7-2. Prakseologiczne ujęcie projektowania układów antropotechnicznych [A]

7-2. Prakseologiczne ujęcie projektowania układów antropotechnicznych

dr inż. Leonard Hempel - Politechnika Gdańska

7-2.1. Wprowadzenie

Większość uczelni technicznych kształcąc inżynierów uczy ich, jak projektować sztuczne otoczenie materialne człowieka, jednak poziom refleksji metodologicznej na temat samego projektowania jest dalece niewystarczający wobec współczesnych wyzwań. Projektant, konstruktor, organizator pracy napotykają już na wejściu systemów projektujących coraz więcej wiedzy nietechnicznej, jak np. ochrona środowiska, socjologia, ergonomia, inżynieria wartości, inżynieria zarządzania, wzornictwo przemysłowe, mikroekonomia czy marketing. Większość inżynierów, nawet świetnie przygotowanych do rozwiązywania problemów konstrukcji, czuje się bezradna wobec tych nowych zagadnień.

Wsparcie talentu projektanta podstawową wiedzą metodologiczną o samym procesie projektowania jest dzisiaj warunkiem koniecznym do uzyskania pełnego sukcesu rynkowego projektowanego systemu [7].

7-2.1.1. Definicja projektowania

Projektowanie jest celowym działaniem przygotowującym inne działania. Im działanie jest bardziej złożone, tym bardziej staje się niezbędny namysł, szczególnie w sytuacjach przymusowych. Podczas projektowania powstają wizje: przyszłego obiektu, sposobu jego wykonania, sposobu jego eksploatacji, w tym użytkowania, a niekiedy też sposobu jego kasacji. Wizje te powstają dużo wcześniej niż są realizowane, często nawet kilkadziesiąt lat wcześniej. Na wyjściu projektowania są dwie relacje. Pierwsza odzwierciedla wpływ projektanta na użytkowników, druga wpływ na wytwórców obiektu technicznego. Nie wszyscy zdają sobie sprawę z faktu, że „projektant dzięki tym dwom relacjom ma zakres władzy, jakiej nie ma nad jednostką ludzką żadna z agend współczesnego, zorganizowanego społeczeństwa” [5]. Na drugi istotny aspekt projektowania zwraca uwagę J. Słowikowski [5], pisząc: „Decyzje projektanta nie są traktowane przez społeczeństwo jako atrybuty władzy i praktycznie pozostają poza kontrolą, stąd olbrzymia odpowiedzialność moralna ludzi zajmujących się projektowaniem za każdy błąd produktu, powielany później w wielkich seriach”.

Aby proces projektowania mógł być zrealizowany, muszą zaistnieć następujące niezmienniki [1]:

potrzeba społeczna
kompetentny sprawca
określony system wartości
odpowiednie zasoby: metodologiczne (strategie projektowe, metody), informacyjne, techniczne, ekonomiczne, czasowe
założony wynik projektowania (dokumentacja, model, prototyp).

7-2. slajd 2

7-2.2. Projektowanie jako element procesu zaspokajania potrzeb

Proces projektowania jest elementem nadsystemu, jakim jest proces realizacji potrzeb społecznych. Procesem realizacji nazywa się ogół działań zmierzających do zaspokojenia określonych potrzeb. Proces, w czasie którego obiekty służące do zaspokojenia określonych potrzeb wykonuje się przemysłowo, jest nazywany przemysłowym procesem realizacji (PPR). Proces ten dzieli się na szereg faz i operacji ( 7-2. slajd 3).

7-2. slajd 3

Najogólniej proces realizacji można podzielić na następujące fazy [2]:

ISZ

Czas wprowadzania poszczególnych faz reguluje relacja porządkująca T. Przemysłowy proces realizacji jest podporządkowany systemowi celowemu Q, określającemu cel istnienia procesu. System Q określa, między innymi, czy analizowany proces bezpośrednio czy też pośrednio zaspokaja określoną potrzebę. Czas wprowadzania poszczególnych faz reguluje relacja porządkująca T. Przemysłowy proces realizacji jest podporządkowany systemowi celowemu Q, określającemu cel istnienia procesu.

Bardzo często dany PPR jest tylko pewnym etapem do realizacji określonych potrzeb. Na przykład potrzeby komunikacyjne zaspokaja proces, w którym wykonuje się i eksploatuje środki komunikacji. Procesem pośrednim do wymienionych potrzeb jest proces, w którym wykonuje i się eksploatuje wszelkie oprzyrządowanie do produkcji środków komunikacji.

Najogólniej, przemysłowy proces realizacji PPR można zdefiniować jako uporządkowany w czasie przez relację porządkującą T oraz podporządkowany systemowi celowemu Q zbiór określonych faz.

PPR = {T, Q, GP, IP, PP, PW, DW, EW, LW, ISZ }

W fazie GP społeczeństwo generuje określoną potrzebę, która również może powstać w sytuacji zagrożenia. W tej fazie może uczestniczyć praktycznie całe społeczeństwo. Czas jej trwania jest praktycznie nieokreślony.

Fazy IP, PP charakteryzuje brak wytworu (obiektu), mającego służyć do zaspokojenia określonej potrzeby społecznej. Miejsce wytworu zajmuje myśl (zamysł, model obiektu, jego odwzorowanie) - zwana przez J. Dietrycha [2] utworem.

Faza PW jest przejściowa: na jej wejściu jest utwór, a na wyjściu - wytwór (obiekt techniczny).

Pozostałe fazy procesu realizacji charakteryzuje występowanie wytworu.

Najważniejszą fazą, z punktu widzenia celu istnienia danego PPR, jest faza eksploatacji EW, a ściślej proces użytkowania U obiektu technicznego. Proces realizacji potrzeb kończy faza likwidacji obiektu technicznego (wytworu) LW.

7-2.3. Ważniejsze fazy przemysłowego procesu realizacji potrzeb

7-2.3.1. Identyfikacja potrzeb IP

W fazie identyfikacji potrzeb IP zaczyna się proces realizacji wygenerowanej potrzeby. Jest ona pierwszą fazą PPR. Decydują się tutaj losy przyszłego wytworu mającego zaspokoić określone potrzeby społeczne. Podczas fazy IP należy znaleźć odpowiedź na pytania:

Czyje potrzeby i w jakim stopniu powinny być wzięte pod uwagę?
Czy i w jakiej kolejności należy brać pod uwagę zaspokojenie potrzeb jednostki, rodziny, środowiska, zakładu, resortu, klasy, społeczeństwa, regionu, kraju itd.?
W jakim stopniu mają być zaspokajane potrzeby poszczególnych kategorii zainteresowanych?

Przez identyfikację należy rozumieć ustalenie tożsamości badanego obiektu lub zjawiska na podstawie jego najbardziej charakterystycznych cech. Identyfikując potrzeby, należy uwzględnić wszystkich zainteresowanych nimi oraz przypisany im układ preferencji. Działania fazy identyfikacji są oparte na przewidywaniu istnienia sposobu realizacji przyszłych potrzeb. Faza ta wyprzedza, niekiedy o kilka lat, fazę, w której pojawia się obiekt techniczny. Postęp techniczny znacznie skraca czas cyklu „od pomysłu do przemysłu”. Faza IP opiera się na wszelkich rodzajach prognoz łącznie, w tym na prognozach ekonomicznych, socjologicznych oraz na prognozach rozwoju nauki i techniki.

Suma przewidywanych potrzeb jest większa od sumy przewidywanych możliwości, a więc należy ustalić gradację potrzeb opierając się na odpowiednich kryteriach hierarchizacji i na tej podstawie opracować plan ich zaspokojenia. Rozróżnia się następujące kryteria hierarchizacji:

korzyści społeczne (wymierne i niewymierne)
prawdopodobieństwo osiągnięcia bezpośrednich celów ekonomicznych
prawdopodobieństwo osiągnięcia celów technicznych przy nakładzie określonych środków finansowych i przy określonych terminach wykonania poszczególnych faz PPR.

Oprócz wymienionych kryteriów hierarchizacji, podczas identyfikacji potrzeb należy korzystać z kryteriów wynikających z czterech podstawowych racji istnienia wytworu:

celowości technicznej
technologiczności wytworu
ekonomiczności (produktywności) wytworu
polityczno społecznych.

Z wymienionych racji wynikają określone kryteria, które mogą posłużyć do znalezienia polioptymalnego w ich świetle wariantu przyszłego procesu realizacji.

7-2.3.2. Przygotowanie produkcji PP

Jest to następna faza PPR . W tej fazie na podstawie ogólnego opisu potrzeb następuje szczegółowe określenie przyszłego obiektu technicznego. Odtworzeniem tego może być konstrukcja, projekt, algorytm, proces technologiczny, model, wzorzec itp. Niezwykle istotnym składnikiem tej fazy jest proces projektowania.

Celowe wydaje się zwrócenie uwagi na połączenie tego procesu z procesem identyfikacji potrzeb, gdyż poprawne wykonanie projektu i konstrukcji zależy od tego, w jakiej postaci przygotowano założenia. W ogólnym ujęciu założenia powinny zawierać:

opis potrzeby
opis działania układu
dane sytuacyjne
dane ilościowe.

Przygotowanie założeń w wymienionej formie nie jest sprawą łatwą, a więc udział projektantów i konstruktorów w procesie IP staje się niezbędny. Na przykład, istotę działania należy identyfikować w taki sposób, aby do jej opisu nie wprowadzać informacji, które ograniczyłyby swobodę wyboru koncepcji, co może wyrażać się przedwczesnym przesądzeniem typu układów i elementów przyszłego wytworu. Jest to ważne dlatego, iż opracowanie koncepcji (koncypowanie) jest i długo jeszcze będzie domeną człowieka, a jego wpływ na rozwój konstrukcji zawsze będzie decydujący. O ile powielanie działań konstrukcyjnych można algorytmizować, to proces koncypowania jest działalnością heurystyczną, znamienną dla działania człowieka - twórcy.

7-2.3.3. Eksploatacja wytworu EW

Obiekt techniczny (wytwór) pojawia się w chwili t_p początkującej czas życia obiektu. W pewnej chwili t_e>t_p zaczyna się jego eksploatacja, która kończy się w chwili t_k>t_p. Tak więc, proces eksploatacji, będący kolejną fazą procesu realizacji, t_e trwa, od chwili t_e do chwili t_k, w której następuje likwidacja (kasacja) obiektu. Faza eksploatacji EW składa się z trzech podstawowych zbiorów stanów eksploatacyjnych:

użytkowania U
obsługiwania O
zasilania Z.

Użytkowanie U jest zbiorem stanów, podczas trwania których odbywa się proces zaspokajania określonych potrzeb społecznych. Inaczej mówiąc, podczas użytkowania jest realizowany cel istnienia obiektu.

Obsługiwanie O jest zbiorem stanów, podczas których wykonuje się operacje mające na celu zapewnienie odpowiedniej gotowości technicznej użytkowanemu obiektowi. W projektowaniu systemów antropotechnicznych bardzo istotne jest uwzględnienie faktu, że tworzony podsystem techniczny występuje zawsze (choć niejednocześnie) w dwóch konfiguracjach: operacyjnej i serwisowej [1] ( 7-2. slajd 4).

7-2. slajd 4

Zasilanie Z jest zbiorem stanów, podczas których następuje dopływ informacji, energii i materii niezbędnych do zapewnienia poprawnego przebiegu użytkowania i obsługiwania.

Oprócz wymienionych zbiorów, w fazie eksploatacji należy wyróżnić relację porządkującą w czasie występowanie poszczególnych stanów eksploatacyjnych. Eksploatacja EW, a szczególnie użytkowanie U, jest najważniejszą fazą przemysłowego procesu realizacji potrzeb społecznych. Świadczy o tym fakt, że:

tylko podczas użytkowania U zaspokaja się dane potrzeby, a wszystkie inne fazy PPR mają na celu stworzenie warunków do pożądanego przebiegu procesu użytkowania
w tej fazie następuje ostateczna weryfikacja wszystkich poprzedzających ją faz PPR
udział czasu trwania EW (okres t_e - t_l) w całkowitym czasie trwania PPR jest największy ze wszystkich udziałów czasów trwania pozostałych faz.

Proces użytkowania U obiektu technicznego jest największym obszarem działalności ergonomii. W tej fazie występuje układ (system): operator-maszyna. W tradycyjnym projektowaniu układów antropotechnicznych, które można zaliczyć do projektowania zadaniowego, obowiązuje paradygmat człowieka operatora, przez co bardzo często pomija się analizowanie i projektowanie innych ważnych układów, np.: remontowiec-maszyna, ustawiacz-linia produkcyjna, konserwator-obiekt techniczny, montażysta-maszyna, ratownik-obiekt techniczny, strażak-wieżowiec, lekarz pogotowia-wypadek uliczny itd.

W tym tradycyjnym ujęciu problemu projektowania należy szukać błędów, jakie popełnia się, ucząc projektowania i projektując wiele obiektów. Analiza wielu głośnych katastrof wykazała, że projektantom zabrakło wiedzy ergonomicznej i wyobraźni. Przykładów jest bardzo wiele, np.: katastrofa „Titanica” pociągnęła tak wiele ofiar, gdyż między innymi brakowało środków ratunkowych, pożary na statkach i w innych obiektach najczęściej wybuchają podczas (lub krótko po) remontowych prac spawalniczych, zawalenie się masztu radiowego podczas remontu, wielka liczba wypadków przy pracach remontowych w budownictwie i okrętownictwie, duża liczba śmiertelnych ofiar wypadków drogowych spowodowana brakiem możliwości szybkiego udzielenia pomocy poszkodowanym itp.

Dobrze zaprojektowany obiekt techniczny w każdym stanie eksploatacyjnym powinien odpowiadać wymogom ergonomii i bezpieczeństwa pracy.

7-2.3.4. Likwidacja wytworu LW

Faza LW kończy proces zaspokajania potrzeb. W tej fazie odzyskuje się część wartości użytkowej obiektu w postaci surowców wtórnych i części mogących po regeneracji stanowić rezerwę części zamiennych. Na etapie projektowania często zapomina się o tej fazie. Zanieczyszczenie środowiska powstaje nie tylko w procesie użytkowania obiektów technicznych. Bardzo wiele maszyn, urządzeń, narzędzi jest bardzo trudno skutecznie utylizować, przez to stają się poważnym zanieczyszczeniem środowiska naturalnego.

Z punktu widzenia ochrony środowiska nie powinno się uruchamiać takich procesów realizacji, w których nie zagwarantowano, już na etapie projektowania, skutecznej likwidacji obiektów i negatywnych skutków ich działania. Pominięcie tej fazy w wielu PPR doprowadziło do tego, że ochrona środowiska polega często na walce ze skutkami zagrożeń, a nie z ich przyczynami.

7-2.4. Rola człowieka w przemysłowym procesie realizacji potrzeb

Dzięki działaniu w sferze pracy i techniki, rodzaj ludzki nie tylko urządza się w środowisku, lecz je przekształca i konstruuje; dzięki twórczości nauki, nie tylko wykorzystuje dary natury, lecz także odsłania jej siły, czyniąc je posłusznymi swym wymaganiom; dzięki twórczości artystycznej ludzkość przekracza granice widzialnego świata, stwarzając rzeczywistość ułudną, a jednak prawdziwą zmysłowo i uczuciowo [7].

W pracy, rozpatrywanej w najogólniejszym sensie, jako celowej działalności zmierzającej do przystosowania przedmiotów przyrody do potrzeb ludzkich, człowiek pełni następujące funkcje ( 7-2. slajd 5):

logiczne (zapamiętywanie, wybór, obliczanie i przetwarzanie informacji, podejmowanie decyzji) kontrolno-kierownicze technologiczne (zmiany formy, składu, struktury przedmiotu pracy) energetyczne
transportowe.

7-2. slajd 5

W przemysłowym procesie realizacji potrzeb człowiek przyjmuje (zajmuje) różne pozycje względem obiektu technicznego (7-2. slajd 6).

(7-2. slajd 6)

Z punktu widzenia humanizacji techniki, człowiek w stosunku do obiektu technicznego jest zawsze podmiotem. Wynika to z działań, mających zaspokoić określone potrzeby społeczne. Pozycja (stanowisko) człowieka względem obiektu technicznego jest uwarunkowana w większości przypadków fazą procesu realizacji. To znaczy, że w każdej fazie procesu człowiek inaczej wpływa na ostateczny kształt obiektu technicznego, a tym samym, na stopień zaspokojenia określonej potrzeby społecznej.

7-2.4.1. Człowiek jako projektant

W przemysłowych procesach realizacji potrzeb społecznych uczestniczy zbiór ludzi w różnym stopniu związanych z procesem i obiektem występującym w tym procesie. Zdarza się, że do kolejnych podsystemów wchodzi ten sam człowiek lub zespół ludzi. Jest to jednak coraz rzadszy przypadek, gdyż wysoko technicznie rozwinięte obiekty w swoim procesie realizacji na każdym etapie (fazie) stykają się z zupełnie innymi ludźmi o różnym poziomie i rodzaju posiadanej wiedzy, doświadczeniu, cechach psychofizycznych i roli w procesie realizacji.

Projektant, niezależnie od strategii projektowania, rozwiązuje problemy według następującej procedury [4]:

stwierdzenie istnienia problemu do rozwiązania
formułowanie problemu
analiza problemu
poszukiwanie rozwiązań
podejmowanie decyzji
wykonanie dokumentacji.

Dokumentacja szczegółowa obejmuje między innymi rysunki, obliczenia, opisy, modele, makiety itp.

Klasyczny projektant opiera się w swojej pracy na praktycznej znajomości rzeczy, rozsądku, doświadczeniu, intuicji, projektant współczesny jest coraz lepiej wyposażony w wiedzę.

Projektant powinien (7-2. slajd 7):

znać społeczeństwo, dla którego są przeznaczone efekty jego pracy dbać o dobro społeczeństwa
zmniejszyć do minimum koszty społeczne i zwiększyć do maksimum korzyści społeczne.

(7-2. slajd 7)

Eric Ashby napisał, że dobry inżynier projektant „potrafi wpleść technikę w tkaninę społeczeństwa” [4]. Zatem oddziaływanie człowieka projektanta na przebieg procesu projektowania ma charakter złożony i wieloaspektowy (7-2. slajd 8)

(7-2. slajd 8)

7-2.4.2. Ogólne zadania projektanta

Według E.V. Kricka [3] ogólne zadania projektanta można przedstawić następująco (7-2. slajd 9):

poznanie potrzeby społecznej - w fazie poszukiwania koncepcji obiekt techniczny mający służyć do zaspokojenia potrzeby nie jest jasno sprecyzowany. Dlatego ważny jest udział w tym zadaniu zarówno projektanta, jak i przyszłego użytkownika. Czynny udział użytkownika w opracowywaniu koncepcji i założeń projektowych jest cechą projektowania partycypacyjnego;
przetwarzanie informacji na ścisły język sposobów realizacji celu
doprowadzenie do zrównoważenia sprzecznych kryteriów. Podczas rozwiązywania problemów technicznych występują zadania polioptymalizacji
rozwijanie swej pomysłowości podczas projektowania. Podczas projektowanie nie wystarcza wiedza fachowa
uwzględnianie czynnika ekonomicznego
wykrywanie ludzkich potrzeb i ich ocenianie
antycypowanie przyszłych oddziaływań na ludzi (na społeczeństwo)
określanie, jak może być użytkowane projektowane urządzenie. Projektant jako podmiot prakseologicznego procesu projektowania powinien charakteryzować się określonymi cechami i umiejętnościami. Ważniejsze z nich to:
cechy osobiste (charakter, wiedza ogólna, doświadczenie, talent, zdolności, wyobraźnia, postawa),
umiejętności (posługiwanie się językiem profesjonalnym, koncypowanie, wyszukiwanie i przetwarzanie informacji, modelowanie rzeczywistości, działanie w sytuacjach o dużym stopniu niepewności, stosowanie narzędzi wspomagających projektowanie, stosowanie metod heurystycznych przy poszukiwaniu rozwiązań projektowych, uczenie się nowych rzeczy),
wiedza fachowa (wiedza zawodowa, mentalność).

(7-2. slajd 9)

7-2.5. Uwarunkowania informacyjne

W rzeczywistości projektowania systemów i obiektów technicznych występują działania wielopodmiotowe. W związku z tym staje się niezbędne komunikowanie się zarówno pomiędzy członkami grupy projektującej, jak i innymi uczestnikami procesu zaspokajania potrzeb społecznych. Z faktu tego wynika potrzeba propagowania w społeczeństwie pewnej wiedzy o procesie projektowania, a wśród projektantów - wiedzy o człowieku jako podmiocie w procesie zaspokajania potrzeb [4] (7-3. slajd 14).

(7-3. slajd 14)

W projektowaniu występują następujące uwarunkowania informacyjne:

komunikowanie się w projektowaniu nie jest prostym przekazywaniem wiedzy, którą odbiorca przyjmuje i zapamiętuje, należy także uwzględniać rolę inicjującą wiedzy;
w trakcie działalności zawodowej projektant sięga po wiedzę z wielu obszarów nie wchodzących w zakres jego wykształcenia zawodowego oraz jego doświadczenia zawodowego i życiowego;
obszar, czas planowania i różnorodność rozważanej przez projektanta rzeczywistości są ogromne i zwiększają się coraz bardziej. W związku z tym wzrasta zakres wiedzy, jej rozproszenie, różnorodność tematyczna, języki, w jakich wiedza jest formułowana. Selekcja informacji (świadoma i nieświadoma) następuje już w fazie rozważania rzeczywistości;
różnorodność zakresu, poziomu, szczegółowości wiedzy współdziałających partnerów jest potencjalnym źródłem nieporozumień;
im bardziej nowatorski i niebanalny jest problem projektowy oraz jego rozwiązanie, tym trudniej jest projektantowi sprecyzować w procesie komunikowania, jaką wiedzę chciałby uzyskać;
nie zawsze projektant może przyjąć, że poszukiwana wiedza została już sformułowana i należy jedynie ją znaleźć. W taki sposób można uzyskać informacje tylko o obiektach już opisanych, uzyskanie innej wiedzy wymaga badań.

7-2.5.1. Języki projektowania

W komunikowaniu się związanym z procesami projektowania (zmianotwórczymi) występują następujące cztery rodzaje języków [4]:

– język potoczny, w którym poszczególnym terminom jest nadawane dowolne znaczenie. Jest to język, w którym jest najłatwiej wyrazić wszelkie niuanse. Nie zapewnia on jednak pełnego porozumienia nadawcy i odbiorcy;

– żargon zawodowy, w którym znaczenie niektórych ważnych terminów jest dość ściśle określone i znane w zespole projektantów;

– język profesjonalny, w którym znaczenie terminów podstawowych dla danych dziedzin jest ściśle określone i opisane w dostępnych publikacjach;

– język sformalizowany, w którym znaczenie wszystkich terminów jest ściśle określone i opisane w dostępnych publikacjach. Opisywanie rzeczywistości w języku sformalizowanym utrudnia lub wręcz uniemożliwia projektantom przekazanie wielu niuansów. Stosowany on jest przede wszystkim przy korzystaniu z komputera.

7-2.6. Podstawowe ideały projektowania

W projektoznawstwie jako nauce o projektowaniu wyróżnia się dwa rodzaje, dwa ideały, projektowania: zadaniowe i sytuacyjne [4].

7-2.6.1. Projektowanie zadaniowe

Projektowanie zadaniowe polega na rozwiązywaniu bardzo szczegółowych i wyraźnie zdefiniowanych zadań (problemów) postawionych przez zleceniodawcę, czyli kogoś, kto posiada środki materialne, władzę itp. (7-2. slajd 10).

(7-2. slajd 10)

Według E.V. Kricka [3] „problem pojawia się wówczas, gdy chcemy osiągnąć pewną transformację jednego stanu rzeczy w jakiś inny stan rzeczy”. Za cenniejsze uznaje się to rozwiązanie, które realizuje cel lepiej i mniejszym kosztem.

Ogólne zadanie projektowania zadaniowego ma postać: dla danego obiektu projektowanego znajdź taką jego postać oraz taki sposób realizacji, aby osiąg tego obiektu w procesie eksploatacji (użytkowania) był największy, zaś związane z tym koszta były jak najmniejsze [4]. Niestety, tak postawione zadanie nie uwzględnia wprost kosztów społecznych, co z punktu widzenia humanizacji techniki jest niedopatrzeniem.

Rozwiązanie tego rodzaju problemów skupia się wokół obiektów stanowiących materializację sposobów osiągnięcia celów - zaspokojenia potrzeb społecznych.

Najtańszym sposobem przybliżenia się do maksymalizacji celu i minimalizacji kosztu jest usprawnienie istniejących, wcześniej zaprojektowanych i wykonanych obiektów.

Zadanie projektowe w takim projektowaniu ma ściśle określoną strukturę według schematu doboru środka do bardzo szczegółowo określonego celu, którym jest wyizolowany obiekt projektowany, wokół którego skupiona jest edukacja adepta projektowania, reprodukująca tradycyjny paradygmat (wzorzec). Z tego powodu tradycyjne projektowanie w niewystarczającym stopniu uwzględnia wymagania ergonomii i humanizacji techniki. Inną wadą tego projektowania jest to, że tradycyjny paradygmat projektowania przez narzucenie sztywnego schematu zadania projektowego ogranicza zakres swobody projektanta.

7-2.6.2. Projektowanie sytuacyjne

Projektowanie sytuacyjne jest działaniem mającym na celu poszukiwanie sposobów przezwyciężania sytuacji praktycznych. Dotychczasowy przedmiot projektowany, stając się przedmiotem projektowania jest wzbogacony o kontekst związany z człowiekiem. Spowodowało to wzrost zainteresowań zagadnieniami środowiska naturalnego, społecznego, psychicznego, pracy itp. Projektowanie sytuacyjne jest drogą do poprawienia tego, czego nie udało się wyeliminować w czasach dominowania projektowania zadaniowego [4].

Projektowanie zadaniowe czynnie przyczyniło się do wielu korzystnych zmian w środowisku życia i pracy człowieka, jednocześnie wystąpiło bardzo dużo zmian niekorzystnych, np. zanieczyszczenie środowiska, wyczerpywanie się tradycyjnych źródeł energii, pojawiły się ujemne psychiczno-społeczne skutki urbanizacji itp. Te narastające zagrożenia zaczynają wymuszać zmiany wyznaczające postęp.

Zaczyna się powszechnie stosować projektowanie układów antropotechnicznych jako odmianę projektowania sytuacyjnego, podczas którego wykorzystuje się między innymi wyniki badań ergonomiczności, niezawodności i bezpieczeństwa systemów „człowiek - obiekt techniczny - otoczenie”. Projektowanie staje się działalnością interdyscyplinarną.

Przewagą projektowania sytuacyjnego nad projektowaniem zadaniowym jest wielostronność proponowanych rozwiązań, na każdym etapie uwzględniających człowieka i jego środowisko. Projektowanie to zaczyna być projektowaniem antropocentrycznym.

Powstają akty prawne zobowiązujące wszystkich uczestników procesu zaspokajania potrzeb społecznych do przestrzegania wymogów i wskazań ergonomii, humanizacji techniki i bezpieczeństwa pracy. Na przykład, obowiązujący obecnie kodeks pracy stanowi między innymi, że (7-2. slajd 11), (7-2. slajd 12).

(7-2. slajd 11)

(7-2. slajd 12)

7-2.6.3. Podstawowe zasady projektowania inżynierskiego

Podstawowe zasady projektowania inżynierskiego można podzielić na trzy typy:

zasady specjalistyczne, ściśle strzeżone przez branżowe biura projektów, gdyż dotyczą projektowania określonych obiektów
zasady ogólne, zawierające rozważania teoretyczne nie ograniczające się do jednego obiektu, np. układy automatyki hydraulicznej
zasady uniwersalne, dotyczące projektowania procesu projektowania.

Zasady projektowania ergonomicznego można zaliczyć do grupy drugiej.

7-2.7. Prakseologiczny łańcuch działań a projektowanie

Proces projektowania jest działaniem zachodzącym w prakseologicznym łańcuchu działania, tzn. jest to uporządkowana trójka, w której podmiotem działania (sprawcą) jest człowiek, oddziałujący poprzez pośrednik działania, którym jest narzędzie projektowania, na przedmiot działania, którym w procesie projektowania sytuacyjnego jest system „człowiek - obiekt techniczny - otoczenie” (7-2. slajd 13)

(7-2. slajd 13)

7-2.7.1. Podmiot projektowania

Według Projektoznawstwa [4] podmiotami projektowania są zarówno „ci, dla których się projektuje”, jak i „ci, którzy projektują”, czyli w każdym przypadku projektowania para: „użytkownik-projektant”. Jest to podstawowe założenie projektowania antropocentrycznego.

Użytkowników jest wielu, a każdy z nich ma więcej niż jeden cel. Z tego powodu należy wyróżnić użytkowników głównych i bezpośrednich. Użytkownik główny i bezpośredni jest albo konkretną osobą, albo podmiotem hipotetycznym, reprezentującym zbiorowość podmiotów rzeczywistych. Na przykład, ubranie może być uszyte dla konkretnej osoby lub uszyte dla „średniego w danej populacji” (typowego) człowieka.

Do „użytkowników” głównych powinno się zaliczyć również wytwórców, pracowników serwisu (remontowców) itp. uczestników procesu realizacji potrzeb. Cechą charakterystyczną użytkownika głównego jest to, że jego potrzeba ma postać pozytywną: „chcę tego - a - tego”.

Rozwiązania projektowe wywierają wpływ nie tylko na użytkownika głównego, ale również na inne osoby. Są to użytkownicy pośredni lub przypadkowi. Użytkownikami pośrednim lub przypadkowymi są osoby nie uczestniczące w realizacji danej potrzeby, na przykład przechodnie narażeni na spaliny i hałas, mieszkańcy osiedli położonych blisko zakładów produkcyjnych itp.

Konieczność uwzględniania innych użytkowników oprócz głównych i bezpośrednich jest ściśle powiązana ze świadomością pośrednich konsekwencji rozwiązań projektowych. Z szeroko rozumianą ochroną środowiska wiąże się świadomość konsekwencji odroczonych, to jest pojawiających się jakiś czas po rozpoczęciu użytkowania projektowanych obiektów technicznych.

Duża liczba podmiotów projektowania zmusza do poszukiwania odpowiednich ujęć metodologicznych. Są nimi np. dyskursywny model projektowania, koncepcja wielorakiej perspektywy oraz projektowanie uczestniczące. Z punktu widzenia projektowania układów antropocentrycznych najciekawsze wydaje się być to ostatnie.

7-2.7.2. Istota projektowania uczestniczącego

Podstawowym zagadnieniem projektowania uczestniczącego jest bezpośredni udział użytkowników w podejmowaniu decyzji projektowych. W projektowaniu tym obowiązują następujące podstawowe założenia:

pominięcie istniejącej profesjonalnej ekspertyzy projektanckiej
rozwiązywanie problemów klienta różnymi sposobami, a nie tylko w drodze narzucania mu własnej ekspertyzy i kryteriów estetycznych na podstawie własnych wyobrażeń na temat jego potrzeb (przekonanie wyrażane powiedzeniem „użytkownik sam nie wie, czego chce”)
brak obiektywnych miar rozwiązań projektowych
zbieranie informacji w drodze zarówno ekspertyzy profesjonalnej, jak i wspólnych dyskusji ze wszystkimi zainteresowanymi
argumentacyjny charakter procesu projektowania: wprowadzenie kwestii spornych, prowokujące uczestników dyskusji do szukania argumentów i podejmowania decyzji
jawny i otwarty charakter argumentacji w procesie decyzyjnym.

Aby założenia te mogły być spełnione, proces musi być właściwie zorganizowany i musi zapewniać współdziałanie uczestników.

7-2.7.3. Pośrednik projektowania - narzędzia projektowania

Projektant posługuje się różnymi środkami i metodami działania, których dobór zależy od rodzaju zadania projektowego, rodzaju podmiotu projektowania oraz od środków finansowych i czasu przeznaczonego na projektowanie oraz etapu procesu projektowania. Nie bez znaczenia jest paradygmat, według którego kształcił się projektant.

Według W. Tarnowskiego [8] proces projektowania charakteryzują następujące elementy ( 7-2. slajd 14):

projektowanie jest procesem przetwarzania i generowania informacji
celem projektowania jest obmyślanie tego, czego jeszcze nie było, stąd wynika konieczność stosowania metod heurystycznych lub innych dziedzin twórczych oraz konieczność programowania i symulowania
projektowanie jest procesem złożonym, zawierającym działania o różnym stopniu sformalizowania: od czysto heurystycznych do czysto algorytmicznych, przy czym działania twórcze są kluczowe. Rezultaty silnie zależą od człowieka
proces projektowania jest podporządkowany procesowi zaspokajania potrzeb
mimo znacznego udziału elementów twórczych, proces projektowania może być badany, opisywany i powinien być nauczany
brak jednoznacznych modeli procesu projektowania
informacja wejściowa procesu jest niepełna
najczęściej brak jest pełnego matematycznego modelu projektowania obiektu i procesów z nim związanych, co powoduje, że proces projektowania można algorytmizować tylko częściowo
ekonomiczne i pozaekonomiczne skutki złych rezultatów mogą powodować wielkie straty ekonomiczne, społeczne i inne.

7-2. slajd 14

7-2.7.4. Przedmiot projektowania

Przedmiotem projektowania w projektowaniu ergonomicznym jest system „człowiek - obiekt - otoczenie”. Według projektu normy PN-EN 614-1 środowisko pracy człowieka jest systemem, w którym człowiek za pomocą środków pracy (obiektów technicznych) w określonej przestrzeni i określonym środowisku wykonuje zorganizowane czynności, mające na celu wytworzenie użytecznych wartości.

Podsystem „człowiek” w rozpatrywanym systemie może reprezentować pojedynczego człowieka lub zespół ludzi. W zależności od stanu eksploatacyjnego obiektu technicznego może to być użytkownik (operator), konserwator, remontowiec lub człowiek zasilający system w materiały eksploatacyjne (np. kucharz na statku).

Podsystem „obiekt techniczny” reprezentuje maszynę, urządzenie, instalację, przyrząd lub narzędzie.

Otoczenie człowieka w systemach C - OT stanowią:

warunki materialne środowiska pracy; składają się na nie czynniki fizyczne, chemiczne, biologiczne i mikrobiologiczne
cechy przestrzenne stanowiska pracy
organizacja stanowiska pracy
struktura organizacyjna zespołu i metody jej zarządzania
stosunki międzyosobnicze w zespole.

Pomiędzy poszczególnymi elementami systemu zachodzą określone relacje.

W projektowaniu ergonomicznym projektant nie może pominąć żadnego z tych elementów. Projektantem w omawianym łańcuchu prakseologicznym musi być interdyscyplinarny zespół, gdyż tyko on zdoła rozwiązać tak złożone zadanie projektowe.

7-2.8. Literatura

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