Operatörer och användargränssnitt vid processtyrning

Transkript

1 Operatörer och användargränssnitt vid processtyrning Analyser av strategier och domänspecifik kunskap Uppsala 2003 Anders Jansson

2 Formativa analyser En struktur för hur man genomför en formativ analys. Den innehåller fyra moment 1. Identifiera konceptuella skillnader 2. Utveckla en uppsättning metoder, en för varje konceptuell nivå 3. Modellera de inneboende villkoren 4. Gå från analys till design

3 Konceptuella nivåer Det första momentet i den formativa analysen av sociotekniska system identifierar fem olika nivåer av konceptuella skillnader Arbetsdomänens utformning Styr- och regleruppgifter Strategier hos operatörerna Arbetsorganisation och team-arbete Allmänmänskliga egenskaper och domän-specifika kunskaper hos operatörerna

4 Arbetsdomäner: Exempel Kärnkraft: Forsmark 1 Tågtrafikledning: TLC + Banområde Tågtrafik: Tåget + Linjen Papperstillverkning: PM 5 i Korsnäs Pappersmassa: Blekningen Flygledning: FLC + Luftrum Brännskadevård: Patienter + Avd. (inkl. medicinsk-teknisk utr.)

5 Modellverktyget AH-DH 1 Abstraktions-hierarki (AH) Fem nivåer av målmedel förhållanden Från övergripande syfte till fysisk form Från funktionella till fysiska egenskaper Sönderdelningshierarki (DH) Fem nivåer, från helhet till delar Från hela systemet till minsta komponent

6 AH i processövervakning Funktionellt syfte Syftet bakom systemets utformning Abstrakt funktion Processens (avsedda) kausala struktur, t.ex massa, energi, värdeflöden, information Generella funktioner Huvudfunktioner som ska uppnås Fysiska funktioner Egenskaper hos komponenter och kopplingar Fysisk form Utseende och form hos komponenter och kopplingar

7 AH-DH för Duress II DH System Hela Duress II Delsystem för Lagring Uppvärmning Transport Komponenter som Pumpar Ventiler Värmepannor Reservoarer AH Funktionellt syfte Vattentillgång Exakt temperatur Abstrakt funktion Massa, energi för att hålla balans i system Generella funktioner Flöde, lagring av värme och vatten Fysiska funktioner Inställningsvärden hos pumpar, ventiler Fysisk form Egenskaper i form av konfiguration, placering mm.

8 Domänanalys via AH-DH 1. Avgränsa arbetsdomänen 2. Använd matrisdiagram för AH-DH som översikt 3. Börja med DH. Beskriv systemet i helhet och delar 4. Verifiera DH med frågor om nivåernas relationer 5. Utveckla AH, börja med högsta och lägsta nivåerna, fyll på i mitten, blanda ej ihop med DH 6. Kom ihåg skillnaden mellan struktur och handling 7. Alla noder ska ha samma språk på en viss AH-nivå 8. Utvärdera alla noder i hela AH med relationsfrågor 9. Se till att det bara finns helhet-delar och mål-medel relationer i AH-DH, och att de inte blandas 10. Håll isär vad rörelser i AH-DH schemat betyder 11. Förbered dig på en iterativ process 12. Jämför med andra AH-DH analyser

9 Styruppgifter: Exempel Tågtrafikledning: Hantera konflikt Tågtrafik: Infart till plattform Papperstillverkning: Uppstart efter avbrott Flygledning: Varje flygplans planerade infart Brännskadevård: Nya prover varannan timme Kontorsarbete: Registrera ny kund

10 Uppgiftsanalyser Arbetsdomänens utformning, i form av begränsningar och villkor, är en viktig utgångspunkt Arbetsdomänanalyser räcker dock ej för att identifiera vad som måste göras för att styrningen ska anses vara effektiv och kvalificerad Nästa konceptuella nivå är därför uppgiftsanalyser

11 Beslutsstegen Rasmussens beslutsstege är ett modellverktyg för att analysera uppgiftsanalyser Beslutsstegen identifierar vilka olika typer av handlingar som måste utföras i olika lägen Beslutsstegen innebär identifiering av flexibla arbetssätt Beslutsstegen är också väl anpassad till kända kognitiva nivåer hos människan

12 Analysernas ordning Ekologiska Arbetsdomänens utformning Styr- och regleruppgifter Strategier Organisationsaspekter Operatörens egenskaper Kognitiva

13 Konsekvenser för design Arbetsdomänanalyser Sensorer, modeller och databaser Analyser av styruppgifter Procedurer, automatiseringsnivå Analyser av strategier Dialoger, processgränssnitt, processgrafik Organisationsanalyser Roller och ansvar, kommunikationsflöden Operatörens egenskaper Urval, träning, viss gränssnittsdesign

14 Tågtrafik Strategier: Exempel Vid infart till plattform kan man urskilja vilket beteende som är mest effektivt. Några alternativ (beroende av väder): Bromsa tidigt och mjukt, tappa fart, men landa mjukt vid plattform Bromsa sent och hårdare, vinner tid, men stannar med ett ryck Pröva tidigt och hårt för att kontrollera bromsverkan, släpp efter om OK

15 Verktyg för strategier? 9 0 Pre-indicator Main indicator

16 Verktyg för strategier!

17 Strategier 1 AH-DH används för att göra informationsanvändningsanalyser inom en viss arbetsdomän (objektet) Beslutsstegen används för att göra uppgiftsanalyser av styruppgifter, dvs. vad som ska göras inom domänen Motsvarande verktyg för att göra analyser av operatörernas strategier (dvs. hur styrningen ska ske) är kartor över informationsflöden

18 Strategier 2 En viktig insikt från studier av hur operatörer arbetar visar att de använder olika strategier beroende på hur hög arbetsbelastning de har Kartor för informationsflöden används för att identifiera olika typer av diagnostiska sökstrategier hos operatörerna

19 Topografisk sökning Sökstrategier 1 Använder en idealiserad process-representation för att generera olika typer av felsökningsalternativ Baseras på modeller om normal funktion samt den fysiska processen

20 Symtomatisk sökning Sökstrategier 2 Utgår från informationsinnehållet i olika observationsrapporter Det finns tre olika varianter av symtomatisk sökning Mönsterigenkänning Beslutstabeller Hypotes-och-test

21 Sökstrategier 3 Strategier är oberoende av aktören Design som stödjer operatören bör utgå från: Att operatörerna genererar spontana strategier från fall till fall Att underlätta resurskrävande strategier Att underlätta användningen av adaptiva strategier som annars inte används Att operatören ska ha kontroll på läget Att operatören ska kunna växla mellan olika strategier i olika lägen

22 Slutsatser kap. 9 Kartor över informationsflöden är inte beskrivningar av kognitiva aktiviteter utan idealiserade kategorier av uppgiftsprocedurer Informationsflödeskartor baseras på kontextspecifikt innehåll

23 Operatörens egenskaper Operatörens egenskaper kan delas in i två delar Allmänmänskliga egenskaper i form av förmågor och begränsningar T.ex. att arbetsminnesbegränsningar påverkar all kontorsarbete negativt Domänspecifik kunskap och kompetens i form av expertis inom ett område T.ex. att lokförare måste ha linjekännedom för att kunna stanna vid en plattform

24 Operatörens förmågor Allmänmänskliga drag Modelleras med hjälp av modeller inom kognitiv psykologi Domänspecifik kunskap Modelleras med hjälp av en treskiktstaxonomi (SRK) Skills Rules Knowledge

25 SRK: Kunskapsnivån Problemrymden representeras hos operatören mha. mentala modeller Helhet-delar Mål-medel Kausala relationer Processregler i form av: Tumregler Modellutveckling Transformering av modeller Matchning mellan abstraktionsnivåer Tankeexperiment

26 SRK: Regelnivån Problemrymden representeras hos operatören mha. implicita regler Regler i form av matchning mellan intryck och handlingar Handling-respons modeller (implicita) Processregler i form av: Situationsbaserade regler Handlingar riktade mot fysiska eller symboliska objekt i arbetsmiljön

27 SRK: Skicklighetsnivån Problemrymden representeras hos operatören mha. interna dynamiska modeller om omgivningen Närmiljöns och den egna kroppens beteende Processregler i form av: Ej relevant, här kontrolleras beteendet inte av några regler, utan av naturens egna lagar, t.ex. fluktuationer i nervsystemet

28 SRK: Nivåer av signaler Kunskapsnivån Symboler utgör grunden för kunskapsbaserat beteende Regelnivån Tecken och signaler leder till regelbaserat beteende som t.ex. igenkänning Skicklighetsnivån Sinnesintryck leder till automatiserade handlingar

29 SRK: Stödjer experter Fördelen med SRK-modellen är att den ger möjlighet att utforma dialoger och processgrafik utifrån den vane operatörens synsätt och behov Detta är särskilt viktigt i miljöer där domänspecifik kunskap är en av förutsättningarna för att den slutliga designen ska bli bra

30 Operatörens egen design Det är mer regel än undantag att operatörer ändrar och anpassar delar av system för att det ska fungera väl Vissa förändringar blir permanenta (vilket indikerar att det är fel i designen från början) Andra förändringar görs bara tillfälligt (t.ex. användning av larm)

31 Ökad systemförståelse! Om vi vill skapa verktyg som kan användas vid oväntade/ovanliga situationer så är operatörens systemförståelse en kritisk faktor De analyser som Vicente föreslår att man ska använda syftar till att öka systemutvecklarens kunskaper om hur viktig denna systemförståelse är