Table of Contents

Reimagining Marine Engineering through Human-Centered Design

وقد تم تحديد الهندسة البحرية منذ فترة طويلة من خلال تركيزها على السلامة الهيكلية، وكفاءة الدفع، والامتثال التنظيمي، وفي حين أن هذه الأعمدة التقنية لا تزال أساسية، فإن التحول الهادئ يجري حالياً - وهو أمر يضع الخبرة البشرية في مركز تصميم السفن. التصميم غير المهيأ للإنسان يوفر إطاراً منهجياً ومع ذلك ابتكاراً لنهج البناء، والمواد الخفية، والهياكل البحرية الأكثر كفاءة، ولكن غير آمنة.

وتستكشف هذه المادة المبادئ الأساسية للتصميم المرتكز على الإنسان، حيث أنها تنطبق على الهندسة البحرية، وتدرس الفوائد الملموسة عبر السلامة والكفاءة والراحة والاستدامة، وتوفر توجيها عمليا لإدماج مادة سداسي كلور حلقي الهكسان في العمليات الإنمائية القائمة، وسواء كنت مهندسا بحرية أو مهندسا للنظم البحرية أو مشغلا للأسطول، فكيفية مواءمة الخيارات الهندسية مع الاحتياجات البشرية يمكن أن تؤدي إلى سفن تؤدي ظروفا أفضل في العالم الحقيقي.

ما معنى تصميم البشر في سياق بحري

(أ) التصميم المرتكز على الإنسان ليس أداة واحدة أو قائمة مرجعية؛ بل هو فلسفة وعملية؛ وفي جوهرها، يبدأ التكييف الهرمي بجهد متعاطف لفهم الناس الذين سيتفاعلون مع نظام: الكابتن على الجسر، والمهندس في غرفة المحركات، أو كابينات التنظيف المتجهة، أو المسافر الذي يبحر في طريق مُولِّد للعصابات.

وفي الهندسة البحرية، يترجم ذلك إلى تجاوز الامتثال لقواعد المجتمع التصنيفي (مثل تلك الواردة من Lloyd’s Register] أو ]DNV) وإلى التساؤل الاستباقي عن كيفية استخدام عضو الطاقم فعلاً لوح إطفاء الحرائق أثناء الحفر، أو كيف يصبح جهاز مراقبة بدين من نوع (Hlmsman)

A key differentiator of HCD is its reliance on iterative prototyping and feedback cycles. instead of waiting until a ship is built to discover that a valve placement is unreachable or that a display screen is unreadable in direct sunlight, marine engineers engage with users early through simulations, mock-ups, and even full-scale cardboard walkthroughs. The[FLT.]

الفوائد الملموسة: السلامة والكفاءة، والتجمع، والكسب البيئي

تعزيز السلامة من خلال أوجه غير ملائمة

وتشير تقارير الحوادث البحرية كل عام إلى خطأ بشري كعامل مساهم في الحوادث بنسبة ٧٥-٩٦ في المائة، غير أن وصف الخطأ بأنه " إنسان " يخفي في كثير من الأحيان عيبا في التصميم الأعمق، أو تبديل ملصق أو منشأة مفرقعة أو نظام إنذار يحفز على توجيه إنذارات متزامنة إلى ثلاث عشرة حالة من حالات التنبيه إلى الأخطاء، ويعالج التصميم الذي يركز على الإنسان السبب الجذري من خلال تصميم القدرات الطبيعية للمشغل.

فعلى سبيل المثال، أظهرت البحوث أنه عندما تنظَّم أفرقة مراقبة الجسور بصورة متسقة حسب الأولوية واللون، فإن مراقبة الملاحة دائماً في نفس أوقات الاستجابة الجانبية أثناء حالات الطوارئ تهبط بشكل كبير، وقد وجدت دراسة عن سفن الحاويات أن تصميمات الجسور التي أعيد تصميمها باستخدام مبادئ HCD قللت من أوقات رد الفعل الحرجة بـ 30 في المائة أثناء سيناريوهات الفشل في المحرك المحاكاة.

زيادة الكفاءة التشغيلية

وكثيرا ما تفاجئ المكاسب الناتجة عن زيادة الكفاءة من النماء البشري المسببة للإصابة مهندسين يفترضون أن التشغيل الآلي وحده سيحل مشاكل الإنتاجية، وفي الواقع، فإن التشغيل الآلي الذي يتجاهل سير العمل البشري يمكن أن يخلق أوجه قصور جديدة، مثل نظم التعبئة التلقائية التي تتطلب من أفراد الطاقم تشغيل مصفوفة للدقائق، بينما يشاهدون في الوقت نفسه خطا متحركا، يولّد الاهتمام المنسّق بين الأزرار المادية والمجسّات القريبة، مما يتيح لشخص واحد رصد خط البحر.

كما أن التحسينات التي تحدثها الأورام تخفف من حدة البؤس، إذ تبين أن العيون التي تقلل إلى أدنى حد من الأدوات غير الضرورية التي تستخدم غالباً في نطاق الذراع وتنسق محطات العمل مع الأنظار الطبيعية، قد زادت سرعة إنجاز المهام بـ 15-20٪ ] في عمليات التفتيش على غرف المحركات، وعندما تضاعفت عبر أسطول كامل، تترجم هذه المكاسب الإضافية مباشرة إلى وفورات في الوقود.

أفضل راحة وإستبقاء كروز

وتواجه صناعة النقل البحري العالمية نقصا مزمنا في البحارة المؤهلين، إذ يصعب الاحتفاظ بالنشرات الطويلة والعزلة والظروف المكتظة، ويمكن للتصميم الذي يركز على الإنسان أن يحسن من القابلية للزراعة دون إحداث تغييرات هيكلية كبيرة، مثل البراغي القابلة للتكيف، وتحسين التهوية التي تشكل كل مجهرية، وجدران مقصورة محصنة سليمة تحجب تذبذب المحرك، وقد ثبتت هذه العوامل لتحسين نوعية النوم والحد من الإجهاد.

وحتى اللمسات الصغيرة مثل وضع مفتاح خفيف في مكان طبيعي بدلاً من تحديده بسهولة لربطه بطاقم أن شؤون الراحة التي يتعاملون بها، وكثيراً ما يبلغ أصحاب الأسلاك الذين يستثمرون في مركز التنمية البشرية عن ارتفاع درجات رضا الطاقم وانخفاض معدل الدوران، مما يقلل بدوره من تكاليف التدريب والتوظيف.() وقد تبين من دراسة استقصائية أجريت في عام 2022 بواسطة البعثة إلى البحارة أن ثلاثة عوامل تعمل على تحسين الأداء هي.

الأثر البيئي من خلال الكفاءة في استخدام المواد

فالتنظيم البيئي، مثل هدف المنظمة البحرية الدولية المتمثل في خفض انبعاثات غازات الدفيئة بنسبة 50 في المائة بحلول عام 2050، هو الذي يدفع الابتكار في أشكال الهلاك والوقود البديلة ونظم إدارة الطاقة، غير أن هذه النظم لا تكون فعالة إلا إذا استخدمها المشغلون على نحو صحيح، ويضمن النهج القائم على الإنسان أن تكون التكنولوجيات المنقذة للوقود - مثل الوصلات البينية لطرق الطقس أو مخططات تصريف الطاقة - مصممة بحيث يسهل فهمها واعتمادها.

فعلى سبيل المثال، عندما يتطلب واجهة إدارة الطاقة ثلاثة من الرؤوس الفرعية وكلمة سر للتحوّل إلى طريقة كهربائية، سيتركها العديد من القبطان ببساطة في حالة الديزل، ويعيد تصميم الواجهة بحيث يكون الخيار الأكثر كفاءة من حيث الطاقة هو أيضاً الخيار الأكثر وضوحاً الذي يمكن أن يؤدي إلى خفض الانبعاثات فوراً.() وقد أبلغ المعتمدون المبكرون 10-15 في المائة من استهلاك الوقود المنخفض بعد تدريب الطاقم بالاقتران مع إعادة تصميمه.

دراسات الحالة: الابتكار في مجال العمل على الصعيد الإنساني

خطوط متقدمة للتحكم في الجسور: من بوتون إلى واجهات متوافقة

ويمكن أن تحتوي الجسور التقليدية للسفن على مئات من التبديلات والمقاسات المخصصة، وكل منها يؤدي وظيفة واحدة، وفي حين أن ذلك يعطي المشغلين رقابة مباشرة، فإنه يخلق أيضاً غطاء بصري وحمولة معرفية، ويقوم عدد من الصانعين الآن بتطوير نظم جديدة لمراقبة الجسور التكيفية تستخدم نماذج كبيرة من أجهزة القياس المزودة بأجهزة قياس متحركة، وتتعلم الوصلات من أجهزة الوصل.

واستبدلت إحدى الوزعات البارزة، على سلسلة من سفن الإمداد بالثلج للساحل النرويجي، 47 فريقا منفصلا بثلاثة عروض متعددة الوظائف، ونسخة احتياطية بدنية من عدم الأمان، وأظهرت المحاكمات انخفاضا بنسبة 25 في المائة في الوقت اللازم لدخول قيادة مناورة، كما أبلغ أعضاء الطاقم عن انخفاض مستويات الإجهاد أثناء الملاحة الجليدية لأن النظام قلل من عدد مصادر المعلومات التي لديهم.

مقابس إرغونوميكية وتصميم الأشغال

فالزجاج سبب رئيسي للحوادث البحرية، ومع ذلك، لا يزال العديد من كوخ الأطقم مصمماً بنفس البصمة المستخدمة منذ خمسين عاماً، وقد يُنشأ مشروع مُركَّز على الإنسان من قبل مشغل أوروبي للخصب يُعيد تصوره في مواضع الكابينات باستخدام الأثاث المُعدل القابل للتعديل .

وكانت النتائج مذهلة: فأكثر من محاكمة مدتها ستة أشهر، أبلغ طاقم على كابينات أعيد تصميمها 20 في المائة من نوعية النوم الأعلى ] باستخدام مؤشر نوعية النوم في بيتسبرغ، وأظهر مراقبو غرفة المحركات أوقات رد فعل محسنة في عمليات المتابعة الخاصة بالمنشطات، وقد أعاد المشغل منذ ذلك الحين تزويد ثلاثة سفن وخطط أخرى لوضع معيار التصميم للبناءات الجديدة.

نظم صيانة الذكاء التي تفهم المستعمل

فالالصيانة الافتراضية موضوع ساخن في الهندسة البحرية، ولكن العديد من نظم الرصد تعاني من درجة الإجهاد، وعندما تؤدي كل اهتزازات تتجاوز عتبة إلى تنبيه، يتعلم المشغلون تجاهلها، وتعطي نظم الصيانة التي تركز على الإنسان الأولوية للإنذارات القائمة على المخاطر والسياق، مثلا، قد تكون درجة الحرارة المرتفعة على محرك الدفع " صفر " في البحر (حيث يكون الإصلاح صعبا) ولكن " مخففة " عندما توجد موارد إصلاحية.

ويستخدم نظام مركب على أسطول من ناقلات المواد الكيميائية ] للتعلم المختلط مع تعليقات المستخدمين ] لتعديل عتبات الإنذار باستمرار.() ويمكن للمهندسين أن يعلّموا أجهزة إنذار مزورة باستخدام جهاز واحد، ويتعلم النظام أن يصفّي الظروف غير الحرجة.() وعلى مدى سنتين، حقق الأسطول تخفيضاً بنسبة 40 في المائة [FLT:

تنفيذ التصميمات البشرية في المنظمات الهندسية البحرية

الأفرقة المشتركة بين الوكالات المعنية بالبناء

ومن أكبر الحواجز التي تعترض اعتماد اتفاقية مكافحة التصحر الطبيعة التقليدية لتصميم السفن، ويركز المهندسون البحريون على الديناميكية المائية، والمهندسون الكهربائيون على توزيع الطاقة، وتزيين المصممين على المناطق الداخلية، ولكن لا أحد منهم يتحدث مباشرة إلى الطاقم، ولتنفيذ هذه المادة، يتعين على الشركات أن تنشئ أفرقة منتجة متكاملة تضم في الواقع مواصفات متخصصة في عمليات الرصد.

وينبغي لهذه الأفرقة أن تجتمع في وقت مبكر في مرحلة تصميم المفاهيم - قبل تجميد ملفات CAD، ولا يمكن لأي تغيير بسيط، مثل نقل باب المائي على أساس كيفية انتقال الطاقم فعلياً من خلال حيز أثناء الحفر، أن يكلف تقريباً أي شيء إذا تم على نموذج رقمي ولكن يمكن أن يكون باهظاً بعد قطع الفولاذ.

:: إجراء بحوث للمستعملين في عملية التصميم

ويعتمد النهج الهادف إلى التنمية البشرية على البيانات النوعية والكمية من المستعملين الحقيقيين، ويمكن للشركات الهندسية البحرية أن تعتمد عدة أساليب:

  • Contextual inquiry:] Observe crew members performing routine tasks during voyages. Document what works and what leads to frustration or workarounds.
  • Task analysis:] Break down complex operations (e.g., emergency ballasting) into discrete steps and identify decision points that are ambiguous.
  • Participatory design workshops:] Inviers to co-create solutions using low-fidelity models (cardboard, foam, or cardboard ship mock-ups on shore).
  • Simulator testing:] Use full-mission bridge or motor room simulators to test interfaces under reality conditions without endangering lives.

ومن الأهمية بمكان إشراك المستخدمين في نقاط متعددة: في وقت مبكر لإطار المشكلة، وفي منتصف المرحلة لتقييم النماذج الأولية، وفي المراحل المتأخرة للتحقق من صحتها قبل الإنتاج، والاستثمار في وقت البحار في كثير من الأحيان يدفع حاجزاً - يُلغى بسرعة عندما تكون هناك حاجة إلى تغييرات أقل في التصميم بعد تسليم السفن.

التغلب على التحديات المشتركة

(ب) إن تطبيق النهج الهاشمي ليس بدون احتكاك، ومن التحديات [(FLT:0]] المقاومة من المهندسين الذين يرونه " غير ذي شأن " أو ذاتي، ومن أجل التصدي لذلك، فإن قياسات الأمراض الوبائية الخطرة بالقيمة الهندسية: الوقت المتعلق بالمهمة، ومعدلات الخطأ، وعبء العمل (يقاس في كثير من الأحيان بواسطة نظام NASA-TLX)، وسجلات الرضا عن رضا المستعملين.

وأخيراً، يجب النظر في الاختلافات الثقافية عبر النطاق العالمي، وقد يؤدي وضع المراقبة الذي يعمل لدى طاقم نرويجي إلى خلط طاقم فلبيني إذا كان وضع العلامات على اللغة أو الافتراضات القائمة على أساس الكهرومغناطيسي إلى اختلاف، وأفضل الممارسات هي اختبار مجموعة مستعملين ممثلة من منطقة التشغيل المقصودة وتصميم أقل قاسم مشترك للخبرة - مما يؤكد أن العامل قد يكون متعباً ومجهداً.

الاتجاهات المستقبلية: حيث يتجه التصميم البشري إلى الهندسة البحرية

مراكز العمليات المستقلة ذاتياً والمتعدّدة

ومع انتقال هذه الصناعة إلى سفن مستقلة ذاتياً وقائمة على تشغيلها عن بعد، يصبح التصميم الذي يرتكز على الإنسان أكثر أهمية، ولم يرحل " الإنسان " ، وقد انتقل إلى غرفة مراقبة على الشاطئ، حيث يتعين على المستخدم الجديد أن يرصد سفناً متعددة عبر الفيديو، والتقدير عن بعد، وأجهزة قياس برمجيات دعم القرار، وإعادة التفكير في نطاق الاهتمام، والثقة في التشغيل الآلي، وتنبيه الأولوية.

وتكشف الدراسات الأولية للعوامل الإنسانية بشأن مراكز مراقبة السفن غير المأهولة أن المشغلين يعانون من من الاعتماد المفرط أو التحيز الآلي ] عندما لا يفهمون تماماً منطق النظام، ويمكن للدائرة أن تخفف من ذلك عن طريق تصميم وصلات تجعل القصد من التشغيل الآلي شفافة - مثلاً، مما يبين السبب في التوصية بتغيير مسار معين بدلاً من تنفيذه فقط.

ريموتال وصدقت للتدريب والصيانة

وتستخدم شركات أدوات VR وAR بالفعل مثل RORG و]Kongsberg Digital لإتاحة الفرصة للمهندسين لممارسة أعمال الإصلاح المعقدة قبل لمس المعدات الحقيقية، كما أن عملية التصميم التي تركز على الإنسان تكفل أن تكون نظم التدريب هذه أدوات يدوية ومتوائمة مع الطريقة التي يتعلم بها الناس بطبيعة الحال.

البيانات - التشخيص الشخصي

ومع انتشار أجهزة الاستشعار عن طريق التوحيد على السفن الحديثة، فإن الفرصة المتاحة لـ الوصلات البينية المخففة للمستعملين ] التي تتعلم الأفضليات الفردية آخذة في الازدياد، وقد يؤدي النظام إلى تعديل مخططات تركيب الجسور لقائد يفضل رصد المحرك على اليسار مقابل واحد يريده على اليمين، وهذا المستوى من التفرد، مع أنه يبدو صغيرا، إلى الحد من الاتساق في التنفيذ المعرفي وزيادة الوعي.

خاتمة

إن التصميم الذي يركز على الإنسان ليس ترفاً للهندسة البحرية، بل هو طريق عملي إلى السفن الأكثر أماناً وكفاءة وأكثر راحة وأكثر استدامة، وبوضع المستعمل النهائي في مركز العملية الهندسية، يمكن للصناعة أن تتجاوز المواصفات التفاعلية وتفتح الابتكار الحقيقي، والدليل واضح: أن السفن المصممة بمبادئ HCD تشهد عدداً أقل من الحوادث، وارتفاع مستوى رضا الطاقم، وانخفاض تكاليف التشغيل، وتحسين الأداء البيئي.

وبالنسبة لمشغلي الأسطول والمهندسين البحريين الذين يتطلعون إلى بدء الرحلة، فإن الخطوة الأولى بسيطة: التحدث مع عضو الطاقم - لا حول ما يعتقدونه، ولكن بشأن ما يفعلونه فعلاً، وملاحظة إحباطاتهم، ودعوتهم إلى عملية التصميم كشركاء، ويمكن أن يؤدي هذا التحول الوحيد من منظور إلى تحويل سفينة من مجموعة من النظم إلى بيئة متكاملة حقاً من البشر - الملاحين، على استعداد لمواجهة تحديات العمليات البحرية الحديثة.