4. Ergonomische Gestaltungslösungen entwickeln - Kooperation & Automation

Kooperation:

• A process whereby two or more individuals work together toward the attainment of a mutal goal (gemeinsames Ziel)/ complementary goals (sich ergänzendes Ziel)

Automation:

• Device/ Function that accomplishes (partially/ fully) a function that was previously/ or conceivably could be, carried out (partially/ fully) by a human operator

HMI = Human Machine Interface

• Replace the human to save the human

• Leistung

• Sicherheit

• Ökonomisch

• Langweile

• Ermüdung

• Stress

• Tech. Fortschritt

  
  

• Human Factors Methode um zu entscheiden, ob eine Funktion durch eine Person, Maschine, oder einer Kombination beider übernommen werden soll

• Entscheidungskriterien:

  • Leistung & Kosten

  • Gefahren & Sicherheit

  • Fehlerrate & Zuverlässigkeit

  • Ermüdung & Belastungspensum

• Performance Comparison:

  • die Aufgabe zu weisen in dem Mensch besser ist & umgekehrt

• Cost Efficiency:

  • Kosten-Nutzen-Wert Kriterium der Funktionszuweisung

• Maximal Automation:

  • So viel Funktionen wie möglich der Maschine geben und

    übriggebliebene nicht automatisierbare Aufgaben (Leftover) dem Menschen zuteilen

• Humanized:

  • Mensch bekommt Aufgabe zugeteilt, die er bearbeiten kann (Usability) & möchte (Joy of Use)

• Complementary:

  • Optimale Ergänzung von Mensch und Maschine berücksichtigen, so dass Aufgabe zusammen besser erledigt wird, als sie alleine erledigt weren könnte

• Flexible, dynamische Allokation:

  • Benutzer entscheidet Situationsabhängig ob er Aufgabe übernehmen möchte oder nicht

  
  

Maschine

• Wahrnehmung

• Verarbeitungsgeschwindigkeit

• Schnelle Entscheidungsprozesse in komplexer Umgebung

Mensch:

• Schnelleres Erkennen und Lernen

• Verstehen von Zusammenhängen und Szenarien

• Adaptierbarkeit

• Mensch und Maschine arbeiten simultan zusammen um eine bestimmte Funktion zu erfüllen

• Typen des gemeinsamen Arbeitens:

  • Extension (Erweiterung)

    • Maschine unterstützt Menschen um dessen Fähigkeiten zu erweitern (Servolenkung)

    • Mensch erweitert Fähigkeiten der Maschine (Pilot korrigiert Manöver vom Autopilot)

  • Relief (Erleichterung)

    • Belastung die auf Menschen wirkt reduzieren (Spurhalteassistent)

  • Partitioning (Aufteilung):

    • Aufgabe in Teilaufgaben unterteilen, die getrennt von Menschen oder Maschine erfüllt werden

    • Autobahn: Geschwindigkeitsregelung = Tempomat, Lenken = Mensch

• Kann Mensch Absichten und Handlungen des automatisierten Systems verstehen?

  • Grenzen der Automation

  • Erkannte/ nicht erkannte Systemfehler

• Kann automatisiertes System die Absichten und Handlungen des Menschen verstehen?

  • individuelle Stärken/ Schwächen

  • Subjektive Sicherheit

• Mensch immer in der Schleife & hat finale Kontrolle

• Bei Abweichung von der Automation haptisches Feedback, das übersteuert werden kann

• Mensch oder Maschine für Funktion verantwortlich

• Zeitlich verännderliche Aufteilung

• Wann und anwelches Subsystem Kontrolle übergeben? Wer entscheidet?

• Industrie:

  • Mass Production

  • Mass Customization

  • Kosteneinsparung

• Gesellschaft:

  • physisch hochbelastende Arbeitsplätze

  • Grenzen klassisch ergonomischer Lösungsansätze

Koexistenz:

• gemeinsamer Arbeitsraum/ Arbeitszeit

• Roboter & Mensch völlig unabhängig von einander arbeiten an unterschiedlichen Aufgaben & Zielen

Kooperation:

• gemeinsamer Arbeitsraum/ Arbeitszeit und Arbeitsziel

• kein direkter physicher Kontakt

Kollaboration:

• gemeinsamer Arbeitsraum/ Arbeitszeit und Arbeitsziel

• direkter Physicher Kontakt

• Absichten, Handlungen, Zustände kommunizieren:

  • explizit: Anzeigen/ Displays

    • visuell, auditiv, haptisch

  • implizit: Bewegungsverhalten, zwischen menschliche Verhaltensweisen

• Legibility:

  • Human understands the intentions of the robot

  • roboter behaviour met the expectations of human observers

Definition:

• Gesamtheit aller Mittel zur selbstständigen Erfüllung einer Aufgabe

• Zweckgerichteter Verbund aus Mensch, Technik und Organisation

Systemarten:

• nur technische Einheiten

• Mensch + Technik = Soziotechnische Systeme

• Nur Menschen = Organisatorische Systeme

Eigenschaften:

• besteht aus Wechselwirkenden Elementen

• Alle Elemente arbeiten gemeinsam zur Zielerfüllung

Definition:

• Offenes System steht im ständigen Austausch mit Umwelt

• Systemänderung entsteht durch Informations-/ Energie-/ Stoffaustausch

Ablauf:

• Input: Aufnahme von Information, Energie und Materie

• Transformation: Verarbeitung im System

• Output: Abgabe der verarbeiteten Information, Energie, Materie

Wechselwirkung mit Umwelt:

• Umwelteinwirkung: Umwelt beeinflusst System

• Umweltauswirkung: System beeinflusst Umwelt

• Systemdynamik

  • Qualität der Aufgabenerfüllung eines Systems

  • Zeitabhängig, basierend auf Ursache-Wirkungs-Prinzip

• Systemzuverlässigkeit:

  • Funktions & Ausfallsicherheit eines Systems

  • Fehlerwahrscheinlichkkeit (Probabilistische Betrachtung)

• Belastungs-Beanspruchungs-Analyse:

  • Messtechnische Erfassung der Belastung

  • Erschliepung der Beanspruchung

  -> Empfelung wie sehr Belastung reduziert werden muss, um unzumutbare Beanspruchung zu vermeiden

  -> Empfehlung welche Maßnahmen Belastung & Beanspruchung allgemein reduzieren

  - mentale Belastung durch Informationsarbeit schwer erfassbar

• Systemergonomische Analyse:

  • Ziel: Optimierung des Informationsflusses im Mensch-Maschine-System

  • Blockschaltbild des Mensch-Maschine-Systems (mathematische Moddelierung)