Opis
Celem niniejszej rozprawy jest analiza systemowa zautomatyzowanego urządzenia technologicznego (ZUT) i opracowanie metodyki ergonomicznej modyfikacji systemu pracy operatora. Zainteresowanie reengineeringiem procesów eksploatacji ZUT jest uzasadnione przede wszystkim tym, że operator złożonych systemów technicznych pełni funkcję nadrzędną względem pozostałych elementów systemu. Człowiek jest odpowiedzialny za funkcjonowanie każdego systemu. Wykonując zadania operacyjne, zwiększa bezpieczeństwo systemu pracy, ponieważ jest elementem tzw. nadmiarowej struktury niezawodnościowej. Podejmuje czynności w sytuacjach trudnych, kiedy zawodzą techniczne elementy systemu pracy. Przyjmuje się, że choć jest najsłabszym elementem, to w czasie awarii – ostatnim, który przestaje działać. A zatem za standard racjonalnego eksploatowania obiektów technicznych w rozprawie przyjęto procedury minimalizujące stopień rozbieżności między możliwościami psychofizycznymi operatora i wymaganiami stanowiskowymi. Z tego wynika, że uwzględnienie w projektowaniu zautomatyzowanych obiektów technicznych wiedzy na temat możliwości psychofizycznych użytkownika decyduje o właściwej eksploatacji obiektów i o efektywności systemu pracy. Ze względu na wyjątkowy charakter interakcji człowieka z systemem bieżącej diagnostyki procesów przemysłowych istotne wydaje się wprowadzenie do systemu pracy mierników poziomu obciążenia zadaniowego. Na potrzeby modelowego odwzorowania tych mierników zbudowano stanowisko badawcze, analogiczne do realnie istniejącego w ZUT. Ergonomiczne ujęcie analizy systemu pracy zostało potraktowane jako spójny opis różnorodnych czynników układu człowiek–ZUT–otoczenie i relacji systemowych występujących w tym układzie. Zbiorowi pozyskanych danych nadano status podzbioru zasobów informacji o obiektach i procesach eksploatacyjnych, które znacząco mogą wspierać rozwiązania problemów eksploatacyjnych. W celu utworzenia formalnego opisu procesów zachodzących w eksploatacji systemu technicznego do zarządzania zasobami, na etapie analizy ergonomicznej, wprowadzono kategoryzację istotnych elementów układu człowiek–interfejs–proces technologiczny i wprowadzono pojęcie tzw. przekroju obciążenia. Jako kryterium dekompozycji ZUT przyjęto kryterium niezawodnościowo-ekonomiczne, ponieważ jest ono istotne dla nadrzędnego celu systemu pracy. W efekcie uzyskano model sytuacji pracy. Za jego pośrednictwem rozpoznano istotne relacje procesu pracy i rozpoznano czasowe i przestrzenne układy przetwarzania informacji. Wiedza na ten temat została wykorzystana do utworzenia struktury systemu informacyjnego, a także do zdefiniowania zbiorów informacji, punktów ich generowania i kanałów przesyłania oraz punktów ich odbioru. W rozprawie przedstawiono wielopoziomową analizę ergonomiczną układu operator–ZUT–otoczenie. Zbadano między innymi bardziej ogólne zagadnienia, takie jak użyteczność organizacyjna i koordynacja pracy oraz jej związek z technologią. W procesie badawczym układu człowiek–ZUT na etapie odwzorowania rzeczywistości przyjęto za reprezentatywny dla istotnych relacji między operatorem i ZUT obraz łańcucha działania. Natomiast podczas optymalizacji warunków funkcjonowania układu przeprowadzono rekonfigurację zmiennych stanu pod kątem bodźców płynących ze środowiska. W rozprawie przedstawiono także sugestie implementacji strategii, która polega na wprowadzeniu do zasobów informacyjnych systemu opcjonalnie całościowej koncepcji działania, na przykład wprowadzając określoną strukturę zadaniową ze względu na stan zagrożenia bezpieczeństwa lub stan zawodności sprawności. Podczas modelowych badań eksperymentalnych przyjęto wskaźniki niezawodności człowieka, dzięki którym możliwa jest ocena zdolności układu operator–ZUT do wykonywania powierzonych zadań z minimalnym ryzykiem błędu, w określonych warunkach i w określonym czasie. Specyficzne dla omawianego aspektu projektowania jest to, że pozyskiwany zasób informacji ma charakter wiedzy o właściwościach systemowych. Spis treściStreszczenie 7 1. WPROWADZENIE 9 1.1. Uzasadnienie podjęcia tematu 9 1.2. Cele i konstatacje poznawcze rozprawy 11 1.3. Zakres rozprawy 13 2. PRZEGLĄD PODJĘTEJ PROBLEMATYKI 19 2.1. Ergonomiczność procesów eksploatacji ZUT 19 2.2. Obciążenie systemu 23 2.3. Diagnoza ergonomiczna procesów eksploatacji ZUT 25 2.4. Metody badań kompleksowych 29 2.5. Metodologiczne zasady ergonomii 38 2.6. Wnioski 44 3. METODYKA REENGINEERINGU ERGONOMICZNEGO PROCESÓW EKSPLOATACJI ZUT 51 3.1. Zagadnienie systemowej integracji elementów 51 3.2. Struktura procesu badawczego w ergonomii 58 3.3. Otoczenie łańcucha użytkowania 63 3.4. Modelowanie sytuacji pracy 67 3.5. Rekonfiguracja łańcucha użytkowania 72 3.5.1. Podsystem ergonomiczny 72 3.5.2. Przekrój systemu użytkowania ZUT 80 3.5.3. Środki prezentacji informacji 84 3.6. Metodologiczne kryteria wariantów reengineeringu ergonomicznego procesów eksploatacji ZUT 87 3.7. Warianty reengineeringu ergonomicznego procesów eksploatacji ZUT 92 3.7.1. Czynniki er