Lernerfolgsfragen

Produktivität, Qualität, Kosten

- Direkt Wertschöpfend --> Output > Input 

- Indirekt Wertschöpfend (z.B. Transport) --> Input = Output

- Effektiv --> Min < Zielerreichungsgrad < Max

- Zuverlässig --> Zielerreichungsgrad > Minimal notwendige Zielerreichung 

System in welchem mindestens ein Arbeitender mit Arbeitsmitteln zusammenwirkt um die Funktion des Systems innerhalb des Arbeitsraumes  und der Arbeitsumgebung unter den durch die Arbeitsaufgabe vorgegebenen Bedingungen zu erfüllen

Produktivität (gemessen Durchlaufzeit, Termintreue Auschuss..)

und Humanität (gemessen in Krankheitstagen, Fluktuation, Zufriedenheit)

Funktionale Zuordnung (Grafik a-f)

- Qualität, Kosten Zeitbedarf bei Erfüllung einer Einzelfunktion

- Entscheidungsmatrix 

Ökonomische Zurdnung

- Kosten und Investitionsrechnung

- Kostenvergleichsrechnung

Technologische Phase

Technische Phase 

Organisatorische Phase

Ergonomische Phase

- Ansatz zur Gestaltung von Technik

- Ablauforganisation und Einsatz von Mitarbeitern sind nachgeordnet

- Mitarbeiter übernehmen nur nicht automatisierbare Aufgaben

--> Fehlende Nutzung vorhandener Qualifikationen und Kosten durch mangelnde Flexibilität

- Fokus auf Entwicklung und Nutzung von Humanressourcen

-Technologien dienen der Unterstützung der menschlichen Fähigkeiten und Kompetenzen

- Operatuere übernehmen ganzheitliche Aufgaben

--> Erhaltung und Aufbau von Qualifikationen und hohe Agilität des Systems

Besteht aus :

AP != 0

Unterteilung in Führungs / Planungssystem und Wirksystem

Räumliche Systemgrenze (zwischen Umwelt und Systemen)

Inputs: E (immer > 0), Information, Material, Störgrößen

Output : Information Energie Material

Konstruktive Gestaltung des Arbeitsobjekts (Zur Beeinflussungvon menschlichen Arbeitsbedingungen zB isometrisch): 

Werkstoffauswahl - zB vermeidung von Gefahrenstoffen

Formgebungsverfahren - zB Gießen, Schmieden

Betriebsmittelgestaltung (zB Lärmreduzierung):

-Antriebssystem (Elektromotor statt Verbrenner)

- Detailmaßnahmen (Mehrlochdüsen für Pressluft)

Verfahrensmodifikation:

- Innerhalb eines Fertigungsverfahrens (Spezielles Schneidwerkzeug)

- Prozessparameter (Lärmreduzierung durch Motordrehzahl)

Gestaltung Kommunikation Mensch Maschine:

Verbal ( gesprochen/geschrieben), taktil (Vibration)

Manuell (M/M/M) keine technische Energieform zB Hammer

Mechanisiert (T/M/M) zB Drehbank mit händisch gesteuertem Vorschub

Automatisiert (T/T/M) zB CNC Fräse

Manuell: Ohne Hilfsmittel (Kabelclips) / Mit Hilfmittel & 6FG (Hammer) / Mit Hilfmitteln & FG < 6 (Bohrschablone) / potentiell mechanisiert & FG 6 (Hebel) / potentiell mechanisiert & FG <6 (Drehmomentschlüssel)

Mechanisiert: FG = 6 (Akkuschrauben) / FG < 6 (Akkuschrauber mit Drehmomentbegrenzung / mit technischem Rezeptor (Schrauber mit Begrenzung und Erfassung des Drehmoments)

Automatisierung: Funktionsautomatisierung (Ohne Endabschaltung) / Programmautomatisierung ( mit Abschaltautomatik) / Programmautomatisierung (Mit Folgeautomatik) / kognitive Automatisierung (Nur Endzustand wird übergeben)

- Sicherheitsgefühl z.B. durch Drehmomentbegrenzung

- Erhöhte Qualität z.B. durch Drehmomentbegrenzung / Bohrschablone

- Geringere Kognitive Anstrengung (magnetischer Schrauber)

- Informationsverarbeitungselement (IST Soll Abgleich)

- Geschlossener Regelkreis (Eingreifen und Anpassungen von IST wert zu SOLL Wert)

Entdecken (Informationsaufnahme über Sinnesorgane) - Verkehrsschild

Erkennen (Identifizieren des Sinneseindrucks) - Tempolimit

Entscheiden (Auswahl einerHandlungsoption) - Geschwindigkeit anpassen

Handeln (beschreibt verhalten) - Bremsen

Bewegen / Halten (Ausgeführte Bewegung) - Fuß auf Pedal

Visuell, Auditiv, Olfaktorisch, Gussstatorisch, Vestibulär, Schmerzwahrnehmung, Thermisch,

Haptisch - Kinästhetisch (Stellung, Geschw, Kraft der Körperteile), Haptisch- Taktil (Druck)

Reizintensität bei welcher das Signal in 50% der Darbietungen erkannt wird. Wahrscheinlichkeit steigt monoton an ( S Kurve)

Weber: Unterschiedsschwelle im konstanten Verhältnis zu Reizintensität (Fechner fügt noch Abhängigkeit von Reizart hinzu)

Weber Fechnersches Gesetz: Reiz muss gegenüber Schwellenreiz mindestens logarithmisch anwachsen um eindeutig als stärker erkannt zu werden (10g können bei 200g erkannt werden --> bei 2000g wären 10 * ln(10) also 23g nötig)

Sequentiell (Informationsverarbeitung kostet Zeit und werden nur sequentill ausgeführt)

- Reaktionszeit, Kategorisierungszeit, Auswahlzeit

Ressourcenabhängig (psychische Kapazität muss verteilt werden)

Karte Lesen und Verkehr beobachten --> Konflikt

Schalten und Verkeht beobachten --> Möglich

--> Kapazität ist abhängig vom Erregungszustand

Sensorischer Speicher (0,1s - wenige Sekunden)

- Vohersageoptimiertes Bild der Welt 

Kurzzeitspeicher (10s -15s)

- Beschränkung ca 7 chunks

- Nicht mehr vollständiges Abbild

Langzeitspeicher 

- Umfangreichste Komponente

- Geringe Genauigkeit

- Episodisch (Autobiografisch)

- Semantisch (Wissen)

Kapazität 7 +/- 2 CHunks

Dauer 15 Sekunden

FIFO (Verdrängung)

Bewegung

Sprache & Schrift

Mikig & Gestik

- Hohe Anpassungsfähigkeit (Verzögerung, Vorhalt, Verstärkung)

- Konstante Komponenten ( Totzeit, "relativ hohe" Reaktionszeit, Verzögerungen)

- Lernfähigkeit bei unbekannter Regelstrecke (Verhaltensexploratio und Neuparametrisierung)

Farbkompatibilität, Ähnlichkeit, Vertrautheit, Nähe

Qualitativ (zB Decision Ladder und Abstraktionshierarchie)

Quantitativ(zB Model Human Processor)

Fertigkeitsbasiert (Sensorische Inputs werden direkt zu Signalen umgewandelt auf welche Handlungen folgen)

- Erlernt und Intuitive Sensumotorische Muster (zB Gehen)

- Unbewusste Handlungsregulation 

Regelbasiert (Sensorische Inputs müssen noch erkannt und assoziiert werden)

- Bewusste Handlungsregulation

- Heuristiken für bekannte Situationen

Wissenbasiert (keine bekannten Regeln sondern entscheiden und Planen)

- Vorwärts und Rückwärsverkettung (Trial and error)

- Bewusste handlungsregulation

X - Achse:

Gesamtsystem,Subsystem, Funktionale Einheit, Baugruppe Komponente

Y- Achse: 

Funktionaler Zweck, Abstrakte Funktion, generalisierte Funktion, Physikalische Funktion , Physische Form

Perzeptiver Prozessor (Visuell & Auditiv 100ms T)

Kognitiver Prozessor (70ms T)

Motorischer Prozessor (100ms T)

T = Zykluszeit, Außerdem relevant sind Verfallszeit, Kapazität und Codierung 

Entwicklung von Konzepten zur Analyse und Modellierung von komplexen Mensch Maschine Systemen bei Berücksichtigung von Engpässen auf kognitiver Ebene.

Top Down Betrachtung wobei Gesamtziele und Randbedingungen duch Funktionen abgebildet werden

Untersuchung von Problemlöseprozessen in realen Arbeitssituationen zB Kraftwerken

- HCI --> Menschengerechte Gestaltung der Interaktion zwischen Mensch und Computer.

- Gebrauchstauglichkeit erhöhen (Grad an Effektivität, Effizienz und Zufriedenstellung mit welcher Ziele erreicht werden) 

Berücksichtung von Nutzern unterschiedlicher Fachrichtungen

Informationstechnik ( Entwicklung der Interaktionssoftware)

Psychologie 

Soziologie

Industriedesign (Interaktive Produkte

Sachproblem (Arbeitsaufgabe) --> Schulung von Mitarbeitern

Interaktionsproblem (Nutzung eines Werkzeugs) --> Anoassung am System

Ziel (Beabsichtigte Wirkung != Erreichte Wirkung) "Nach Lob zurücklehnen"

Pragmatik "Sie fahren aber rasant" (Kompliment / Kritik)

Semantik (Mitgeteilt != Verstanden) "Schlagwörter"

Syntaktik (Verwendeter Code != Verstandener Code) "Falsche Übersetzung technischer Syntax"

Statistik (Übertragene zeichenkette != Empfangene Zeichenkette) "Technische Störung"

+ Erfassung der "tatsächlichen Handlungen"

+ Erfassung von Suchverhalten

+ Wenig Störend

+ Augenbewegungen schwer vortäuschbar

- Aufwändige Anwendung

- Störanfällig

- Eingeschränkte Aussagekraft über Erkennung und Interpretation

 Leistungsbeeinflussend:

- Zielkonflikte (zB Moralisch oder Motivation)

- Beanspruchung (Unterforderung & Überforderung)

Situative Faktoren:

- Physikalische Arbeitsumgebung (Lärm, Temperatur, Helligkeit)

Aufgabencharakteristik:

- Komplexität der Aufgabe

- An der Grenze der mentalen Kapazität (7 Chunks)

General Error Modelling System (Fertigkeitsbasiert , Regelbasiert, Wissensbasiert) Werden in dieser Reihenfolge "abgeklappert"

1. Datenerhebungsmethoden:

Simulationsstudien, Laborexperimente, Feldstudien

2. Expertenschätzungen:

Oft einzige Möglichkeit aber wenig valide

3. Human Error probability HEP

- Fehlerhaft / Gesamt (Diskret) --> Reliability = 1- HEP

4. Technique for Human Error Prediction (THERP)

- Einfach über Entscheidungsbaum mit Wahrscheinlichkeit

5. Human Cognitive Reliability 

- Wahrscheinlichkeit, dass Aufgabe innerhalb eines Zeitfenster nicht erfolgreich ausgeführt wird aus Diagramm ablesen.

- Unterteilung auf Fertigkeits, Regel, Wissensbasiert

1. Vermeidung Systematischer Fehler Verbesserung des Arbeitssystems

- Benutzerzentrierte gestaltung (Anthropometrisch)

- Umwelteinflüsse reduzieren

- Soziale (Wohlfühlen) und organisatorische (Qualifikationen)

2. Vermeidung zufälliger Fehler

- FailSafe (Verlegen in Sicheren Zustand zB Sollbruchstellen)

- funktionale Redundanz (2 Seile bei Fahrstuhl)

- diversitäre Redundanz (zB elektrische und Mechanische Bremse)

Physikalische Ebene (Wie interagiert der Nutzer und wie wird Information EIn/ Ausgegeben) "Farbe, Textgröße, Gruppierung"

Syntaktische Ebene (Text schreiben / Auswahmlöglichkeiten?) "Formulare, Kommandosprache, Menüauswahl "

Semantische Ebene (Was möchte ich erreichen und wie kann das durchgeführt werden? - Teilaufhaben) "Automatische Bemaßung, Zeichnung von Kreisen"

Pragmatische Ebene ( übergerdnete Konzepte Modelle)

"Algorithmen"

Fertigkeitsbasiert (Versäumnis nach Unterbrechung)

Regelbasiert (Rotes Auto Beispiel, Hammer Nagel Problem)

Wissenbasiert (Halo Effekt, Hindsight BIAS)

Benutzerzentriertes Design:

- Anforderungend es Nutzers im Vordergrung

- Enge Einbindung des Nutzers bei der Entwicklung

Ausgabenzentriertes Design:

- Anforderungen der Aufgaben des Nutzers an da System im Vordergrund 

- Analyse und Modellierung der Arbeitsaufgaben

Systemzentriertes Design:

- Technologische Anforderungen an System im Vordergrund

- Analyse und Auswahl von Softwaretechnologien im ENtwicklungsprozess

1. Nutzungskontext identifizieren (Nutzer, Arbeitsaufgabe)

2. Benutzeranforderungenf ableiten

3. Gestaltungslösung entwerfen (Pflichtenheft)

     --> Prototyp entwerfen

4. Bewertung der Gestaltungslösung

 --> Falls nicht zufriedenstellend iterativ wieder 1. 

Formative Evaluation (Begleitend während dem Entwicklungsprozess)

+ Geringere Kosten für Änderungen

Summative Evaluation (Bewertung nach der Entwicklung)

+ Funktionen können oft erst im Gesamtsystem bewertet werden

Formativ / Summativ (Bewertung von Systemvarianten)

zB durch Morphologischer Kasten

 Bewertung eines fertigen Produkts bzgl ergonomischer Qualität einzelner Systemfunktionen

Dokumentationen wie eine Nutzeroberfläche auszusehen hat. Hilft dem Nutzer sich schneller zurecht zu finden (zB durch ähnliche Positionierung und Farbe des Menü Buttons). Außerdem fühlen sich Nutzer im angebotenen Ökosystem wohler fühlen.

- Aufgabenangemessenheit (Wie gut ist die Unterstützung des Nutzers durch DIalog)

- Selbstbeschreibungsfähigkeit (Wie gut das System den aktuellen Zustand an den Nutzer kommuniziert) zB passende Icons

- Steuerbarkeit (Wie gut kann der Nutzer den Dialogablauf bestimmen) zB Untebrechen ohne Fortschritt zu verlieren oder Layern ausblenden in CAD

- Erwartungskonformität (Reaktionen des Systems entsprechen dem erwarteten) nicht OK, Done, Accept mit gleicher Funktion

- Fehlertoleranz (Verhindern von falschen Inputs oder minimieren des Korrekturaufwands) "Nachfrage ob speichern"

- Individualisierbarkeit "Schriftgröße"

- Lernförderlichkeit (Wie gut Unterstützt der Dialog beim Erlernen vorab nicht möglicher Aufgaben) "Anleitung"

Gemeinsamkeit ( I^3):

- Immersion (auch auditiv, haptisch)

- Imagination (Erwartungskonforn zB durch Schatten)

- Interaktion (intuitiv nutzbar)

- Design, Engineering, Produktion, Marketing, Vertrieb und Service

- Luft und Raumfahrt (virtuelle Prototypen) - VR

- Transportsystem (Trainingssysteme) - VR

- Anlagenbau - VR

- Medizintechnik (Sichtbarkeit von Gefäßen) - AR

- Mode (virtuelles anprobieren) - AR

Sehen:

- Akkomodation (Schafstellen)

- Vergenz (Konvergenzwinkel zwischen Augen)

- Disparität (Erstellen eines Modells aus 2 Ansichten)

- Logik zB Bekannte Objekte (Größe bekannt)

Hören:

- Zeitliche Differenz zwischen Ohren

- Übelkeit durch Latenz

- Ermüdung Kopfschmerzen

- Verdeckung (bei AR)

Jeweils am Kopf oder im Raum montierte Komponenten

Videobasiert

+ Latenz möglich

- Zwei Kameras für räumliche Darstellung (AR)

Optisch

+ Nur nötigstes muss simuliert werden

- Virtuelle Objekte sind transparent

Nachverfolgung von Bewegungen, Bestimmung relativer Positionen von Objekten.

- Optisch (Infrarot)

+ Schnell / - hohe Kosten / - Verdeckung

- Mechanisch

+ schnell, Kostengünstig / - Arbeitsraum eingeschränkt

Ultraschall

+ schnell, günstig / - Verdeckung

Grafische Modellierungssprache zur Spezifikation, Konstruktion, Visualisierung und Dokumentation von Modellen

Struktur, Klassen, Objekt, Verhalten, Anwendungsfall

Objektklasse, Attribute, Assoziation( Unidirektional Bidirektional, Komposition, Aggregation)

F

- Objekt ist eine spezifizierte Klasse

- Klassendiagramm eher ein "Bauplan" eines Objekts

- Objektorientierte Analyse

- Funktionale Anforderungen an System aus Außenansicht

Beinhaltet zB Vorbedingungen(Bankkarte verfügbar), Akteure (Bankkunde), Standardabläufe und möglicherweise alternative Abläufe

Kontostand abfragen <<include>> Authentifizieren

Mensch 

+ Situationbewusstsein, kleine Losgrößen (Flexibilität), Sensorische Fähigkeiten, geringer Arbeitsraum

Maschine

+ Große Losgrößen(Ausdauer), Kraft und Präzision, hohe Zuverlässigkeit

Fähigkeiten Mensch & Maschine werden kombiniert.

KT1 Bewegungsvorgabe durch Mensch

- Freies führen oder Entlang vorgegebener Bahn

KT2 Roboter als 3. Hand

- Roboter fixiert, führt oder fertigt

KT3 Koexistenz am Arbeitsplatz

- Übergabe von Teilen

- Getrenntes Arbeiten im Kollaborationsraum

1. Risikoanalyse (Gefährdung identifizieren) zB Brainstorming

2. Risikobewertung (Schaden und Eintrittswahrscheinlichkeit)

3. Zyklus aus Sicherheitsmaßnahmen und Risikobewertung

4. Dokumentation des verbleibenden Restrisikos

- Stopp autonomen Systems (if Mensch = 1 --> Stopp)

- Handführung (langsame Bewegung entsprechend Input)

- Abstandsüberwachung (Geschwindigkeit in Abhängigkeit von Mensch)

- Kontaktregelung (Kraft <-- Verletzungsgrenze)

Gewährleistung von Sicherheit ( zB Kraftbegrenzung)

Befähigung zur Automatisierung

- Intern zB aktuelle Roboterstellung

- Extern zB Abstand von zu greifendem Objekt

Externe Sensoren nehmen die Umgebung wahr

(Resistiv, Induktiv, Akustisch Optisch)

Interne Sensoren

(Kraft- und Momentenmessung, Positions Weg und Winkelmessung)

- Missverständnisse verhindern (zB auditives Warngeräusch vor Bewegung).

- Mimik kann gedeutet werden (Aufmerksamkeit des Mitarbeiters)

- Aber aufwändige Programmierung

- Bewegungsbahn (von hinten verursacht Angst)

- Abstand (persönliche Konfortzone)

- Größe (groß --> bedrohlicher)

- Geschwindigkeit (Sorge um Verletzung)