Gestaltungsgrundsätze Für Interaktive Echtzeitsysteme | Haobin Tan

Mensch-Maschine-System

Mon, 05 Oct 2020 00:00:00 +0000

Was sind interaktive Echtzeitsysteme?

Interaktive Systeme
- Mensch-Maschine-Systeme oder
- Mensch-Technik-Systeme oder
- Mensch-Computer-Systeme
Echtzeit-Systeme
- Interaktives System in Echtzeit: Reaktion OHNE wahrnehmbare Verzögerung
  
  DIN ISO/IEC 2382, Teil 9:
  
  Unter Echtzeit versteht man den Betrieb eines Rechensystems, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind.

Mensch-Maschine-System (MMS)

Grundaufbau

Ziel

Bestmögliche gemeinsame Bearbeitung der Aufgabe(n) 💪

Auf’teilen:

MABA-MABA-Liste (“Men are better at – Machines are better at: Liste)

Aufgabe

Ziel und Zweck einer Tätigkeit

System-Designer

Optimale Aufteilung der Aufgaben (Funktionen) zwischen Mensch und Maschine
Gestaltung des Informationsaustauschs

Automatisierungsgrad

“In welchem Maße werden die Aufgaben / Funktionen zwischen Mensch und Maschine geteilt?”

Automatisierungsgrad = Automatisierungsstufe
Qualitative Beschreibung der Funktionsaufteilung zwischen Mensch und Maschine
Anteil der automatischen Funktionen an der Gesamtmenge an Funktionen
Je höher der Automatisierungsstufe, desto mehr Funktionen übernimmt die Maschine (technisches System!)

Automationsgrad	Beschreibung	Example
Manuell	Keine Unterstützung durch Maschinen $\rightarrow$ keine Übernahme von Funktionen!
Assitiert	Maschine übernimmt Funktionen	Fabrik
Semi-automatisiert	Teile der Prozesse (Funktionsketten) laufen zum automatisch	Flugzeug
Hoch-automatisiert	Prozesse laufen automatisch, Mensch überwacht und übernimmt in kritischen Situationen	Fahrzeug
Voll-automatisiert	Prozesse laufen vollautomatisch. Mensch nur mehr erforderlich, wenn das System versagt	Computer

Mon, 05 Oct 2020 00:00:00 +0000

Automatisierungsgrad

Automationsgrad	Beschreibung	Example
Manuell	Keine Unterstützung durch Maschinen $\rightarrow$ keine Übernahme von Funktionen!
Assitiert	Maschine übernimmt Funktionen	Fabrik
Semi-automatisiert	Teile der Prozesse (Funktionsketten) laufen zum automatisch	Flugzeug
Hoch-automatisiert	Prozesse laufen automatisch, Mensch überwacht und übernimmt in kritischen Situationen	Fahrzeug
Voll-automatisiert	Prozesse laufen vollautomatisch. Mensch nur mehr erforderlich, wenn das System versagt

Automatisierungsgrade beim Fahren

Bsp: Automatisches Fahren mit FASCar II DLR

Assistiert: Hilfestellungen
- z.B. Lenkrad warnt mit einem kleinen Ruck, wenn Fahrer die Spur zu verlassen droht
Teilautomatisiert: Auto nimmt dem Fahrer einzelne Aufgaben ab
- z.B. ACC (Adaptive Cruise Control): Auto fährt automatisch die gewünschte Geschwindigkeit mit genügend Abstand zu einem langsameren vorausfahrenden Fahrzeug
Hochautomatisiert: Hände weg vom Lenkrad ist möglich
- Auto führt Geschwindigkeitshalten, Abstandsanpassung und Spurhaltung automatisch durch

Probleme bei zu hohem Automatisierungsgrad

Bei Automatisierung verblieben zwei Aufgaben beim Menschen

Monitoring durch gering ausgebildeten Menschen (Überwachen)
Bei Abweichung von der Normalität –> Erfahrenen Mitarbeiter holen

Operateur in System mit hohem Automatisierungsgrad

Mensch überwacht ein automatisches System
- das ihn selbst ersetzt,
- weil er zu viele Fehler macht.
Mensch soll nur aktiv werden,
- wenn der Automat Fehler macht.
„Paradox of Automation“: Je höher der Automatisierungsgrad eines Systems, desto entscheidender ist der Beitrag des Operateurs
Ironies of Automation: Bei hah automatisierten System: Fehler im technischen System kann zu gravierenden menschlichen Fehlern führen, ween der Mensch incht gut trainiert ist.

Empfehlungen für Auslegung eines Mensch-Maschine-Systems

Operateur: leistungsfähiger Teil des Gesamtsystems
Geeignete Aufgabenanalyse: Grundlage für die Automatisierungsentscheidung
Aufgaben so auf Mensch und Maschine verteilen, dass die jeweiligen Fähigkeiten zum Einsatz kommen
Fähigkeiten (sensorisch, kognitiv, motorisch) des Menschen sind zu berücksichtigen
Natürliche Grenzen der menschlichen Leistungsfähigkeit beachten
Geeignete Mensch-Maschine-Interaktion
Ausreichendes Training des Operateurs

Mensch: Teil des Mensch-Maschine-Systems

Der Mensch ist ein wichtiger Faktor im Mensch-Maschine-System
Wichtig für die Auslegung von Mensch-Maschine-System unter dem Hauptaspekt des „Informationstechnischen Systems“

$\rightarrow$ Kenntnisse über die Eigenschaften des Menschen bei der Aufgabenbearbeitung

Modelle, die den Menschen beschreiben

Yerkes-Dodson‘sche Regel

Zusammenhang zwischen psychischer Leistung und Aktivitätsniveau des Menschen
3-Ebenen-Modell nach Rasmussen

Handlungssicherheit in Abhängigkeit vom Training
Human Model Processor nach Card, Moran & Newell

Beschreibung des Menschen und seiner Leistung durch Messdaten
Situationsbewusstsein nach Endsley

Entstehung des Situationsbewusstseins und seine Einflussfaktoren

Yerkes-Dodson‘sche Regel

Das Gesetz besagt, dass zwischen Erregung und Leistung eine umgekehrte U-förmige Beziehung herrscht. Das bedeutet, bei niedrigem oder hohem Erregungsniveau erbringen wir schlechtere Leistungen als bei einem mittlerem Erregungsniveau. Sind wir mittelmäßig aktiviert, zeigen wir unser Leistungsoptimum!

Mehr siehe:

Das Yerkes-Dodson-Gesetz und wie du davon profitierst!

Yerkes-Dodson-Gesetz

3-Ebenen-Modell nach Rasmussen

💡 Ausreichendes Training macht den Menschen sicherer und schneller

Human Model Processor nach Card, Moran & Newell

Wahrnehmungksanäle des Menschen / Sinnesorgane

Ohr: hören
Auge: sehen
Haut: fühlen
Zunge: schmecken
Nase: riechen

Human model aus der Informatiksicht:

Erkenntnisse zur Informationsverarbeitung

Das Langzeitgedächtnis ist ein „Read fast, write slow“-System
- Informationen sind schnell zugreifbar, wenn die richtigen Assoziationen vorhanden sind
- Der Mensch muss sich mit einer Information länger (ca. 7 sec) und mehrmals auseinandersetzen, um sich diese zu merken
Das kognitive Teilsystem kann mehrerer Dinge gleichzeitig wahrnehmen (optische Information, akustische Information,…)
Der Mensch kann Aufgaben nur seriell abarbeiten

Situationsbewusstsein nach Endsley

Mensch-Maschine-Systems: Aufgabe

Tue, 06 Oct 2020 00:00:00 +0000

Erinnerung: Auslegung eines Mensch-Maschine- Systems, Empfehlungen

Vorgehensweise bei Aufgabe

Erfassung der Aufgabe
Modellierung (graphische Beschreibung) der Aufgabe
Analyse der Aufgabe
Entscheidungsfindung (z.B. Automatisierungsentscheidung)

Voraussetzung für eine Aufgabenanalyse ist die

Erfassung der Aufgabe
Modellierung der Aufgabe

Erfassung der Aufgabe

🎯 Ziel: Herausfinden
- wie eine Aufgabe bearbeitet wird
- Was dabei zu tun ist
- In welcher Reihenfolge was zu tun ist
Methoden
- Erarbeiten des Arbeitsablaufs mit den Nutzern
  - Menschen befragen: “welche Aufgabe wird bearbeitet?”
  - mittels
    - Fragebögen: Text, grafisch
    - Interviews: erzählen, zeichnen
    - Gemeinsame grafisch / textuelle Erfassung
- Beobachtung des Arbeitsablaufs
  - Typ 1: Beobachter beobachten den Menschen bei der Aufgabenbearbeitung direkt
  - Typ 2:
    - Videobasierte Erfassung der Menschen bei der Aufgabenbearbeitung
    - Videos werden ausgewertet
- Lautes Denken
  - Nutzer (Proband) bearbeitet Aufgabe
    - gemeinsammittechnischemSystem(Maschine,Computer)
    - denkt dabei laut
  - Verschiedene Vorgehensweisen
    - Typ 1
      - Nutzer spricht alles aus, was ihm durch den Kopf geht
      - Problemlösungsverhalten wird nicht beeinflusst
    - Typ 2
      - Nutzer erläutert, warum er was tut
      - Problemlösungsverhalten kann beeinflusst werden
(Methoden werden auch miteinander kombiniert)

Modellierung (graphische Beschreibung) der Aufgabe

HTA (Hierarchical Task Analysis)

Gesamtaufgabe wird hierarchisch in ihre Teilaufgaben untergliedert
Bearbeitungs-Reihenfolge erfolgt über Regeln
Regeln geben Reihenfolge an, in der Teilaufgaben ausgeführt werden
Notation: graphisch und textuell, Graphen mit Regelwerk
Basis für prozedurale Aufgabenbeschreibungen
Systematik
Bsp: Suche nach einem bestimmten Objekt / nach einer bestimmten Person

UML-Aktiviätsdiagramme

UML: Unified Modelling Language
GraphischeSprache
BietetverschiedeneDiagramme
Unterstützt bei Spezifikation, Konstruktion und Dokumentation eines Softwaresystems
Großer Rückhalt durch die Industrie $\rightarrow$ Standard
Gebräuchlichste Methode zur Beschreibung softwareintensiver Systeme
Kommerzielle Systeme zur Erstellung von UML verfügbar

Aktivitätsdiagramme

Aktivitätsdiagramm besteht aus einer oder mehreren Aktivitäten
Aktivität besteht aus möglichen Aktionen und Regeln für Abläufe
- Bsp
Pin-Notation: verdeutlicht die Bedeutung eines Objektknoten als Ein- oder Ausgabeparameter
- Bsp: Blutprobe verwalten
Start- und Entknoten
Weitere Notationen
Verschiedene Typen von Aktivitäten

Bsp: Suche nach einem bestimmten Objekt / nach einer bestimmten Person

Petrinetze

Prozedurale Beschreibung
Gerichtete Graphen
Knoten
- Stellen oder Plätze (graphisch: Kreise) –-> Zustände
- Transitionen (graphisch: Rechtecke) –-> Zustandsübergänge
Kanten (graphisch: Linien) – verbinden Knoten
Knoten können Attribute besitzen
Dynamik
- Schalten (aktivieren / ausführen) von Transitionen
- Dynamisches Verhalten durch sog. Marken
- Marke (Token) zeigt die Bearbeitungsstelle an
- Markenverteilung auf Plätzen repräsentiert Zustand des Netzes (Markierung)
  - $M\_0$: Markenbelegung zu Beginn $M\_0(p)$ Marken
  - Schaltende Transitionen können Marken verbrauchen bzw. erzeugen
    - Transition muss dazu zunächst aktiviert sein
    - Transition ist aktiviert, wenn alle Plätze im Vorbereich mit einer Marke belegt sind
  - Bei einem Schaltschritt einer Transition entsteht eine neue Marke für jeden nachfolgenden Platz
Basistypen von Prtrinetze

Basistypen von Prtrinetze
Anwendungsbeispiel: Unters tützung des behandelnden Arztes bei der Diagnos e von Krebserkrankungen

Petri-net

Good explanation:

Mensch-Maschine-Systems: Gebrauchstauglichkeit

Thu, 08 Oct 2020 00:00:00 +0000

Mensch-Maschine-Interaktion

betrifft nicht nur die Darstellung und Eingabe
Geht bis hin zur Funktionsaufteilung / -strukturierung des Technischen Systems

Normen zur Gebrauchstauglichkeit von Software

Gebrauchstauglichkeit = Usability = Benutzerfreundlichkeit

Normen

umfassen Regeln, Leitlinien, Merkmale
gewährleisten Kompatibilität
fußen auf gesicherten und abgestimmten Ergebnissen
können bindenden Charakter haben
werden von anerkannten Organisationen erarbeitet und herausgegeben –> Normungsgremien
Normungsgremien umfassen verschiedene Interessensgruppen: Forschung, Lehre, Industrie, Versicherer, Staat (Prüfinstitute, Behörden)

Ebenen der Normungsarbeit

Nationale Normung

Deutschland: Deutsches Institut für Normung (DIN)
Interessensgruppen entsenden ihre Experten in Arbeitsgruppen
Bezeichner Norm: DIN (mit einer Nummer)

Europäische Normung (EN)

European Committee for Standardization (CEN)
Jedes Land sendet Vertreter
Deutschland wird durch DIN vertreten

Internationale Normung

International Organization for Standardization (ISO)
Jedes Land hat genau einen Vertreter
Deutschland wird durch DIN vertreten

Entstehung einer DIN-Norm –> Normung

Vorgehensweise
- Normungsantrag
- Norm-Entwurf
- Vornorm
- Norm
Kritik
- Langwieriger Prozess
- Normen spiegeln nicht unbedingt den Stand der Technik
Vorteil
- Etablierte und bewährte Vorgaben
- Verfügbare allgemein zugängliche Vorgaben

DIN EN IS ISO 9241 Ergonomie der Mensch-System-Interaktion

Zentrale Norm für die Mensch-Maschine-Interaktion

Anforderungen an
- Arbeitsumgebung
- Hardware
- Software
🎯 Ziel
- Gesundheitliche Schäden beim Arbeiten am Bildschirm vermeiden
- Benutzer die Ausführung seiner Aufgabe zu erleichtern

Konkret: Hinweise zur Gestaltung und Bewertung

DIN EN IS ISO 9241

Thu, 08 Oct 2020 00:00:00 +0000

DIN EN IS ISO 9241 Allgemeine Informationen und Anforderungen

Teil der Gebrauchstauglichkeit von Software

Teil 1: Allgemeine Einführung
Teil 2: Anforderungen an die Arbeitsaufgaben – Leitsätze
Teil 110: Grundsätze der Dialoggestaltung
Teil 11: Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit – Leitsätze
Teil 210: Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme

DIN EN ISO 9241, Teil 2: Anforderungen an die Arbeitsaufgaben (Leitsätze)

Angemessen gestaltete Arbeitsaufgaben sollen
- Aufgabenausführung erleichtern
- Gesundheit und Sicherheit der Benutzer sicherstellen
- Wohlbefinden fördern
- Möglichkeiten zur Entwicklung der Fertigkeiten und Fähigkeiten im Rahmen der Aufgabenstellungen vorsehen
Zu vermeiden ist
- Überforderung und Unterforderung –> übermäßige Beanspruchung, Ermüdung, Fehler
- Unangemessene Wiederholungsgrad –> Monotonie, Lageweile
- Unangemessener Zeitdruck
- Einzelarbeit ohne Gelegenheit zu sozialem Kontakt
Merkmale gut gestalteter Arbeitsaufgaben
- Erfahrung und Fähigkeiten des Benutzers berücksichtigen
- Angemessene Vielfalt an Fertigkeiten, Fähigkeiten, Aktivitäten vorsehen
- Aufgabe ist verständlich und bedeutsam in Verhältnis zur Gesamtfunktion des Systems sein
- Handlungsspielraum berücksichtigen bzgl. Vorgehensweise und Tempo
- Ausreichend Rückmeldung
- Gelegenheit zur Weiterentwicklung
Festlegen der Gestaltungsanforderungen
- Beobachtungsstudien
- Psychometrische Erfassung (Persönlichkeitstests bzgl. Intelligenz, Aufmerksamkeit und Konzentration)
- Einsatz von Fragebögen
- Interviews
- Beratungsgespräche

ISO 9241, Teil 110: Grundsätze der Dialoggestaltung

7 Grundsätze der Dialoggestaltung

Aufgabenangemessenheit

Unterstützt den Benutzer bei der Aufgaben-Erledigung

Selbstbeschreibungsfähigkeit

Dialog ist selbstbeschreibungsfähig, wenn der Benutzer zu jedem Zeitpunkt weiß:

an welcher Stelle im Dialog er sich befindet
welche Handlungen unternommen werden können
wie diese ausgeführt werden können

Erwartungskonformität

Entspricht den Nutzererwartungen
Berücksichtigt den Nutzungskontext
Berücksichtigt allgemein anerkannte Konventionen
Bsp
- Rot und blinken –> Warnung
- Farben signalisieren Zustand

Lernförderlichkeit

Unterstützt beim Erlernen der Systemnutzung
Dies umfasst
- einfach nutzbare Anleitungen / Handbuch
- Learning by doing
  - Eingabefehler haben keine fatalen Folgen
  - Rückmeldung auf Fehlbedienung vermitteln Benutzer ein konzeptionelles Verständnis
  - Oberfläche bietet unaufgefordert Informationen zur Bedienung
Bsp

Steuerbarkeit

Benutzer ist in der Lage,

den Dialogablauf zu starten und
seine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen

Fehlertoleranz

Unterstützt den Benutzer, das beabsichtigte Arbeitsergebnis zu erreichen

trotz (erkennbar) fehlerhafter Eingaben
Bei fehlerhafter Eingabe mit minimalem Korrekturaufwand

Bsp

Individualisierbarkeit

Benutzer kann Mensch-Maschine-Interaktion und Darstellung an individuellen Fähigkeiten und Bedürfnisse anpassen

DIN EN ISO 9241 Teil 11

Gebrauchstauglichkeit eines interaktiven Softwaresystems
- Usability
- Benutzungsfreundlichkeit
Eignung
- bei der Nutzung durch bestimmte Benutzer
- in einem bestimmten Nutzungskontext

Nutzungskontext

Benutzer/-innen
- Kenntnisse
- Erfahrung
- Ausbildung
- Physische, motorische und sensorische Fähigkeiten
Arbeitsaufgabe
- Zur Zielerreichung erforderliche Aktivität
Arbeitsmittel
- Hardware
- Software
- Materialien
Physische Umgebung
- Netzwerk
- Arbeitsplatzumgebung
- Temperatur
- Lautstärke
- …
Soziale und kulturelle Umgebung
- Organisationsstruktur
- Arbeitspraxis

Gebrauchstauglichkeit

Gebrauchstauglichkeit umfasst

Effektivität

Vollständigkeit und Genauigkeit, mit der Benutzer ein bestimmtes Ziel erreichen (z.B. Anzahl der erledigten Aufgaben)
Effizienz

Setzt den erreichten Grad der Effektivität ins Verhältnis zum eingesetztenAufwand (z.B.zeitlicherAufwand,finanzielleKosten)
Zufriedenstellung
- Freiheit von Beeinträchtigungen
- Einstellung gegenüber der Nutzung des Produkts

Bsp: Markieren relevanter Objekte im Video

NASA Task Load Index (TLX): Messung von Effektivität und Effizienz

Wissenschaftlich anerkannte Skala zur subjektiven Workload-Erfassung
Workload
- Belastung
- Beanspruchung
Liefert (subjektiv gemessenen) Hinweis auf
- Effektivität
- Leistung
des Menschen (im Mensch-Maschine-System)
Rating Scale
Vorgehensweise
- Teil 1: Ausfüllen des Rating Scale ($r\_i \in [0, 100]$) für die Parameter $p\_i$
  - $p\_1$: Geistige Anforderung
  - $p\_2$: Körperliche Anforderung
  - $p\_3$: Zeitliche Anforderung
  - $p\_4$: Leistung
  - $p\_5$: Anstrengung
  - $p\_6$: Frustration
- Teil 2: Paarweiser Vergleich der Parameter $p\_i$
  - Proband wird gefragt, welcher der jeweils verglichenen wichtiger ist
  - Anzahl der Bevorzugung für Parameter $p\_i$ : Gewichtung $w\_i \in [0, 15]$
  - Gesamtrating
    $$ \text{value} = \frac{\sum\_{i=1}^6 r\_i \cdot w\_i} {15} $$

Zufriedenstellung

Kann gemessen werden durch

Gegenüberstellung mit bisheriger Alternative
- Befragung, welche der Varianten (alt / neu, etc.) er bevorzugt
- Gegenüberstellung über Rating oder binär
Anzahl positiver und negativer Äußerungen, die während der Nutzung aufgezeichnet wurden
Langzeitmessungen
- Abwesenheitsrate
- Physische und psychische Über-/ Unterbelastung (aus Krankheitsberichten)
- Häufigkeit, in der Benutzer den Wunsch äußern, den Arbeitsbereich zu verlassen
Fragebögen, welche User Experience (UX) messen

DIN EN ISO 9241 Teil 210: Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme

Rahmen für
- benutzerzentrierte Gestaltung
- User Centered Design (UCD)
Gilt für gesamten Lebenszyklus rechnergestützter interaktiver Systeme
Für Ebene „Planung und Management“

Motivation für User Centered Design 💪

Leichter zu verstehen und benutzen
Erhöhung der Gebrauchstauglichkeit
Verbesserung der User Experience
Reduktion von Unbehagen und Stress
Steigerung der Produktivität der Benutzer
Wettbewerbsvorteil
Nachhaltigkeit (längere Nutzbarkeit)
Reduktion geringer, dass
- Anforderungen der Stakeholder nicht erfüllt
  - Stakeholder = Interessengruppe (Personen mit (berechtigtem) Interesse am Verlauf oder Ergebnis des Projekts)
    - Interne
      - Mitarbeiter / Benutzer
      - Manager
      - Eigentümer
    - Externe
      - Lieferanten
      - Staat
      - Gesellschaft
      - Kunden
- Benutzer das System zurückweisen

User Centered Design

Nutzungskontext

Methode zur Beschreibung des typischen Benutzers
- Persona
- Persona-Erstellung als Steckbrief
- Erstellung in Workshops
Erfassung des Nutzungskontextes (Vorgehensweise)
- Vorabinformationen
- Befragung / Interview
  - unstrukturiert
  - strukturiert
- Beobachtung

Festlegen der Nutzeranforderungen

User Story
Vorgehensweise in Workshops
- Erläuterung
  - Ziel
  - Vorgehensweise zur Zielerreichung
- Vorgehensweise zur Zielerreichung
  - Sammeln
  - Zusammenfassen
  - Diskutieren und konktretisieren
  - Vorstellen
  - Beschließen

Erarbeiten von Gestaltungslösungen

Aus User Stories Aufgabenbeschreibungen erstellen
Mockups
Oberfläche implementiert, Interaktion simuliert
Teilimplementierungen
Software-Prototypen
- Horizontaler
- Vertikaler
Gestaltungslösungen haben wesentlichen Einfluss auf User Experience (UX)
- Nutzererfahrung, Nutzungserleben
- Erweiterung der Sicht auf Gebrauchstauglichkeit

Evaluierung von Gestaltungslösungen

objektiv vs subjektiv
- objective: durch persönliche Einstellung unbeeinflusste Bewertung (z.B. Erfassung von Messwerten)
- subjektiv: Persönlich geprägte Aussage
quantitativ vs qualitativ
- quantitativ: numerische Werte – erlauben Vergleich
- qualitativ: Aussagen, die sich nicht numerisch fassen lassen (Bsp: besser / ßschlechter)
analytisch vs empirisch
- analytisch:
  - ohne Benutzer –> Usability Experten
  - Analyse des Gesamtsystems
- empirisch: Werden mit Benutzer durchgeführt (Experimente, Befragung,…)

ISONORM Fragebogen nach Prümper

Werte liegen zwischen 1 (—) bis 7 (+++)

Auswertung über Mittelwerte

ISONORM-Wert	Praktische Bedeutung
Zwischen 147 und 115	Software ist perfekt
Zwischen 111 und 83	Alles in Ordnung
Zwischen 82 und 51	Handlungsbedarf
Zwischen 50 und 21	Unbedingt aktiv werden

User Experience

User Experience umfasst Aspekte, die sich vor / während / nach der Produktnutzung ergeben
Dies umfasst folgend Aspekte
- Emotionen
- Vorstellungen
- Vorlieben
- Wahrnehmungen
- physiologischen und psychologischen Reaktionen
- Verhaltensweisen und Leistungen
Qualitätsmodell (UX) Modell nach Hassenzahl
- Pragmatische Qualität: bezieht sich auf das Produkt (Usability)
- Hedonische Qualität: bezieht sich auf den Nutzer
Dimenison
User Experience Questionnaire (UEQ)
- Erlaubt Messung verschiedener Kriterien der Softwarequalität
- Ziele
  - Einfache Messung
  - Schnelle Messung (wenige Items)
  - Eingängige Darstellung der UX
- Bewertung der Ergebnisse nach Laugwitz

Neuartige Eingabegeräte

Fri, 09 Oct 2020 00:00:00 +0000

Entstehung neuer Eingabegeräte

Anfängliche Interfaces rein text-basiert

Navigation mit Tastatur

Zusatztasten, Meta/Modifiertasten
Optimiert auf Texteingabe
Sehr effizient
Geringe Modifikationen über die Zeit
Leichter Einstieg und Vertrautheit

Maus

Interface Konzept zugschnitten auf die Möglichkeiten der Maus
Verschiedene Ausprägungen
- Etablierte Varianten übersichtlich
- Maustasten
Etablierung der Maus hat Scroll-Lock überflüssig gemacht

Heute etablierte Eingabegeräte

Verbreitet
- Tastatur, Maus, Touch, (Sprache)
Spezialaufgaben
- Joystick, Gyro/Space Maus, Stylus…
Innovationen
- Wii, Kinect, PS Move/Eye…

Neuartige Eingabegeräte

CLI = Command Line Interface
- Formalisiert
- Experten, steile Lernkurve
GUI = Graphical User Interface
- Methaphorisch
- Normaler Benutzer, explorative Lernkurve
NUI = Natural User Interface
- Intuitiv
- Gelegenheitsnutzung, (idealerweise) keine Lernkurve

Menscherfassung
Erfassungstechnologie

Menschliche Sinne

“Welche Sinne benötigt ein Computer ?” “Wie lassen sich die benötigten Sinne im Computer abbilden ?”

Sehen

Sakkaden: Blicksprünge
- bewusst (z.B. Lesen) und unbewusst
- Während einer Sakkade werden keine Informationen aufgenommen (saccadic suppression)
- Die Augen bewegen sich bis zu 1000 Grad / s
Fixation: Das Verweilen des Blicks an einem Punkt\
- Übliche Fixationsdauer : 50 bis 800 Millisekunden
Dreidimensionales Sehen
- Beide Augen sehen das gleiche Objekt aus leicht anderem Winkel (Disparität)
- Winkel ist abhängig von der Entfernung
- Indikatoren für Tiefe
Farbspektrum
- Sichtbares Licht ist ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums

Hören

Schall
- Der wahrnehmbare Frequenzbereich liegt zwischen 16 und 20000 Hertz
- Wahrnehmung ab einer Lautstärke von 0 bis 10 dB
- Ausbreitungsgeschwindigkeit ca. 343 m / s
Lokalisation
- Bei der Bestimmung der Richtung und Entfernung einer Schallquelle unterscheidet man zwischen der Horizontalebene und der Medianebene
  - in der Horizontalebene durch binaurales Hören
    - Messen durch Laufzeitunterschiede zwischen beiden Ohren
    - Unter 80Hz keine Lokalisierung möglich
  - in der Medianebene durch Resonanzanalyse
    - Außenohr wirkt als richtungsselektiver Filter
    - Je nach Einfallsrichtung Anregung verschiedener Resonanzen
- Bestimmung der Entfernung nur relativ ungenau möglich durch
  - Veränderung des Frequenzspektrums je nach Entfernung (weiter entfernten Schallquellen fehlen die hohen Frequenzanteile)
  - Lautstärkeveränderung oder bekannte Schallquellen
  - Schallreflexionen
  - Bewegungsparallaxe

Tasten

„Tasten“ kann verschiedene Eigenschaften von Oberflächen erfassen
Spezielle Rezeptoren für verschiedene Eigenschaften
Anders als bei Hören und Sehen wenig Analogien bei der Erfassung durch einen Compute

Riechen & Schmecken

Generierung und Analyse sehr komplex
Kaum Einsatz im Bereich der der Mensch-Maschine-Interaktion 🤪

Multimodale Interaktion

Modalität
- Ein Kommunikationssystem
- Abgrenzung durch die Art der Übertragung und Kodierung von Informationen
Menschen kommunizieren multimodal
- Kombination mehrerer Modalitäten
Vorteile multimodaler Kommunikation
- Redundanz reduziert Fehler –> Robustheit
- Beste Modalität je nach Information –> Effizienz
- Anpassung an Partner/Umgebungseigenschaften –> Flexibilität
Neben den Vorteilen führt die multimodale Mensch-Mensch Kommunikation dazu, das multimodale Mensch-Computer Schnittstellen natürlich wirken !

Erfassung des Menschen

Position
Identität, Alter, Geschlecht, Mimik  Handgesten
Körperpose
Kopforientierung
Sprache
Blickrichtung

Optisch non invasiv

Personentracking
- Grundlage für weitere Komponenten
- Viele verschiedene Ansätze
  - Detektoren für Köpfe und Oberkörper
  - Vordergrundsegmentierung
  - Berücksichtigung von Farbe und Textur von Kleidungen
Bodytracking, Kinect (ONE), Xtion, TOF
- 3D Verfahren dominant
- Extraktion eines Skelettmodell
- Verhaltensanalyse
- Zeigegesten
- Direkte Interaktion
Handtracking
- Hangesten sind mächtiger als Zeigegesten
- 👍 Vorteil visueller Erkennung
  - Interaktion nur bei valider Geste
  - Touchscreens interpretieren jedes Aufstützen als Eingabe
  - Personenbezogene Gestenfunktionalität
  - Berücksichtigung der z-Achse
- Leapmotion
Gesichtsanalyse
- Identität
- Alter
- Geschlecht
- Qualität besser bis vergleichbar zu Menschen
Blickmessung
- Aufbau: IR Kamera(s) & Strahler
- Extraktion von Pupille & IR Reflexionen
- Kalibrierung auf Monitor
Kopfdrehung
- Grobe Annäherung für Blick
- Ableitung der Aufmerksamkeit
- Aus größerer Entfernung möglich
- Automatische Generierung eines Kopfmodels
- Tracking des Kopfmodells (ICP)
- Generierung neuer Modelle zur Laufzeit
- Hohe Genauigkeit & Robustheit

Optisch

Vicon
Oculus Rift (Devkit2+)

Nicht optisch

Ubisense
Lighthouse
MyoMotion
Myo Armband
Oculus Rift (Devkit1)  Spracherkennung

🔭 Ausblick

EEG Interfaces
- Hauptsächlich für Menschen mit Behinderungen
Neue Umgebungen erfordern neue Eingabegeräte

VR und AR

Sat, 10 Oct 2020 00:00:00 +0000

Definition über das Reality-Virtuality Continuum

Mixed Reality (MR): Mischung zwischen Realität und Virtualität
Augmented Reality (AR): erweitert die Realität um virtuelle Inhalte
Virtual Reality (VR): erweitert die Virtualität um reale Inhalte

Virtual Reality (VR)

Definition über die drei I‘s

Interaktion
- Beschreibt die Fähigkeit, Nutzereingaben zu erkennen und die virtuelle Welt entsprechend in Echtzeit zu ändern (Z.B. Navigation in der virtuellen Welt und die Manipulation von Objekten.)
Immersion
- Beschreibt das Gefühl, ein Teil der virtuellen Welt zu sein
- Das „Eintauchen“ in die virtuelle Welt
- Je größer der Immersionsgrad, desto stärker taucht der Mensch in die virtuelle Welt ein
- Immersion wird erzielt, indem möglichst viele Sinne des Menschen getäuscht werden.
Informationsintensität: Stellt den Wissenstransfer der virtuellen Welt an den Benutzer dar

Kerntechnologien

Optische, akustische und haptische Displays
- die für Immersion sorgen
- und widersprüchliche Informationen der Realwelt ausblenden
Tracking-System
- bestimmt die Position und Orientierung des Körpers

Freiheitsgrade

Degrees of Freedom (DOF): tragen maßgeblich zur erfahrbaren Immersion und den Einsatzmöglichkeiten bei
- 3 DOF: Rotation
- 6 DOF („Room Scale“): Rotation + Position
Verfahren
- Outside-In: mit externer Sensorik
- Inside-Out: mit integrierter Sensorik

Displaytechnologien

Head Mounted Display (HMD)
Cave Automatic Virtual Environment (CAVE)

Einsatzgebiete

Visualisierung von komplexen Datenmengen zur interaktiven Erkundung
Design und Prototyping im 3D-Kontext
Virtuelles Training und Ausbildung
Kollaboration mehrerer Benutzer, welche lokal oder räumlich entfernt voneinander arbeiten, im virtuellen Raum

Augmented Reality (AR)

Definition von AR

AR erlaubt es die wahrgenommene, reale Welt durch zusätzliche Sinneseinflüsse zu erweitern
Ähnliche Konzepte wie VR, daher Definitionen zum Teil übertragbar
AR ist eine Ergänzung der Realität mit den folgenden drei Charakteristiken:
- Kombination von Realem und Virtuellem
- Interaktivität in Echtzeit
- Die Registrierung in 3D (Tracking)

Displaytechnologien

Video see-through
Optical see-through
Projektor-basierte Verfahren: Bestrahlen einer Oberfläche
Projektion in der Luft: Bestrahlen eines Nebels

Herausforderungen von VR und AR

Täuschung möglichst vieler Sinne für hohe Immersion
Akzeptanz
Hardwarelimitierung
realistische Visualisierung…

Sehsinn

Augenabstand: Verschwommenes Bild, wenn falsch eingestellt
- Lösung
  - Manuell
  - Automatisch mit Eye Tracking
- Mögliche Umsetzungen
  - 1 Display pro Auge
  - 1 Display insgesamt
Auge hat sehr hohe Auflösung (~7 MP in der Fovea)
- Lösung: Foveated Rendering
  - Nur dort mit hoher Auflösung rendern, wo Auge hinschaut
  - Fixed Foveated Rendering
Aktuell Fixe Fokusebene bei ~ 2m Entfernung
- Problem: Nähere und entferntere Objekte sind unscharf
- Lösung: Varifocal Renderung
  - Dynamische Anpassung der Fokusebene\
  - Benötigt Eye-Tracking
  - Entfernung an Punkt gegeben durch Rendering (Z-Buffer)
- Mögliche Umsetzungen
  - Display und Linsen bewegen
  - Mehrere Schichten transparenter Displays

Haptik

Aktiv: Gerät übt Kraft auf Benutzer aus
Passiv
- Erkennen von Oberflächen/Objekten und Interaktion mit diesen
- Positionierung dynamischer Oberflächen + Vermitteln von Textur
- Erschaffen von Oberflächen in der Luft

Propriozeption

Force Feedback: Roboter-Arm/Exoskelett übt Kraft auf den Menschen aus

Gleichgewicht

Problem: Übelkeit in VR 😢
Grund: visuell-vestibulärer Konflikt
- Das was das Auge sieht und der Körper spürt stimmen nicht überein –> Konflikt führt zu Übelkeit (Simulator Sickness, Motion Sickness)
Mögliche Lösungen
- Keinen Konflikt erzeugen durch Einsatz des eigenen Körpers
- Der Benutzer sollte die Bewegung selber steuern
- Bewegung in der Peripherie einschränken

Chancen von VR und AR

Mit VR/AR besteht die volle Kontrolle über die Inhalte
VR/AR erlauben es Personen unabhängig vom Standort zusammenzuarbeiten
VR erlaubt es die Sinne des Menschen zu überlisten
- Redirected interaction/walking
In VR/AR können sonst unmögliche Erfahrungen gemacht werden
- Zu Gefährlich (Feuer, Strahlung, etc.)
- Unmöglich (Gravitation abschalten)

VR/AR für Sehgeschädigte

Erschwertes Lesen
- Vergrößerung von Inhalten
Erhöhte Blendempfindlichkeit
- Reduktion der Umgebungshelligkeit (VR)
Anpassung der Farben
- Kontrast erhöhen
- Farben invertieren
- Kanten verstärken
Hervorheben von Objekten

Transparent Vehicle

Redirected Walking

Problem: Realer Raum ist begrenzt
Idee
- Mensch nimmt kleine Anpassungen in der Rotation nicht wahr
- Nutzen, um Laufweg anzupassen

Redirected Interaction

Redirection auch für Handbewegungen

Personal Perspective

Volle Anpassbarkeit erlaubt durchaus große Veränderungen
Dadurch, dass der reale Gegenüber in VR nicht sichtbar ist, kann der Avatar beliebig verändert werden
Bsp: Zwei Personen sehen das „A“ richtig herum, obwohl sie sich gegenüberstehen

Entfernte Kollaboration

Zwei Personen können sich in einem virtuellen Raum treffen
- Unabhängig vom realen Standort
- Spart Reisekosten und –zeit
Vorteile gegenüber klassischer Telefon-/Videokonferenz
- Inhaltsbezogene Diskussion: Person und Inhalt sind nicht zwei Fenster, sondern stehen in direktem Kontakt
- Sprachkommunikation mit räumlichen Bezug: Ton kommt aus der Richtung des Avatars

Automatisierte Produktionsprozesse

Sat, 10 Oct 2020 00:00:00 +0000

Überblick über automatisierte Produktionsprozesse

Einordnung von Produktionssystemen, Referenzmodell der Fabrik
Beispiel einer Fabrikplanung
Trends in der Produktion

Einordnung von Produktionssystemen

Fabriktypen zur Herstellung von Gütern

Fabriklebenszyklus

Verbindung von Planung und Betrieb

Trends in der Produktion: aktuelle Entwicklungen in Fertigungsunternehmen

Automatisierung in der Produktion

Definition

Automatisieren: künstliche Mittel einsetzen, damit ein Vorgang automatisch abläuft. Bei einer Anlage bedeutet dies, sie mit Automaten so auszurüsten, dass sie automatisch arbeitet. Die Automatisierung ist das Ergebnis des Automatisierens.
Automatisch: nach Art eines Automaten arbeitend.
Automat: ein künstliches System, das selbsttätig ein Programm befolgt. Auf Grund des Programms trifft das System Entscheidungen, die auf der Verknüpfung von Eingaben mit den jeweiligen Zuständen des Systems beruhen und Ausgaben zur Folge haben.

Domänen der Automatisierung

Produkt-automatisierung

Der technische Prozeß läuft in einem Gerät ab, z.B. KFZ, DVD-Spieler, Waschmaschine, Messgerät, etc.
Anlagen-automatisierung

Ein komplexer technischer Prozeß läuft auf räumlich verteilten Anlagen ab, z.B. Teilefertigung, Lackierung, Montage, chemische Prozesse

Abgrenzung von Automatisierung

Angrenzende Fachgebiete zur Automatisierungstechnik

Aufgabe eines technischen Prozesses

Elemente eines Automatisierungssystems

Hierarchischer Aufbau:

Funktionale Aspekte der Automatisierung

Kostenaspekte der Automatisierung

Vereinfachte Struktur der Herstellkosten:

Break-even Kurve für zwei verschiedene Automatisierungsgrade:

Hochautomatisierte bzw. hochtechnisierte Produktionssystem führen zu Kostenstrukturen mit hohem Fixkostenanteil.
Ein erhöhter Einsatz menschlicher Arbeitskraft führt zu Kostenstrukturen mit hohem Anteil variabler Kosten.
Ein Produktionssystem mit hohem Fixkostenanteil reagiert bei gleicher absoluter Kostenhöhe sensibler auf Auslastungsschwankungen als ein Produktionssystem mit niedrigem Fixkostenanteil.
In der Gewinnzone steigt bei erhöhter Auslastung des Produktionssystems der Gewinn bei einer Kostenstruktur mit hohem Fixkostenanteil stärker als bei einem geringeren Fixkostenanteil.

(Automatisierte) Produktionsprozesse

Sat, 10 Oct 2020 00:00:00 +0000

Strategien moderner Produktion: Steuerungs- und Logistikansätze

Ausgangssituation für Produktionsunternehmen

Flexibilität

Traditionelle Märkte, z.B. Maschinenbau, Automobil-Industrie, Schiffbau, Elektronik, etc., zeigen Sättigungserscheinungen

–> Überkapazitäten, Käufermärkte, kurzfristig disponierende Märkte, hohe Flexibilitätsanforderungen
Varianten

Märkte werden stark segmentiert, Produkte werden maximal auf den Kunden zugeschnitten

–> Hohe Variantenvielfalt und damit Komplexität in Fertigung und Montage, Losgröße 1 auch in der Serienfertigung
Supply Chain

Globaler Wettbewerb und internationale Arbeitsteilung nehmen auch im Mittelstand zu

–> Produktqualität und Know-how über Prozesse gleichen sich an, internationale interne und externe Zuliefernetze, starker Wettbewerbsdruck
Zeit

Kurze Produktlebenszyklen, z.B. durch permanente Innovationen in der Mikroelektronik

–> Durchlaufzeit und Lieferzeiten sind strategischer Wettbewerbsfaktor
Organisation

Qualifizierte Mitarbeiter stellen hohe Ansprüche an die Arbeit bzgl. Selbstbestimmung, unternehmerischen Handeln, etc.

–> Dezentrale Einheiten in der Produktion, flache Hierarchien, Qualitätszirkel, kontinuierliche Verbesserung
Informationstechnik

Echtzeit-IT in der Produktion von der Maschinen- steuerung bis zum ERP-System, gleichzeitig neue Softwaretechnologien

–> Ansätze der verteilten, dezentralen Intelligenz werden sich durchsetzen

Allgemeine Beschreibung von Produktions- und Steuerungsstrategien

Werkstattfertigung

Charakteristische Kennzeichen:

Gleiche Betriebsmittel sind in Werkstätten zusammengefasst. Dadurch entsteht bei mehrstufigen Produkten ein unübersichtlicher Materialfluß.
Zeitlicher Ablauf der Fertigung an Lose gebunden; erst wenn das letzte Werkstücke eines Loses bearbeitet ist, werden alle Teile des Loses zur nächsten Verrichtung transportiert.

Bsp:

IOSB-Kompass:


Flexibilität	ungeeignet
Varianten	ungeeignet
Supply Chain	neutral
Zeit	ungeeignet
Organisation	ungeeignet
Informationstechnik	geeignet

Fertigung in dezentralen Strukturen

Charakteristische Kennzeichen:

In dezentralen Strukturen erstellen die Mitarbeiter in Gruppen-arbeit Produktteile oder Endprodukte möglichst komplett. Mitarbeiter übernehmen dispositive und steuernde Aufgaben.
In dezentralen Strukturen werden gleiche oder ähnliche Produkte hergestellt; Voraussetzung: Teilefamilien bilden!

Bsp:

IOSB-Kompass:


Flexibilität	geeignet
Varianten	geeignet
Supply Chain	neutral
Zeit	geeignet
Organisation	geeignet
Informationstechnik	geeignet

Linien-/Fließfertigung (automatisiert / manuell)

Charakteristische Kennzeichen:

Anordnung der Maschinen und Arbeitsgänge entsprechend der Bearbeitungsreihenfolge.
Große Stückzahlen und meist spezialisierte Anlagen, Arbeitsfolge oft getaktet

Bsp:

IOSB-Kompass:


Flexibilität	ungeeignet
Varianten	ungeeignet
Supply Chain	neutral
Zeit	geeignet
Organisation	neutral
Informationstechnik	geeignet

NEU: Produktions-endstufe

Charakteristische Kennzeichen:

Produktion aufgeteilt in variantenneutrale und variantenbildende Verrichtungen.
In der ‚Produktionsvorstufe‘ werden variantenneutrale Teile und Baugruppen gefertigt; in der Produktionsendstufe variantenreiche Produktfamilien montiert einschließlich eines Anteils an ‚Restfertigung‘, die Varianten erzeugt.

Bsp:

IOSB-Kompass:


Flexibilität	geeignet
Varianten	geeignet
Supply Chain	geeignet
Zeit	geeignet
Organisation	geeignet
Informationstechnik	geeignet

Push-Steuerung: MRP, MRP II, Belastungs- orientierte Auftrags- freiggabe (BOA), Fortschrittszahlen, etc.

Charakteristische Kennzeichen:

Produktionsplanung und Steuerung läuft zentral und meist batchorientiert ab, d.h. kurzfristige Reaktionen auf Änderungen in der Fertigung sind kaum möglich
Zentrale Freigabe von Fertigungsaufträgen entsprechend des gewählten Terminierungsprinzips

Bsp:

IOSB-Kompass:


Flexibilität	ungeeignet
Varianten	ungeeignet
Supply Chain	geeignet
Zeit	ungeeignet
Organisation	ungeeignet
Informationstechnik	ungeeignet

Pull-Steuerung: KANBAN, CONWIP

Charakteristische Kennzeichen:

Gefertigt wird nur, wenn ein echter Kundenbedarf vorliegt (Prinzip Supermarkt). Losgrößen werden auf Tageslose heruntergebrochen.
Produzierende Stelle erhält Signal, welche Teile in welcher Menge zu welchem Zeitpunkt bei der verbrauchenden Stelle benötigt werden; Signal wird durch KANBAN ausgelöst.

Bsp:

IOSB-Kompass:


Flexibilität	neutral (Für schwankenden Teileverbrauch weniger geeignet)
Varianten	neutral
Supply Chain	geeignet
Zeit	geeignet
Organisation	geeignet
Informationstechnik	neutral (Ursprünglich ohne IT-Einsatz konzipiert)

Pull-Steuerung: ‚Synchrone Produktion‘

Neue Produktionsphilosophie mit dem Ziel, Verschwendung weitgehend zu vermeiden;

Charakteristische Kennzeichen:

ProduktionimKundentakt:dieidealeFertigungs-/Montagelinie fertigt im Takt des Kunden oder entsprechend der Kundenabrufe
KontinuierlicherFluß(„one-pieceflow“):dieeinzelnenProzeßstufen sollen möglichst nahe zueinander liegen und synchronisiert sein
PULL-System:istesnichtmöglich,einenkontinuierlichenFlußzu erzeugen, ist die effizienteste Möglichkeit ein PULL-System, um Prozeßstufen mit nachgelagerten Prozeßstufen zu verbinden
SteuerungnureinereinzigenProzeßstufeindergesamten Prozeßkette: der ‚Schrittmacherprozeß‘ ist der Prozeß, der direkt vom Kunden gesteuert wird
Konstanter PULL kleiner Einheiten: eher Kleinladungsträgerstatt Gitterboxen verwenden, Reichweiten auf sinnvolle Größen reduzieren, kontinuierliche Versorgung über Routenverkehr

IOSB-Kompass:


Flexibilität	geeignet
Varianten	geeignet
Supply Chain	geeignet
Zeit	geeignet
Organisation	geeignet
Informationstechnik	geeignet

Agentensteuerung / Dezentrale Intelligenz / Schwarmverhalten

Charakteristische Kennzeichen:

Übergeordnete IT-Systeme ermitteln Ecktermine auf Basis der Kundentermine. Nach diesen Vorgaben handeln Werkstücke, Anlagen und Transportsysteme den Arbeitsablauf dezentral und selbständig aus. Dabei berücksichtigen sie den aktuellen Status der Produktion, z.B. aktuell zu bearbeitende Werk-stücke, Engpässe, Anlagenstörungen, Wartungsarbeiten, etc.

IOSB-Kompass:


Flexibilität	geeignet
Varianten	geeignet
Supply Chain	geeignet
Zeit	geeignet
Organisation	geeignet
Informationstechnik	geeignet

Zusammenhang zwischen Produktions- und Steuerungsstrategien

Grundlagen Manufacturing Execution Systeme: Produktionsnahe IT-Systeme und Modellierung

Sat, 10 Oct 2020 00:00:00 +0000

Modellierungsmethode

Methode zur Prozeßmodellierung

Integrierte Unternehmensmodellierung (IUM)

Methode zur Integrierten Unternehmensmodellierung

Mehr siehe: Integrierte Unternehmensmodellierung

Zusammenhang PPS - MES

MES-Systeme nach VDI 5600

MES = Manufacturing Execution System

Mehr siehe: Manufacturing Execution System

‚Produktionsnahe IT-Systeme‘ (Quelle: Betriebshütte, VDI 5600)

Automatisierungspyramide

Die Grenzen der bisherigen klassischen Unternehmens-Architektur ‚fransen aus‘

Typische Zeithorizonte und Betrachtungsgegenstände in den Leitebenen eines Unternehmens

MES-Aufgaben

Komponenten der MES-Aufgabe Feinplanung und -steuerung

Komponenten der MES-Aufgabe Materialmanagement

MES in der Automobilindustrie

Betriebsdatenerfassung in der Automobilindustrie

Auftragsmanagement in der Automobilindustrie

Feinplanung und Sequenzierung (grob) in der Automobilindustrie

Sequenzierung in der Automobilindustrie

Materialflussmanagement in der Automobilindustrie

Engineering, Digitaler Fabrikbetrieb

Sat, 10 Oct 2020 00:00:00 +0000

Erinnerung: Fabriklebenszyklus-Verbindung von Planung und Betrieb

Die Digitale Fabrik

Früher vs. Heute

Phasen und Aufgaben

Virtuelle / reale Steuerung

MES der Zukunft: Kopplung an die Digitale Fabrik

Gestaltungsgrundsätze für interaktive Echtzeitsysteme

Wed, 08 Jul 2020 00:00:00 +0000

Overview


Name	Gestaltungsgrundsätze für interaktive Echtzeitsysteme
Semester	SS20
Language	German
Lecturer(s)	Elisabeth Peinsipp-Byma, Olaf Sauer
Credits	3
Homepage	Gestaltungsgrundsätze für interaktive Echtzeitsysteme

Ziel

Vermittlung von Gestaltungsgrundsätzen

zum Entwurf
zur Umsetzung
zur Bewertung

von interaktiven Echtzeitsystemen

Structure

Einführung in die Vorlesung & Mensch-Maschine-Systeme
Mensch-Maschine-Systeme & Mensch-Maschine-Interaktion
- Aufbau und Charakteristik
- Gestaltung mit Hauptaugenmerk Mensch
- Entwicklungsphasen
- Neuartige Eingabegeräte: Überblick und Integration
Automatisierte Fertigungssysteme / IT-Lösungen in der Fertigung
- Die Fabrik und ihre Funktionen
- Digitalisierung der Fertigung („Industrie 4.0“)
- Aufbau industrieller Automatisierungssysteme
- Produktionsnahe IT-Systeme – von der Feldebene bis zum MES

Gestaltungsgrundsätze Für Interaktive Echtzeitsysteme | Haobin Tan

Mensch-Maschine-System

Was sind interaktive Echtzeitsysteme?

Mensch-Maschine-System (MMS)

Grundaufbau

Ziel

Aufgabe

System-Designer

Automatisierungsgrad

Automatisierungsgrad

Automatisierungsgrade beim Fahren

Probleme bei zu hohem Automatisierungsgrad

Operateur in System mit hohem Automatisierungsgrad

Empfehlungen für Auslegung eines Mensch-Maschine-Systems

Mensch: Teil des Mensch-Maschine-Systems

Yerkes-Dodson‘sche Regel

3-Ebenen-Modell nach Rasmussen

Human Model Processor nach Card, Moran & Newell

Situationsbewusstsein nach Endsley

Mensch-Maschine-Systems: Aufgabe

Erinnerung: Auslegung eines Mensch-Maschine- Systems, Empfehlungen

Vorgehensweise bei Aufgabe

Erfassung der Aufgabe

Modellierung (graphische Beschreibung) der Aufgabe

HTA (Hierarchical Task Analysis)

UML-Aktiviätsdiagramme

Aktivitätsdiagramme

Petrinetze

Basistypen von Prtrinetze

Petri-net

Petri-net

Mensch-Maschine-Systems: Gebrauchstauglichkeit

Normen zur Gebrauchstauglichkeit von Software

Normen

Ebenen der Normungsarbeit

Nationale Normung

Europäische Normung (EN)

Internationale Normung

Entstehung einer DIN-Norm –> Normung

DIN EN IS ISO 9241 Ergonomie der Mensch-System-Interaktion

DIN EN IS ISO 9241

DIN EN IS ISO 9241 Allgemeine Informationen und Anforderungen

DIN EN ISO 9241, Teil 2: Anforderungen an die Arbeitsaufgaben (Leitsätze)

ISO 9241, Teil 110: Grundsätze der Dialoggestaltung

Aufgabenangemessenheit

Selbstbeschreibungsfähigkeit

Erwartungskonformität

Lernförderlichkeit

Steuerbarkeit

Fehlertoleranz

Individualisierbarkeit

DIN EN ISO 9241 Teil 11

Nutzungskontext

Gebrauchstauglichkeit

NASA Task Load Index (TLX): Messung von Effektivität und Effizienz

Zufriedenstellung

DIN EN ISO 9241 Teil 210: Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme

Motivation für User Centered Design 💪

User Centered Design

User Experience

Neuartige Eingabegeräte

Entstehung neuer Eingabegeräte

Heute etablierte Eingabegeräte

Neuartige Eingabegeräte

Menschliche Sinne

Sehen

Hören

Tasten

Riechen & Schmecken

Multimodale Interaktion

Erfassung des Menschen

Optisch non invasiv

Optisch

Nicht optisch

🔭 Ausblick

VR und AR

Definition über das Reality-Virtuality Continuum

Virtual Reality (VR)

Definition über die drei I‘s

Kerntechnologien