Eye-Tracking in Leitwarten ein Resümee

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1 3. KFT Report - Wissenschaft vor Ort 2015 Eye-Tracking in Leitwarten ein Resümee Roberto Kockrow Lehrgebiet Arbeitswissenschaft/ Arbeitspsychologie Fakultät 3: Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen Brandenburgische Technische Universität (BTU) Cottbus Senftenberg

2 Ausgangslage Blickerfassungsstudien in mehreren Leitwarten der regionalen Kraftwerken (Phase I bis III) software-ergonomische Analyse verschiedener Prozessleitsysteme Benutzungsgewohnheiten und -charakteristiken (aus Blickverhalten) Auswirkungen der Visualisierungsmittelmenge Entwicklung eines Methodenmix für systemischen Bewertungsansatz unter Verwendung von Eye Tracking KSP Block KSP V/E QZ Simulator 8 Jän Block Y1 Jän Block Y2 Jän Block Y Jän Wasserwarte 5 Box Werk III N/P 10 Box Block Q 4 Box Block R 2 Box REA 10 QZ Simulator 8 KSP Block 4 S = 108 Probanden an 18 Leitständen + Simulator Phase 1 Phase 2 Phase 3 2

3 Spannungsfeld Operatortätigkeit physiologisch und kognitiv bedingte Grenzen der menschlichen Wahrnehmung Informationen beschaffen Identifizieren Entscheiden Handeln (information elaboration) (identification) (decision making) (action) Aufgaben des Operators (nach Riera & Debernard 2003) Bedien- und Beobachtungsanforderungen an komplex visualisierten Arbeitsplätzen Langzeitgedächtnis d = unendlich m = unendlich k = semantisch Visueller Speicher d = 200 [ ] ms m = 17 [7-17] Buchstaben k = physikalisch Arbeitsspeicher Auditiver Speicher d = 1500 [ ] ms m = 5 [4,4-6,2] Buchstaben k = physikalisch d (1 chunk) d (3 chunk) m m* = 7 [5-9] chunks d = 7 [5-226] s = 3 [2,5-4,1] chunks = 73 [73-226] s * Kapazität mit Unterstützung des LZG = 7 [5-34] s k = akustisch oder visuell t d m k = Zykluszeit = Verfallszeit = Kapazität = Kodierung Perzeptiver Prozessor t = 100 [50-200] ms Kognitiver Prozessor t = 70 [25-170] ms Motorischer Prozessor t = 100 [50-200] ms 3

4 Bewertungsergebnisse Softwareanalyse bei Prozessleitsystemen verschiedener Hersteller alle Systeme erfüllten grundlegende Anforderungen an die ergonomische Gestaltung positive Einschätzung durch Operatoren 4

5 Teleperm XP ProControl Mauell (Box REA) ABB Symphony Motivation Theorie Ergebnisse Ableitungen Bewertungsergebnisse Kriterium Klarheit (schnelle und genaue Informationsvermittlung) Unterscheidbarkeit (angezeigte Informationen können unterschieden werden) Kompaktheit (nur Informationen, die für die Aufgabenerfüllung relevant sind) Konsistenz (in der Anwendung werden gleichartige Informationen gleichartig dargestellt) Erkennbarkeit (Aufmerksamkeit wird auf die benötigten Informationen gelenkt) Lesbarkeit (leicht lesbare Informationsdarstellung) Verständlichkeit (eindeutige Erkennbarkeit/ Interpretierbarkeit der Informationen) 5

6 Nachteile Vorteile Motivation Theorie Ergebnisse Ableitungen Spezifika der analysierten Prozessleitsysteme Jedes System ließ spezifische Vor- und Nachteile erkennen Teleperm XP ABB ProControl ABB Symphonie Mauell REA + Konsistenz bez. Bildschirmaufteilung, Bedien- und Funktionsprinzipien, Informationscodierung und Visualisierungen + Darstellungen von Systemkomponenten, Medienflüssen und Prozessen hierarchisch, logisch strukturiert und abstrahiert + Funktionspläne + hohe Konsistenz + gute Detailerkennbarkeit + Split-Screen-Technik + Individualisierbarkeit + symbolhafte Visualisierung + Darstellungsdetails und -größe - Ressourcenengpässe führen zum Einfrieren der Oberfläche bis hin zu zeitlich verzögerten Rückmeldungen beim Bildaufbau oder bei Zustandsveränderungen (Stand 2013) - Organisation der Meldeliste - Selbstbeschreibungsfähigkeit - teils überfrachtete Bilder - Negativdarstellung - Zeichengrößen Split- Screen - Logik der Farbcodierung - Bildpolaritäten (BW/M) 6

7 Nachweis der Visuellen Komfortzone schematische Darstellung untersuchter Operatorarbeitsplätze mit relevaten Blickkennwerten 7

8 Nachweis der Visuellen Komfortzone Simulatorstudie bei besonderen Betriebszuständen Anfahrprozess mit unverhersehbarem Störereignis Auflösung der Visuellen Komfortzone nach Eintreten des Ereignisses 8

9 Nachweis der Visuellen Komfortzone Datenauswertung zeigte, dass sowohl Umschaltungen als auch Bedieneingaben auf operatornahen DVM (a-dvm) bevorzugt durchgeführt wurden statistisch signifikanter Zusammenhang nachweisbar Schnellanalyse der Visuellen Komfortzone 9

10 Nachweis der Visuellen Komfortzone Hauptaktivitätsbereich auf allen Untersuchungsebenen erkennbar Die Visuelle Komfortzone ist ein individuell gewählter Hauptaktionsbereich von Operatoren an dynamischen Leitständen mit hohem Automatisierungsgrad, welcher durch erhöhte Blickbelegung charakterisiert ist und für Bedien- bzw. Beobachtungshandlungen im bestimmungsgemäßen Normalbetrieb einer prozesstechnischen Anlage bevorzugt genutzt wird. (Kockrow 2014, S.146) Notwendige Voraussetzungen: 1) hoher Automatisierungsgrad 2) Individualisierbarkeit der Anzeigen 3) Freiheitsgrade bei der Arbeitsgestaltung 10

11 Ableitungen für die Arbeitsplatzgestaltung Befunde belegen visuelle Komfortzone an allen Arbeitsplätzen Empfehlung: bedarfsgerechte Visualisierung für Operatorarbeitsplätze Normalbetrieb: vier Monitore + (max.) vier Bildwandsegmente (vgl. DIN EN ISO ) zuschaltbare DVM für besondere Betriebszustände Maximalkonfiguration von sechs Monitoren und sechs Bildwandsegmenten ausreichend und empfohlen optimale Unterstützung des Operators unter Berücksichtigung von Prozesserfordernissen und Wahrnehmungseigenschaften 11

12 Effekte bedarfsgerechter Visualisierung Bestimmungsgemäßer Normalbetrieb Besondere Betriebszustände - Umschalthäufigkeit begünstigen - Operator aktiv am Prozess gebunden - Situation Awareness unterstützen - Ironien der Automatisierung abmildern X - unnötige Belastung des Kurzzeitgedächtnis - Informationen für Aufgabenbewältigung nicht präsent X - ggf. Beanspruchung durch unnötige Informationsmengen (kognitive Filterung) - möglicherweise unnötige Wartungs- und Betriebskosten - kognitive Entlastung durch breite Informationsverfügbarkeit - Erweiterung der DVM-Ausstattung kann psych. Beanspruchung reduzieren 12

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Brandenburgische Technische Universität Cottbus - Senftenberg Fakultät 3: Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen Institut für Produktionsforschung Lehrgebiet Arbeitswissenschaft/ Arbeitspsychologie Konrad-Wachsmann-Allee Cottbus Quelle: BTU-Medienzentrum Ralf Schuster Ansprechpartner: Dr.-Ing. Roberto Kockrow Telefon : (0355) kockrow@tu-cottbus.de Web : 13