze strony konsumentów a nawet z pogorszeniem wizerunku firmy.

Słowo z historii ergonomii

Według J. Kaczmarka (1979) o kształcie naszego otoczenia współdecyduje triada złożona z badacza, projektanta i decydenta. Badacz dostarcza wiedzy, decydent jest odpowiedzialny za opłacalność innowacji, ale projektant-konstruktor wykorzystując wiedzę, intuicję twórczą, kompensując luki w ścisłej wiedzy naukowej własnym doświadczeniem i doświadczeniem innych projektantów, nadaje kształt wytworu, za który ponosi odpowiedzialność. Dlatego projektowaniu przypisuje się tak ważną rolę, a od projektanta wymaga się posiadania wiedzy ergonomicznej.

Według J. Słowikowskiego (1970) „współczesny konstruktor-specjalista jest technikiem, którego nie fascynuje już wyłącznie szczegół rozwiązania. Jego wiedza, doświadczenie i umiejętności pozwalają traktować bardzo trudną pracę konstrukcyjną nie jako cel sam w sobie, lecz jako drogę do osiągnięcia szerzej pojętych celów, z których głównym jest człowiek i społeczeństwo".

Z. Chudzikiewicz (1986) pisze, że ocena wyrobu może nastąpić dopiero w czasie użytkowania. W przypadku negatywnej oceny należałoby więc wstrzymać dalszą jego produkcję do czasu usunięcia błędów. Aby tego uniknąć, konieczne jest stosowanie wiedzy ergonomicznej już w czasie projektowania.

Zrozumiałe, że również w czasie projektowania mogą zaistnieć błędy. Położenie więc akcentu na projektowanie ściągnęło wielką odpowiedzialność za wytwór na wszystkich uczestników twórczego procesu (projektantów).

Projektowanie ergonomiczne – jako myślowy proces twórczy – ma na celu opracowanie optymalnego wytworu projektowego zgodnie z wymaganiami zawartymi w instrukcji zadaniowej i polega na rozwiązywaniu konkretnych zadań konstrukcyjnych. Rozróżnia się dwa rodzaje czynności w tym procesie. Pierwszą z nich jest tworzenie koncepcji rozwiązania, czyli właściwe projektowanie. Czynność ta ma charakter koncepcyjny. Druga zaś obejmuje graficzne opracowywanie formy konstrukcyjnej, czyli konstruowanie sensu stricto. Ten rodzaj czynności ma charakter akomodacyjny, czyli przekształcający koncepcję, pomysł w celu przystosowania go do realizacji.

W nowoczesnej produkcji przemysłowej projektowanie konstrukcyjne jest jedynym całościowym procesem ogarniania wytworu we wszystkich jego planowanych elementach konstrukcyjnych i technologicznych. Nawet późniejszy montaż wytworu nie posiada tej cechy, ponieważ w trakcie rozpada się na poszczególne montaże podzespołów.

Myślenie techniczne w toku projektowania ma trzy szczególne cechy:

Posiada strukturę pojęciowo-wyobrażeniową, w której funkcję wiodącą i kierunkową pełni myślenie słowno-pojęciowe, ale rolę dominującą odgrywa wyobraźnia ze swoim zasobem wyobrażeń figuralno-kreatywnych. Oznacza to, że wyobraźnia projektanta stanowi źródło pomysłów, czyli pewnego rodzaju materię kształtowaną przez logikę. Pod pojęciem logiki projektanta należy rozumieć myślenie koncepcyjne, które wykorzystując zasoby wyobraźni – pewnego rodzaju tworzywo - jest figuralnym kreatorem możliwości twórczych. Gdyby było odwrotnie, to niekontrolowana (przez myślenie logiczne) fantazja projektanta mogłaby doprowadzić do nieefektywnych wyników.

Jak w żadnej innej działalności, dwie cechy wyobrażeń technicznych odgrywają w projektowaniu szczególną rolę:

atrybutywna wyrazistość obrazowa reprezentowanych przedmiotów, czyli zbiór cech tworzących obraz jakościowy przedmiotów.
figuralna selektywność form technicznych, wzmacniana przez rysunek (będący podporą wyobraźni) i korygowana przez myślenie kategorialne.

Mają one duże znaczenie w precyzyjnym kształtowaniu wyobrażeń przestrzennych, kinetycznych, konstrukcyjnych i operacyjnych, a wtórnie odpowiednich form graficznych na rysunku.

Jest ściśle związane z rysunkiem technicznym, nazywanym też językiem techniki, który spełnia trzy podstawowe funkcje: dokumentacji - czyli zapisu wyobrażeń, komunikacji – czyli przekazu myśli technicznej oraz inicjacji - czyli pobudzania myśli konstrukcyjnej. W toku projektowania bierze udział pierwsza i trzecia funkcja, natomiast w procesie kontroli i porozumiewania się głównie druga i trzecia.

Twórczość konstruktora ma charakter sekwencyjny. Składa się na przemian z faz obmyślania formy w wyobraźni i faz utrwalania pomysłu na rysunku. Zapis graficzny pomysłu jest niezbędny z powodu nietrwałości wyobrażeń. Zapis cząstkowych pomysłów działa pobudzająco na dalszy bieg myśli i wyobrażeń. To zjawisko podobne do zachodzącego w trakcie „burzy mózgów”, kiedy to jeden z uczestników podaje pomysł, który z kolei inspiruje innych do twórczego myślenia. Powstawanie łańcucha wyobrażeń ułatwia generowanie nowych pomysłów.

Zastosowanie praw przyrody, odkrytych przez nauki przyrodnicze, głównie fizykę, chemię, mechanikę, elektronikę jest kolejną cechą myślenia technicznego. Konstruktor musi liczyć się z technologią, więc stosuje także zasady techniki, nazywane też prawami wtórnymi. Oprócz tego współczesne projektowanie jest „obłożone" szeregiem wymagań o charakterze ekonomicznym, społecznym, estetycznym i różnymi innymi przepisami.

W związku z tokiem projektowania nieco więcej uwagi poświęcimy dwóm zagadnieniom:

szczególnej roli udziału wyobraźni w konstruowaniu, która wiąże się z kształceniem konstruktorów-ergonomistów,
udziału procesów decyzyjnych w konstruowaniu, związanych z organizacją oceny projektów.

Wyobrażenia, a dokładniej rzecz ujmując schematy wyobrażeniowe, czyli różnego rodzaju pomysły nie ograniczone żadnymi logicznymi i racjonalnymi barierami stanowią podstawowe tworzywo w czynności projektowania. Trzeba jednak zaznaczyć, że bez przewodniej idei samego twórcy (sformułowanej w języku słów jako tzw. instrukcje, normy, wymagania) tworzywo to może być mało użyteczne, gdyż stanowi jedynie materiał nadający się do obróbki i montażu. To tak jak poszczególne elementy samochodu, które samodzielnie, bez pewnej koncepcji spajającej je w całość nie mają pełnej wartości użytkowej.

Jest to zależność ogólna, a w toku szczegółowego rozwiązywania zadania „loty myśli twórczej" zależą od rodzaju tworzywa wyobrażeniowego, jego bogactwa, oryginalności, wyrazistości. Można powiedzieć obrazowo, że „rogiem obfitości" pomysłów w pracy twórczej projektanta‑konstruktora jest wyobraźnia. Jej znaczenie jest najlepiej widoczne w fazie generowania pomysłów, kiedy można sobie pozwolić na uwolnienie jej z rygorów logicznych, puszczając „wodze fantazji". Jednak w fazie oceny pomysłów wytwory wyobraźni są poddawane ostrym kryteriom logicznym.

W myśleniu wyobraźnia spełnia trzy podstawowe funkcje:

obrazowo-reprezentacyjną
schematyzującą,
służebną wobec myślenia pojęciowego (koncepcyjnego).

Pierwsza funkcja umożliwia dowolne manipulowanie tworzywem z dala od przedmiotów realnych (próbowanie, przymierzanie, itp.). Oznacza to, że projektant myśląc o np. samochodzie wyobraża sobie dowolne, niekoniecznie racjonalne formy, których wspólną cechą jest funkcja transportowa (być może wszystkie wyobrażenia będą miały cztery koła).

Druga funkcja koduje w pamięci obrazy przedmiotów w formie schematycznej, uproszczonej. Sprawia, że schematy jako ogólne obrazy, nie obciążone szczegółami ułatwiają dowolne kombinacje i wykorzystanie ich w projektowaniu.

Trzecia zaś wiąże abstrakcyjną treść myśli z realną rzeczywistością, co w projektowaniu jest niezbędne ze względu na konieczność konkretyzacji pomysłu.

Konkretyzacja wiąże się ze sprawnością wyobraźni, z jej giętkością, dynamiką przekształceń. Te ważne cechy wymagają długotrwałych, wielorakich i intensywnych ćwiczeń w czasie studiowania zawodu konstruktora, ćwiczeń polegających na aktywnym rozwiązywaniu dużej liczby różnych zadań, dalekich od werbalizmu. Celem tych ćwiczeń powinno być z jednej strony - wzbogacanie zasobu wyobrażeń (schematów wyobrażeniowych); a z drugiej - rozwijanie sprawności wyobraźni. Wnioski, które cechuje antropocentryzm odnoszą się także do projektowania ergonomicznego. Utrudnia to znacznie metodykę kształcenia ergonomistów. Niestety, dotychczasowe kształcenie w tym zakresie ogranicza się do zapoznania się tylko z ogólnymi podstawami teoretycznymi z zakresu ergonomii, które przez swój werbalizm nie rozwija umiejętności wykorzystania wiedzy w praktyce. Jak długo będzie panował werbalizm dydaktyczny w szkole wyższej, tak długo będą działać hamulce psychologiczne w pracowniach projektantów ergonomicznych, ale także w wielu innych dziedzinach, do których można zaliczyć między innymi zarządzanie. Psychologiczna rzeczywistość jest taka, że pamięć ludzka nie dysponuje mechanizmem fotograficznego (biernego) kodowania wyobrażeń, lecz mechanizmem kodowania interpretacyjnego, czyli przechowywania tego, co w konkretnym działaniu zostało świadomie powiązane ze słowem, czyli z instrukcją, zadaniem, normą itp. Bez treningu w takiego rodzaju wiązaniach późniejszy twórca jest bezradny.

Z pracą projektanta wiąże się też podejmowanie decyzji, które występuje przy każdym doborze formy konstrukcyjnej. Na projektanta czyha tu jednak pewna trudność. Jest nią to, co nazywamy brakiem „dystansu" w ocenie własnego pomysłu. Projektant myśli skrótowo, „dla siebie", i nie zawsze dostrzega usterki w swoim projekcie. Oprócz tego emocjonalna więź z projektem nie pozwala mu na obiektywną jego ocenę.

Problem stawia w zupełnie innym świetle sytuacja, gdy projektant jest zmuszony opisać swój projekt drugiemu człowiekowi lub zespołowi twórców. Prezentacja projektu zmusza do rozwiniętego wypowiadania myśli, które sprzyja wykryciu błędów. Umożliwia to obiektywną ocenę projektu przez członków zespołu, nie związanych z nim emocjonalnie. Często krytyczne podejście do projektu przez osoby z zewnątrz sprzyja także innowacyjności samego projektanta.

Powyższy proces projektowania przedstawia model technocentryczny, czyli ukierunkowany głównie na spełnienie wymogów technicznych (sprawności, wytrzymałości, funkcjonalności itp.). W takim projektowaniu pojawia się wprawdzie myśl o człowieku, lecz jest ona zbyt ogólnikowa i jedynie intuicyjna by mogła sprzyjać odpowiedniemu dostosowaniu wytworu do oczekiwań płynących ze strony jego użytkownika.

Projektowanie ergonomiczne

Tym co odróżnia projektowanie ergonomiczne od projektowania technocentrycznego jest stosowanie wiedzy o cechach fizycznych, fizjologicznych i psychicznych człowieka, zawartej w normach, regułach i instrukcjach ergonomicznych. Jest to cecha niezwykle ważna lecz jak dotąd nie realizowana systematycznie. Oparta na badaniach naukowych napotyka na nieznane wcześniej trudności, które można podzielić na wewnętrzne i zewnętrzne.

Wewnętrzne trudności tkwią w samym procesie, a dokładniej w przeniesieniu wiedzy ergonomicznej do praktyki. Konstruktorzy mają problem z interpretacją niektórych norm, co w konsekwencji prowadzi do nieumiejętności graficznego ich zobrazowania. Normy zawierają treści wieloaspektowe z dziedzin nie mających powiązań bezpośrednio z techniką. Potrzebne byłyby konsultacje czy nawet współpraca ergonomistów, projektantów z przedstawicielami innych dziedzin nauki i techniki. Nie wyolbrzymiając problemu, trudności te są do przezwyciężenia.

Do trudności wewnętrznych trzeba też zaliczyć uprzedzenia samych projektantów, ich opory przed innowacjami, obawy przed niepowodzeniem lub ponoszeniem odpowiedzialności, pewnymi przyzwyczajeniami związanymi ze schematycznością w procesach myślowych.

Trudności zewnętrzne tkwią korzeniami w mechanizmach społecznych i organizacyjnych. Na pierwsze miejsce wysuwają się różne braki wynikające z samej sytuacji i statusu ergonomii w świadomości społecznej - z tego, że jest to nauka nowa, nie mająca tradycji. Brakuje wiedzy ergonomicznej, wielu norm, powszechnego uznania dla jej idei humanistycznych. Nie bez powodu jej zwolennicy są nazywani hobbystami. Nadzieje są jednak pokładane w wartościach humanistycznych samych idei i konkretnych działań, których oceny stopniowo i systematycznie przenikają do świadomości społecznej, umacniając pozycję nauki.

Zakończenie

Projektowanie ergonomiczne staje się coraz ważniejszym elementem współczesnej inżynierii. W dobie komputeryzacji i gwałtownego rozwoju technicznego przyszedł czas na człowieka. Dziś już nie konstruuje się urządzeń, maszyn, nie projektuje się stanowisk pracy nie zwracając uwagi na dostosowanie ich do potrzeb człowieka. Najważniejsze staje się bezpieczeństwo i wygoda. Dlatego wszelkie konstrukcje muszą być projektowane tak, by uwzględniały ergonomiczne cechy produktu. Konstruktorzy w swej twórczości powinni zadbać o to by ich pomysły spełniały wszelkie przesłanki zasad ergonomii i wdrażać tylko takie projekty, które będą najlepiej dostosowane do wymagań i potrzeb jego przyszłego użytkownika.

Przyszłe produkty powinny zapewniać jak najlepsze ich wykorzystanie i nie wywoływać niepożądanych skutków wynikłych z niedostosowania ich do wymogów ergonomii już w fazie projektowania. Niezbędna okazuję się tutaj wiedza o cechach fizycznych, fizjologicznych i psychicznych człowieka. Jednak pewną trudność stanowi tu przeniesienie istotnych informacji pochodzących z teorii ergonomii do praktycznego projektowania. Wynika to z wymogu właściwej interpretacji i umiejętnego zrozumienia idei projektowania ergonomicznego, która wciąż jeszcze dla wielu projektantów stanowi przeszkodę. Także pewnego rodzaju problemem jest opór przed stosowaniem innowacyjnych rozwiązań i obawa przed niepowodzeniem. Na szczęście coraz częściej konstruktorzy korzystają z metod ergonomicznego projektowania, w efekcie czego powstają projekty , w których myślą przewodnią jest dobro człowieka i zapewnienie optymalnego dostosowania do jego potrzeb. W całym tym procesie niezbędny jest efekt sprzężenia zwrotnego, gdyż wszystkie projekty muszą być modyfikowane poprzez uwzględnianie informacji pochodzących z badań wszelkiego typu, a także od samych użytkowników, dzięki którym konstruktorzy i projektanci najlepiej wiedzą czego brakuje w ich projektach.

Bibliografia:

Ergonomia; praca zbiorowa pod red. L.Pacholskiego, Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Poznańskiej, skrypt nr 1280, Poznań 1986,
Ergonomia; E. Franus ...