WYKŁAD VII

Czym jest projektowanie?  

Projektowanie jest kwintesencją ergonomii. Wytwór procesu projektowania powinien zawierać w sobie elementy wiedzy i doświadczenia tworzących go ludzi, z zakresu wszystkich dyscyplin, z którymi się wiąże i na których się opiera. Pierwszym krokiem jest uświadomienie problemu, a następnie postawienie diagnozy i zebranie potrzebnych danych o problemie.

Diagnoza jest stwierdzeniem określonego stanu rzeczy

w danym zakresie. Jest rozpoznaniem wyróżnionego zdarzenia ze względu na planowane działanie.

 Ergonomiczne rozwiązania są wdrażane, gdy poprawa stanowiska pracy będzie miała wyraźne zalety, a koszty mniejsze od spodziewanych zysków. Rzadko jednak, jako zysk traktuje się zadowolenie pracownika z pracy i mniej kłopotów zdrowotnych w dłuższym okresie czasu

Trudno jest określić ryzyko zaistnienia np. uszczerbku na zdrowiu, co zniechęca do poprawy warunków pracy (skoro trudno policzyć, to wg pracodawców być może koszty są niewielkie), jednak

w przypadku zaistnienia (np. wypadku) koszty, które trzeba ponieść już łatwo wyliczyć i przekraczają koszty profilaktyki.

W USA koszty bezpośrednie uszkodzenia kręgosłupa lędźwiowego ocenia się na 30 mld (a pośrednie 3 razy wyższe).

Ergonomia to nie tylko ochrona zdrowia, ale i nierozerwalnie wzrost wydajności.

Rozwiązania ergonomiczne    

W rozwiązaniach ergonomicznych stawia się na zmniejszenie (ale nie likwidację) obciążeń człowieka do poziomu, który w minimalnym stopniu będzie wpływać na zmęczenie.

Zmniejszenie obciążenia, w większości przypadków do możliwie najmniejszego poziomu nie jest najlepszym rozwiązaniem, gdyż wprowadza do pracy element deprywacji, czyli np. pozbawienia możliwości odbierania (odczuwania) informacji zwrotnej.

Coraz częściej stawia się na minimalizację pracy monotypowej - urozmaicanie czynności (pod warunkiem, że nie są zbyt ciężkie, trudne czasochłonne lub nieprzyjemne) poprawia zarówno warunki pracy fizycznej, jak i umysłowej.

Rozważane czynniki:

• postawy i pozycje ciała (najczęstszą wadą jest brak wnęki na kończyny dolne, niedopasowana wysokość robocza i często siedzeniowa),

• wysiłek fizyczny (szczególnie obciążenie statyczne),

• monotonia, monotypowość pracy (brak satysfakcji z pracy),

• warunki pracy (są wyraźnie unormowane, Polskie Normy, przepisy),

• porządek na stanowisku pracy (ład) - czystość i higiena (kiedyś dobry mechanik musiał być brudny),

• organizacja pracy.

Metody badania procesu pracy   

Metoda wycinkowego badania procesu pracy:

- szukanie czasu nieprodukcyjnego - gdy pracownik na własne życzenie przerywa pracę (np. ze względu na zbyt duże obciążenie),

- prace przygotowawcze i uzupełniające,

- nadzór nad procesem pracy,

- reakcje pracownika - dłuższe przy kiepskich urządzeniach sterowniczych.

Drugą z metod jest metoda badań przez stawianie pytań...

Metoda badania przez stawianie pytań:

• zwiększenie współudziału pracownika,

• pytania ogólne są złe (np. co jest złego na stanowisku),

• lepsze ukierunkowanie,

• pytania o ewentualne zmiany.

Ergonomia partycypacyjna   

W ergonomii partycypacyjnej stawia się na współpracę z bezpośrednio zainteresowanym rozwiązaniem problemu, np. operatorem maszyny.

Robotnicy zwykle narzekają najpierw na niewygody, później mówią o metodach poprawy wydajności itp.

Analiza błędów, pomyłek, braków, wypadków:

- zaletą jest bezpośrednie dotykanie problemu,

- słabością - praktycznie nigdy nie uczestniczymy w wypadku, wiadomości zbieramy później.

Innym rodzajem jest analiza wypadku.

Metody badania pracy   

Metody stosowane do sporządzania charakterystyki procesu pracy, oceny obciążeń często ingerują w proces pracy. Zalecane jest, aby diagnostyka nie wpływała na pracę

w momencie jej oceny.

W przypadku ludzi pracujących, świadomość oceny często istotnie wpływa na ich zachowanie (usztywnienie ruchów, zmiana postawy ciała, zwiększenie tempa itd.), a sprzęt diagnostyczny na stanowisku lub przymocowany do pracującego przeszkadza

Wskazane jest, by dla poszczególnych ocen nie dokonywać pomiarów i obserwacji w warunkach sztucznych, laboratoryjnych (gdzie można przeoczyć czynniki istotnie wpływające na pracę, o których jeszcze nie wiemy), lecz bezpośrednio na stanowisku pracy. Jedną z takich metod jest filmowanie.

Zalety videofilmowania:

• nie zmniejsza komfortu poruszania się badanego,

• nie przeszkadza w wykonywaniu zadania,

• powtarzalność oglądania (możliwość oceny wielu aspektów tej samej czynności),

• zwalnianie prędkości procesów (lub przyspieszania),

• zatrzymanie obrazu na dowolnej klatce (i np. dokonanie pomiarów),

• pozwala uchwycić pewne elementy (krótkie przysiady, mimika twarzy).

Metody oceny:

• bezpośrednia informacja (obserwacja stanowiska pracy, wizja lokalna),

• ocena informacji jakie pracownikowi są konieczne do wykonania zadania (dobór urządzeń sygnalizacyjnych).

Definicje projektowania 

Według definicji Kotarbińskiego projektowanie jest naczelną robotą nauk praktycznych. Inne definicje podają projektowanie jako:

- twórczy proces decyzyjny skierowany ku zaspokojeniu potrzeb ludzkich (Beakley),

- iteracyjny proces decyzyjny zmierzający do sformułowania planów, wedle których zasoby są przekształcane w systemy lub urządzenia zaspokajające potrzeby człowieka (Woodson)

- kolejne czynności począwszy od zidentyfikowania problemu, a skoń­czywszy na opracowaniu rozwiązania zadowalającego pod względem funk­cjonalnym, ekonomicznym itd. (Krick).

Aby projektowanie było pełne, muszą wystąpić elementy takie, jak...

Elementy mające wpływ na pełny proces projektowania:

• potrzeba społeczna,

• kompetentny sprawca procesu projektowania,

• hierarchia wartości wyznawana przez projektanta,

• istnienie zasobów warunkujących proces: metodologicznych, informacyjnych, technicznych, ekonomicz­nych i czasowych,

• wynik projektowania: zweryfikowana dokumentacja techniczna

Kolejne kroki procesu projektowania:

• uświadomienie potrzeby,

• ogólne sformułowanie problemu, a następnie szczegółowe,

• zbieranie danych,

• tworzenie zbioru rozwiązań,

• ocena i wybór najlepszego rozwiązania,

• realizacja rozwiązania.

Plan postępowania wg Kotarbińskiego

  Kotarbiński podaje następujący plan postępowania, istotny przy rozwiązywaniu każdego problemu projektowego:

- zdefiniowanie funkcji, które ma spełniać projektowany obiekt,

- narysowanie wstępnego schematu obiektu,

- zgromadzenie potrzebnej wiedzy

- nakreślenie możliwych wariantów rozwiązania obiektu

- wybranie rozwiązania, które najlepiej nadaje się do realizacji

- wyznaczenie szczegółów wybranego rozwiązania,

- zbadanie modelu skonstruowanego obiektu

- sprawdzanie działania części i podzespołów obiektu

- określenie warunków, w jakich należy zainstalować i użytkować obiekt,

- podjęcie środków niezbędnych do realizacji obiektu.

Podejmowanie decyzji a niewiedza

Podejmowanie decyzji dotyczących projektowania zawsze związane jest z pewną niewiedzą na temat problemu. Ponadto duża liczba kryteriów, którymi należy się posługiwać jest zbyt duża do równoległego uwzględniania.

Pomocne w takim przypadku jest podejście do problemu z wykorzystaniem prawa Pareto. 20% czynników (w tym wypadku kryteriów) decyduje o jakości wyniku w 90%

W dzisiejszych czasach, przy dużej podaży rozwiązań większości problemów, należy raczej skłaniać się w stronę krzywej empirycznej. Projektanci prześcigają się w rozwiązaniach problemów, które dla przeciętnych użytkowników nie mają znaczenia, dopóki się o nich nie dowiedzą. Potencjalni konsumenci porównują wiele rozwiązań, zanim dokonają wyboru, który zresztą nie zawsze jest racjonalny z punktu widzenia twórców techniki.

Jakość większości wdrożonych projektów weryfikuje czas. W ergonomii ważne jest, by możliwie największa, najbardziej istotna część tej weryfikacji miała miejsce już w procesie projektowania. Koszty koncepcji na tym etapie są dużo niższe, niż koszty korekty w fazie poprodukcyjnej. Zresztą, odpowiednia korekta nie zawsze jest w trakcie użytkowania możliwa.

Można przyjąć, że projektowanie ergonomiczne, jako realizacja najbardziej racjonalnych (z punktu widzenia całego społeczeństwa) działań projektotwórczych, jest działaniem dającym w dłuższym okresie największe zyski przy najmniejszych kosztach biologicznych, społecznych i ekonomicznych. Projektowanie ergonomiczne jest działaniem iteracyjnym. Nowa technika kształtuje nowe potrzeby społeczne, a te z kolei inicjują procesy ich zaspokajania

Odbiór informacji  

Przy odbiorze informacji najważniejszym problemem jest optymalne rozmieszczenie i zaprojektowanie urządzeń sygnalizacyjnych, bowiem one warunkują poprawne zrozumienie informacji, czego skutkiem jest pożądana reakcja operatora.

Decydującymi czynnikami w aspekcie wykorzystania procesu uwagi operatora, wyznaczającymi jakość układu sygnalizującego są:

 

-rodzaj zastosowanego sygnału,

-konstrukcja przyrządu sygnalizacyjnego (wielkość, kontrastowość, barwa).

A także:

• częstość powtórzeń sygnału,

• sposób rozmieszczenia urządzeń sygnalizacyjnych.

Informacje    

Informacje dzielimy na:

- bezpośrednie - informacje naturalne (idę i widzę stół),

- pośrednie - dają przetworzoną informację bezpośrednią(wskaźniki, liczniki), w dzisiejszej pracy jest ich najwięcej.

Fazy odbioru informacji:

- zauważenie sygnału (przy odpowiednim natężeniu), 

- rozpoznanie (znalezienie szczegółów),

- zrozumienie spostrzegawcze.

Przykłady:

 

Akustyka, alfabet Morse'a:

• słyszę dźwięki przy odpowiednim natężeniu,

• rozróżniam poszczególne dźwięki,

• trzeba rozumieć kod Morse'a, żeby zrozumieć informację.

 

W przypadku chińskich ikon:

• widzenie plamy,

• rozpoznaję, że jest to znak,

• jeśli znam język, to rozumiem jego znaczenie.

Warunkiem zauważenia sygnału jest bodziec o odpowiedniej sile. Czas adaptacji siatkówki do ciemności trwa do 1 godz., ale 90% adaptacji osiągamy po 30 minutach - im dłuższa adaptacja tym trudniej zauważyć sygnał.

Często w miejscu pracy występują konflikty związane

z wymaganiami równoległych albo występujących szybko po sobie czynności, np. podczas lotów samolotem w czasie wojny - obserwacja podświetlonych wskaźników i zaciemnionej ziemi.

Podobnym przypadkiem jest czytanie zdjęć rtg - lekarz powinien zaadoptować oczy w celu dobrego rozpoznawania szczegółów, ale z kolei żeby pisać musi mieć światło - istnieje wtedy ryzyko pominięcia istotnych szczegółów ze zdjęcia.

Receptory odpowiedzialne za proces widzenia:

• Czopki - biorą udział w rozpoznawaniu barw, większa wrażliwość na kolor czerwony, pomarańczowy i żółty (większa długość fali).

• Pręciki - biorą udział w widzeniu przy niewielkim natężeniu oświetlenia, nie rozpoznają barw, ale reagują w większym stopniu niż czopki na kolor fioletowy, zielony, niebieski (mniejsza długość fali).

Wykorzystując te dane, warto w nocy podświetlać na czerwono, żółto i pomarańczowo - nie zmniejszy to właściwości pręcików (nie nastąpi zmniejszenie utraty wrażliwości wzroku). We wskaźnikach czytanych w nocy, podświetlanie wskazówek jest dobre, gdy światło tylko nieznacznie przekracza próg wrażliwości.

Rozpoznawanie sygnału

Rozpoznawanie sygnału - podział wg złożoności informacji zawartej w sygnale:

- kontrolne (0,1) - włączone, wyłączone,

- jakościowe (proces przebiega w jakimś zakresie, optymalny brak wartości, dostarczają informacji o kierunku zmian w sterowanym procesie) - poprawnie, źle, np. wskaźnik temperatury silnika w samochodzie,

- ilościowe (dostarczające informacji liczbowych o zachodzących zmianach, informują o aktualnej wartości liczbowej mierzonej wielkości), np. waga elektroniczna

w sklepie

Należy wiedzieć, jaka informacja jest potrzebna pracownikowi

Rodzaje informacji niezbędne pracownikom:

• kontrolne - najłatwiejsze, najszybsze do odczytu,

• jakościowe - wymagają więcej czasu,

• ilościowe - odczyt informacji najdłuższy (ważna czytelność - jak najkrótszy czas i jak najmniej błędów).

Od osi patrzenia w prawo i lewo po 30 stopni - dość szybko zauważamy sygnał. W poziomie 15 stopni powyżej i 30 do 40 stopni poniżej osi optycznej.

Wskaźniki jakościowe    

Wskaźniki jakościowe - minimalizacja danych poprzez odpowiednią konstrukcję.

Manometr - zaznaczona strefa pracy pożądanej (na białym polu czarna wskazówka).

Jedno urządzenie łatwo umieścić na pulpicie. Problem przy większej ilości obserwowanych jednocześnie (najlepiej umieszczać w polu optymalnego widzenia).

Najlepsze rozmieszczenie kilku wskaźników - od lewej do prawej w zwartym układzie (układ jest dobry, bo jesteśmy przyzwyczajeni do czytania od lewej

Optymalna wielkość tarczy wynosi około 50 mm.Zwiększając średnicę tarczy ilość błędów rośnie szybciej niż przy jej zmniejszaniu.Przy większej ilości przyrządów, istotny jest układ punktów zerowych. Wyniki Sendersa wskazują, że przy uporządkowanym umieszczeniu punktów zerowych (np. 9⁰⁰) można w 0,5 s sprawdzić, czy wskazówki są w pozycji zerowej (lub optymalnej dla założonych technologicznie parametrów pracy).

W układach zwartych mogą to być pola kierowane do siebie:

UKŁAD SYETRYCZNY LEWY PRAWY

W polu obserwacji może znajdować się dużo wskaźników, zawierających informacje ważniejsze

i mniej ważne.

Rozmieszczanie wskaźników  

W takim przypadku można wziąć pod uwagę procent poświęcanego czasu na zatrzymywanie wzroku w poszczególnych częściach pola.

W polu obserwacji może znajdować się dużo wskaźników, zawierających informacje ważniejsze

i mniej ważne. Łatwiej odczytywać w poziomie (lewo-prawo) niż w pionie (góra-dół) - wynika to

z budowy oka.

 Kształt tarczy wskaźnika   

Kształt tarczy nie ma wpływu na szybkość odczytu.

Dokładność odczytu zależy też od szybkości przesuwania wskazówki (błąd to zły odczyt lub brak odpowiedzi): zmiany powolne (najlepszy okienkowy - bo mało błędów - 0,5 %; następne wskaźniki dużo gorsze). 

Zmiany powolne

 

Zmiany szybkie 

 

 

Rozmieszczenie liter i cyfr na tarczy związane jest z ruchomością wskazówek. Przy ruchomych wskazówkach cyfry powinny być umieszczone pionowo w stosunku do całości tarczy, niezależnie od jej kształtów. Promieniowe rozmieszczenie jest nieprawidłowe (jeżeli urządzenie ma wskazówki nieruchome a tarczę ruchomą to należy opisywać promieniowo). Rozmieszczając cyfry należy je umieszczać na zewnątrz kresek podziałowych, żeby uniknąć zasłaniania przez wskazówkę.

Wskazówka i zasady jej umieszczania  

Wskazówka - powinna mieć długość taką, żeby nie zasłaniała kreski podziałkowej i nie utrudniała przyporządkowania. Luka między końcem wskazówki a wewnętrznymi końcami kresek podziałkowych powinna się zawierać w granicach 0,5-1,5 mm. Należy umieszczać wskazówkę możliwie blisko tarczy.

Istotnym czynnikiem jest rozległość płaszczyzny zajmowanej przez urządzenia sygnalizacyjne - powinna być ona maksymalnie zwarta. Za najlepsze rozwiązanie uważa się umieszczenie urządzeń sterujących na powierzchni kulistej wyznaczonej promieniem równym połowie odległości oczu operatora od centrum pola widzenia. Poza tą sferą odczytywanie wskazań wymaga ruchów poszukiwawczych gałek ocznych.

W rozmieszczaniu, grupowaniu urządzeń sygnalizacyjnych

i sterujących wykorzystuje się następujące zasady przedstawione przez McCormicka...

Zasady McCormica zawierają:

a. Zasady pełnionej funkcji - grupowanie elementów spełniających tą samą lub podobną funkcję.

b. Zasada ważności - elementy grupuje się w zależności od tego, w jakim stopniu warunkują one realizację zadania. Najważniejsze umieszcza się w najlepszych miejscach, nawet gdy są rzadko używane.

c. Zasady optymalnego umiejscowienia - dla każdego z elementów poszukuje się optymalnego miejsca z punktu widzenia jego zastosowania (wygody, dokładności, szybkości, potrzebnej siły itp.).

d. Zasady kolejności użycia - grupowanie wg typowych powiązań dla pracy i obsługi danego urządzenia, sprowadza się to często do przestrzennego umieszczenia elementów w kolejności odpowiadającej kolejności wykorzystania.

e.Zasada częstości użycia - rozlokowuje się urządzenia najczęściej używane w najkorzystniejszych położeniach (np. centrum pulpitu), a rzadziej używane bliżej brzegów pulpitu.

 Liternictwo    

Często poruszany problem wiąże się z kolorami i kontrastem tekstu otoczenia. Czarne na białym czy białe na czarnym? Wybór zależy od warunków i charakteru pracy, oświetlenia ogólnego i miejscowego

Wersaliki - bardzo dobre (1 wiersz, 2 i nie więcej). Postawienie dużych liter na początku, a następnie małych daje lepszą czytelność, niż stosowanie wyłącznie dużych liter.

Przy świetle dziennym najlepszą czytelność mają litery o szerokości stanowiącej 70-85% wysokości. Przy podświetlaniu, litery o szerokości wynoszącej 100% wysokości.

Ogromne znaczenie dla czytelności ma też krój czcionki. Czcionki ozdobne są mniej czytelne i szybciej męczą oczy niż przy czcionkach prostych (np. Arial).

Zalecana wysokość liter lub cyfr w mm = odległość od oka w mm /200.

Dla większości liter i cyfr poleca się następujące proporcje:

• szerokość 2/3 wysokości,

• grubość kreski 1/6 wysokości,

• odstęp między literami 1/5 wysokości,

• odstęp między słowami i cyframi  2/3 wysokości.

Odległość od oka w cm	Wysokość małych liter lub cyfr w cm
do 50 50 do 90   90 do 180 180 do 360 360 do 600	0,25 0,5 0,9 1,8 3,0

Dla potrzeb wojska opracowuje się kroje znaków o możliwie największej czytelności połączonej

z najmniejszym ryzykiem pomyłki z innym znakiem. Opracowano na przykład krój cyfr na potrzeby lotnictwa marynarki wojennej i inne dla innych celów, np. tablice rejestracyjne - krój Bergera.

 

---