Zum Einfluss von Arbeitsanforderungen an Cockpitbesatzungen auf die Flugsicherheit. Ludwig Dorn

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1 Zum Einfluss von Arbeitsanforderungen an Cockpitbesatzungen auf die Flugsicherheit Ludwig Dorn Universitätsverlag Ilmenau 2011

2 Impressum Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Angaben sind im Internet über abrufbar. Diese Arbeit hat der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau als Dissertation vorgelegen. Tag der Einreichung: 19. November Gutachter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h.c. Peter Kurtz (Technische Universität Ilmenau) 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. rer. oec. habil. et Dr.-Ing. et Dr. h.c. Heinz Bartsch (Emeritus; Brandenburgische Technische Universität Cottbus) 3. Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Hans-Joachim Blome (Fachhochschule Aachen) Tag der Verteidigung: 12. Mai 2011 Technische Universität Ilmenau/Universitätsbibliothek Universitätsverlag Ilmenau Postfach Ilmenau Herstellung und Auslieferung Verlagshaus Monsenstein und Vannerdat OHG Am Hawerkamp Münster ISBN (Druckausgabe) URN urn:nbn:de:gbv:ilm Titelfoto: Veit Henkel Fakultät für Maschinenbau, TU Ilmenau

3 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung... v Abstract... vi Inhaltsverzeichnis... vii Tabellenverzeichnis... xi Abbildungsverzeichnis... xii Nomenklatur... xvi Abkürzungen... xvi Bezeichnungen... xix Indizes... xxiv 1. Einführung Einleitung Genereller Aufbau des Argumentationspfads Zum Wandel der Arbeitsbedingungen von Cockpitbesatzungen Darstellung des Argumentationspfades zur Problemindizierung Zur Etablierung des kommerziellen Luftverkehrs durch Fluggesellschaften Systemorientierter Ansatz Der Lebensraum als heterogenes Umgebungssystem Flugarbeitssystem als befugte Ausführungseinheit für Luftverkehr Das Transportträger-Arbeitssystem Der Mensch als ein Hauptelement des Transportträger- Arbeitssystems Das Flugzeug als Betriebsmittel Zur Genese des Produkts Lufttransport Wirtschaftsaktivitäten der Luftfahrtgesellschaft in ihrer Umgebung - Ein Diskurs Die Flugdurchführung als Produktionsprozess nachgefragter Dienstleistung Cockpitarbeit Zum gewerblichen Einsatz von Flugzeugführern Arbeitsanforderungen als Tätigkeitsansprüche im Kaleidoskop Cockpitarbeit Sicherheit als Reflexionskontinuum schadfrei wirkender Cockpitarbeit Zum Begriff Sicherheit aus probabilistischer Perspektive Sicherheit als objekt- und subjektivierendes Mehrebenenkonstrukt vii

4 2.6.3 Zum Aufbau einer situationsspezifischen Perspektive auf den Flugbetrieb Betriebssicherheit durch geordnete Organisationsformen aktueller Situationen Zum Kausalitätsgefüge von Produkt- und Sicherheitsaspekten im Flugbetrieb Cockpitarbeit im trilateralen Spannungsfeld von ökonomischer Wirksamkeit, ergonomischer Arbeitsgestaltung und geschuldeter Betriebssicherheit Zur Dominanz wirtschaftlicher Hintergründe bei der Arbeitsprozessgestaltung Problemsituation: Entwicklungen im Tätigkeitsfeld von Piloten Problempräzisierung: Zur Optimierung von Arbeitsprozessen Problemfixierung: Zur Begrenzung von menschlichem Leistungsvermögen Problemstellung: Ausgangspunkt des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns Zur Problemtypologie und propagierten Lösungsmethodik Anschauungskonstrukt des Arbeitsregulationsprozesses Zur Selbstorganisation komplexer Systeme Ein Diskurs Zum Prozess des Ordnungsaufbaus durch System-Selbstorganisation Systemselbstbezug: Ein subjektiv bestimmter Aspekt von Leben Belastungs-Beanspruchungs-Konzeption Interiorisation und Exteriorisation als Regulationssequenzabschnitte Zum Begriff Interiorisation Zur Prozessarchitektur der Interiorisation - eine systemische Darstellung Der Interiorisationsstrom als zeitlicher Verlauf mikroskopischer Aktivitätsmuster Zum Aufbau des Interiorisationsstroms durch System- Selbstorganisation Zum Begriff Exteriorisation Schematisierte Prozessdarstellung der Situationsregulation Systemeinträge und Systembelastung Ablaufdarstellung des rückgekoppelten Vollzugs der Inter- und Exteriorisation Zusammenfassung zur Darstellung des Anschauungskonstrukts viii

5 4. Zur internen Systemdynamik Darstellung mikroskopischer Regulationsaspekte zur Arbeitsanforderungsbewältigung Zum Gehalt von Systemeinträgen aus Situationen der Arbeitsumgebung Energetisch belegte Systemeinträge Zum Begriff Information als Systemeintrag Das Potential an Ungeklärtem von Systemeinträgen Die Psychophysische Affinität als Antrieb der System- Selbstorganisation Die Entropieproduktionsrate als Prozesskenngröße der Interiorisation Zum inneren Entropiezuwachs des autopoiesischen Systems Zur Gesamtheit der systeminneren Entropieproduktion Entropieexport Zur Bewertung physiologischer Rahmenbedingungen von SO- Prozessen Zusammenfassung der mikroskopisch orientierten Betrachtungen Zum Systemverhalten Aufstellung eines Kriteriensystems zur Akzeptanzbewertung von menschlichem Regulationsvermögen Zum Systemverhalten als observierbare Dynamik der Regulationsstruktur Zur Auslegung eines mathematischen Ansatzes für die Abbildung des Charakters von Systemverhalten Voraussetzungen zur mathematischen Abbildung der Exteriorisation Die mentale Anstrengung als Reflexion momentaner Systembeschaffenheit Zur Erfassung prägnanter Merkmalsausprägungen von Arbeitshandlungen Grundlagen zur Formulierung des mathematischen Ansatzes Ein diskretes Konstrukt für die Abbildung der Modalität der Regulationsgenese Zur Anpassung der Regulationsfunktionen an individuelle Wesensmerkmale Berücksichtigung relevanter Veränderungen von Leistungsvoraussetzungen Methodischer Ansatz zur Einarbeitung wesentlicher Aspekte von Ermüdung Zur Kategorisierung der Entwicklungsverläufe von Regulationsaktivitäten ix

6 6. Zur Vorbereitung der empirischen Nachweisführung Methodik zur Eignungsprüfung des theoretischen Konstrukts Phase I: Zur Güteprüfung grundlegender mathematischer Beschreibungsansätze Phase II: Zur Prüfung der Repräsentationseignung von Prozessdeterminanten Phase III: Konstruktanpassung und kalibrierung Grundvoraussetzungen zur Untersuchungs- Methodik Nachweiskonzept zur empirischen Güteprüfung Kriterienwahl zur Qualifikationsprüfung des mathematischen Kennlinienansatzes Das Experiment als methodischer Ansatz zur Qualifikationsprüfung Operationalisierung und Festlegung der Erhebungsmethode Generelle Versuchsanforderungen Versuchsgestaltung Festlegung der Untersuchungsgesamtheit und der Versuchsgruppen Überlegungen und Empfehlungen zur weiteren Nachweisführung Alternative Versuchsszenarien Anmerkungen zur empirischen Relationsanalyse heterogener Systemexistenzen Gestaltungsoptionen und Aussichten Rückblick Vorläufig anzusetzende Gestaltungsoptionen zur Sicherheitserhöhung Vorschlag einer Um- bzw. Neustrukturierung von Flugbetriebssystemen Erkenntnisgewinn aus der theoretischen Konstruktmodellierung Einzelaspekte der Konstruktentwicklung Resümee aus der mathematischen Konstruktmodellierung Aussichten Literaturverzeichnis Anhang... I Äquivalenztabelle... XX Thesen... XXVI x