Geistige Arbeit und Automatisierung

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KOMMISSION DER EUROPÄISCHEN GEMEINSCHAFTEN GENERALDIREKTION „SOZIALE ANGELEGENHEITEN" STUDIENREIHE ARBEITSPHYSIOLOGIE UND ARBEITSPSYCHOLOGIE STUDIE Nr. 6 GEISTIGE ARBEIT UND AUTOMATISIERUNG (Geistige Tätigkeiten, geistige Ermüdung und Kontroll- und Überwachungstätigkeiten in Industrie) (Analyse - durch den Pr. J. LEPLAT und H. SCHMIDTKE - der auf diesem Gebeit durchgeführten Forschungen. Diese Analyse stellt das Vorstadium der über die geistige Belastung in der Stahlindustrie auf Aufforderung durchgeführten Forschung Nr. 6242/21/01-02-03-04 - durchgeführt von den Herren KALSBEEK, LEPLAT und SCHMIDTKE) LUXEMBURG 1969 KOMMISSION DER EUROPAISCHEN GEMEINSCHAFTEN GENERALDIREKTION „SOZIALE ANGELEGENHEITEN" STUDIENREIHE ARBEITSPHYSIOLOGIE UND ARBEITSPSYCHOLOGIE STUDIE Nr. 6 GEISTIGE ARBEIT UND AUTOMATISIERUNG (Geistige Tätigkeiten, geistige Ermüdung und Kontroll- und Überwachungstätigkeiten in Industrie) (Analyse — durch den Pr. J. LEPLAT und H. SCHMIDTKE — der auf diesem Gebeit durchgeführten Forschungen. Diese Analyse stellt das Vorstadium der über die geistige Belastung in der Stahlindustrie auf Aufforderung durchgeführten Forschung Nr.

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KOMMISSION DER EUROPÄISCHEN GEMEINSCHAFTEN
GENERALDIREKTION „SOZIALE ANGELEGENHEITEN"
STUDIENREIHE ARBEITSPHYSIOLOGIE
UND ARBEITSPSYCHOLOGIE
STUDIE Nr. 6
GEISTIGE ARBEIT UND
AUTOMATISIERUNG
(Geistige Tätigkeiten, geistige Ermüdung und Kontroll- und
Überwachungstätigkeiten in Industrie)
(Analyse - durch den Pr. J. LEPLAT und H. SCHMIDTKE - der auf diesem
Gebeit durchgeführten Forschungen. Diese Analyse stellt das Vorstadium der
über die geistige Belastung in der Stahlindustrie auf Aufforderung durchgeführten
Forschung Nr. 6242/21/01-02-03-04 - durchgeführt von den Herren KALSBEEK,
LEPLAT und SCHMIDTKE)
LUXEMBURG 1969 KOMMISSION DER EUROPAISCHEN GEMEINSCHAFTEN
GENERALDIREKTION „SOZIALE ANGELEGENHEITEN"
STUDIENREIHE ARBEITSPHYSIOLOGIE
UND ARBEITSPSYCHOLOGIE
STUDIE Nr. 6
GEISTIGE ARBEIT UND
AUTOMATISIERUNG
(Geistige Tätigkeiten, geistige Ermüdung und Kontroll- und
Überwachungstätigkeiten in Industrie)
(Analyse — durch den Pr. J. LEPLAT und H. SCHMIDTKE — der auf diesem
Gebeit durchgeführten Forschungen. Diese Analyse stellt das Vorstadium der
über die geistige Belastung in der Stahlindustrie auf Aufforderung durchgeführten
Forschung Nr. 6242/21/01-02-03-04 — durchgeführt von den Herren KALSBEEK,
LEPLAT und SCHMIDTKE)
LUXEMBURG 1969 VORWORT
Ende 1966 beschloss die Hohe Behörde der EGKS die Förderung einer
Forschung über die Ueberwachungs- und Kontrollaufgaben in der Eisen-
und Stahlindustrie sowie die mit diesen Aufgaben verbundene geistige
Belastung und geistige Ermüdung. Der technologische Fortschritt bringt
nämlich die Anwendung immer zahlreicherer und komplizierterer mechani­
sierter und automatisierter Einrichtungen mit sich, die vom Bedienungs­
personal eine wachsende geistige und nervliche Anspannung verlangen;
Wirksamkeit und Betriebssicherheit dieser Einrichtungen hängen oft
von der wechselseitigen Anpassung von Menschen und Einrichtungen ab.
Im Rahmen dieser Forschung werden zwei Problemkreise untersucht.
Auf der einen Seite wird versucht, möglichst objektive Mittel zu fin­
den, um die Intensität der mit der Bedienung der Anlagen verbundenen
geistigen Belastung zu beurteilen und die sich während der Arbeit mög­
licherweise einstellende geistige Ermüdung zu messen. Andererseits
handelt es sich darum klarzustellen, welche Beziehungen zwischen dem
Bedienungspersonal, den Steuervorrichtungen, den zu überwachenden tech­
nologischen Prozessen und ganz allgemein dem industriellen System be­
stehen, in das dieses Bedienungspersonal eingeordnet ist. Auf diese
Weise kann man Beschaffenheit und Merkmale der Informationen, die der
Betreffende gegebenenfalls mit Hilfe technischer Vorrichtungen entge­
genzunehmen hat, sowie die Merkmale der Antworten deutlich machen, die
er in Form von Entscheidungen oder durch Betätigung der Bedienungsein­
richtungen zu geben hat: daraus geht hervor, welche Bedeutung diese
Untersuchungen für die Planung automatisierter Anlagen hat.
Mit der Durchführung der Forschung wurden drei in Gemeinschaft
arbeitende Institute betraut:
1. Laboratorium für ergonomische Psychologie in Amsterdam unter der
Leitung von Dr. J.W.H. KALSBEEK¡
2. Laboratorium für angewandte Psychologie der "Ecole pratique des
hautes études", Paris, unter der Leitung von Prof. J. LEPLAT; 5· Institut für Ergonomie an der Technischen Hochschule München unter
der Leitung von Prof. Dr. H. SCHMIDTKE.
Im Rahmen der Vorarbeiten zu ihren Forschungen befassten sich
diese Forscher zunächst mit den verschiedenen bereits unternommenen
Forschungsarbeiten, während die Herren CUNY, LEPLAT und SCHMIDTKE die
beiden ergänzenden Teile der vorliegenden Studie ausarbeiteten; Prof.
L3PLAT und Herr CUNY untersuchen die Kontrolltätigkoiten in der Indu­
strie, und Prof. Dr. SCHMIDTKE beschäftigt sich mit den Problemen der
geistigen Ermüdung.
Wenn bei der Untersuchung dieser Fragen auch nicht alle Aspekte
des Problems erschöpfend behandelt werden konnten, ist damit doch eine
Dokumentations- und Unterlagenquelle geschaffen, die vollständig genug
ist, um die Verbreitung unter den sich mit diesem Gebiet befassenden
Spezialisten zu rechtfertigen. INHALTSUEBERSICHT
1. Teil: Untersuchungen über die Fernüberwachung
(von den Herren X. CUNY und Prof. J. LEPLAT)
Seite
I - EINLEITUNG 13
II - BESCHREIBUNG VON UEBERV/ACHUNGSSYSTEM UND "UMWELT" 1
A. Ziele und Konzepte
B. Standort des Arbeitsplatzes 15
1) Im geographischen Raum des Gesamtsystems 1
2) Im funktionellen Rahmen des Fertigungsablaufs6
C. Betrieb des Arbeitsplatzes9
1) Beschreibung der Struktur 20
2) Funktionelle Beschreibung3
D. Beschreibung der Tätigkeit des Menschen innerhalb des
Systems 3
1) Herkömmliche Verfahren
2) Moderne Verfahren1
III - DIE MENSCHLICHEN FUNKTIONEN IN DEN EINZELNEN SYSTEMEN 42
1) Funktion des Systems und Funktionen der Komponenten. 4
2) Wie lassen sich die Funktionen des Menschen inner­
halb eines Systems definieren? 42
3) Analyse der menschlichen Funktionen unter dem Ge­
sichtspunkt der Aufbereitung übermittelter Infor­
mation 48 IV - EINBAU DES MENSCHLICHEN BEDIENUNGSFAKTORS IN DAS SYSTEM ... 53
1) Darstellung der Informationen 55
2) Die Gestaltung der Steuervorrichtung 68
3) Gedächtnisspeicherprobleme 76
4) Ueberwachung der Wirksamkeit von Koppelungen 8
V - SCHLUSSFOLGERUNG 8
LISTE DER ABBILDUNGEN (1. Teil)
Abb. 1: Schemaskizze einer Anlage zur Zwiebackherstellung I7
Abb. 2: Ausschnitt eines Blockdiagramms zur Beschreibung der
Wirkkette bei der Zwiebackherstellung (nach Angaben aus
dem Bericht von P. NAVILLE (196I)) 18
Abb. 3: Schemaskizze eines Systems nach J.E. Mc GRATH und
P.G. NORDLIE (i960) 21
Abb. 4: Verallgemeinertes Modell eines "Mensch/Kaschine"-Systems
mit im wesentlichen der Dynamik des Fliessverhältnisses
"Wirkung-Gegenwirkung", die den Betrieb des Systems
bedingt (nach KIDD, 1962)4
Abb. 5: Schematische Darstellung für die Prüfung der Aufgaben
eines Abfertigungssystems6
Oberer Teil : Aufgabenbestimmung
Unterer Teil: Einzelheiten für die Durchführung dieser
Funktionen
Abb. 6: Blockdiagramm und Betriebsablaufschema für ein Ueberwa-
chungssystem der Papierher3tellung (nach BEISHOH, 1966) 28
Abb. 7: Beispiel für die eingehende Beschreibung einer Arbeits­
aufgabe (nach MILLER) 33
Abb. 8: Vereinfachtes Beispiel eines "Ordonnographa" für Fabri­
kationsanweisungen (Fall einer kontinuierlichen Fabri­
kation) (nach MONTMOLLIN, 1961)6 Abb. 9: Beginn eines Betriebsfolgeschemas für die Aufberei­
tung von Informationen (nach LEPLAT und BISSERET,
1965) 37
Abb. 10:Ueberwachungsdiagramm (nach HERBST)41
Abb. 11:Funktionsschema eines einfachen Regelsystems45
Abb. 12: Die drei Hauptkategorien menschlicher Funktionen
(nach GAGNE)50
Abb. 15: Allgemeines Schema einer Kopplung des Typs "Mensch/Ma­
schine" (Wegen der Bedeutung vgl. Text) 54
Abb. 14: Verschiedene Formen der DarstellungeinesAnlageteils
(nach POPESCU­NEVEANU u.a., I964) 59
Abb. 15: Allgemeine Form der BeziehungzwischenderKapazität
eines Kanals und der AnzahlvonReizarten,die unab­
hängig voneinander variierenkönnen(nach MILLER,1956) 80
2. Teil: Untersuchungen zum Problemkreis der geistigen Ermüdung
(von Herrn Prof. H. SCHMIDTKE)
I ­ ABGRENZÏÏNGSPROBLEME ­ DEFINITIONEN 9I
II ­ FORMEN DER PSYCHISCHEN ERMUEDUNG92
A ­ Verlaufsformen der psychischenErmüdung 92
Β ­ Ermüdungsähnliche Zustände 94
III ­ THEORIEN DER PSYCHISCHENERMUEDUNG96
A ­ Die "biologischeReaktionstheorie" von THORNDIKE...96
Β ­ Die "Mehrkomponententheorie"von VON BRACKEN 97
C ­ Ermüdungstheorie auf der Basis neurophysiologischer
Forschungsergebnisse 99 IV ­ UNTERSUCHUNGEN UEBER MESSMETHODEN 105
A ­ Physiologische Messmethoden106
1) MuskelphysiologischeMethoden106
2) Methoden aus dem BereichderPhysiologie des Zen­
tralnervensystems 107
3) MethodenausdemBereich der Physiologie desvege­
tativenSystems108
4) MethodenausdemBereich der Sinnesphysiologie
(Rezeptionsstörungen)111
Β ­ PsychologischeMessmethoden114
1) Methoden zur Messung von Wahrnehmungsstörungen .... 116
2) n zur g von Koordinationsstörungen ... 118
3) Methoden zur Messung der Störungen der Aufmerksam­
keit und Konzentration 121
4) MethodenzurMessungder Störungen des Denkens....135
5) nzurgder Storungen der personalen
Antriebs­ undSteuerungsfunktionen I36
6) Methoden zurMessungder Störungendersozialen
Beziehungen I.|;*
V ­ ERGEBNISSEDKRMESSVERSUCHEI42
LISTEDER ABBILDUNGEN (2. Teil)
Abb. 1: SchematischeDarstellung des aszendierenden retikulären
Aktivierungssystems (ARAS), in welches Kollateralen
von spezifischen sensorischen Leitungsbahnen einmünden
( nach LINDSEY) IO3
Abb. 2:Pulsfrequenz­Verlauf eines Cellisten; (Aufführung
"Othello"vonVerdi) (nach SCHMALE und SCHMIDTKE)HO
Abb. ): DerEinflussderunterbrochenen Fahrzeit des Kraft­
fahrersaufdernächtlichen Autobahn auf die zurWahr­
nehmungeinerTestfigur notwendige Beleuchtungsstärke
( na chHARTMANN)119