2D vs 3D? Nya gränssnitt för processindustrins kontrollrum En pilotstudie Produkt- och produktionsutveckling Chalmers tekniska högskola MariAnne Karlsson 1
2
3
4
Bakgrund Processindustrins kontrollrum är komplexa miljöer Ny teknik erbjuder nya möjligheter 3D gränssnitt och 3D visualisering anses förbättra/underlätta/effektivisera interaktionen mellan operatör och system Begränsad kunskap finns om 3D i kontrollrumsmiljöer generellt och processindustri specifikt 5
Mål och mening Sammanställa befintlig generell kunskap om 3D gränssnitt/ 3D visualisering Kartlägga upplevda problem med dagens operatörsgränssnitt Vilka problem skulle 3D kunna lösa? Undersöka operatörers inställning till och acceptans av 3D Sammanställa tentativa krav på utformning av 3D gränssnitt/visualisering för processindustrins kontrollrum Som stöd för fortsatt arbete med 3D Som underlag för fördjupande studier/experiment 6
Genomförande Litteraturstudier Observationer av kontrollrumsarbete och intervjuer med operatörer på processindustrier (värmekraftverk) För att identifiera problem med dagens gränssnitt För att identifiera operatörernas inställning till 3D Workshop För att identifiera typuppgifter /use cases / scenarier Intervjuer med systemleverantörer För att få en bild av utvecklarnas åsikter och erfarenheter 7
Resultat Typuppgifter Övervaka processen Dagens gränssnitt 2D och i några fall 2 1/2D Många skärmbilder att beakta Olika utformningsprinciper i olika delsystem (map färgkoder, symboler, etc.), brister map konsekvens Tar tid att lära förstå helheten Behov av att kunna avläsa på/av, specifika värden, trender etc. 8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Resultat Typuppgifter Övervaka processen Optimera processen Operatörens mentala modell, förståelse för samband mellan olika faktorer, är central Trendbilder viktiga som stöd 21
22
23
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 24
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Volym Fuktighet Temperatur 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 25
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 A B C 26
Resultat Typuppgifter Övervaka processen Optimera processen Identifiera och åtgärda fel Många larm, larmlistor med kodbeteckningar 27
Indikation/larm 28
29
30
31
Resultat Typuppgifter Övervaka processen Optimera processen Identifiera och åtgärda fel Underhålla processen Underlätta tolkning av data, framför allt integrering av data Prediktioner Simulering 32
33
34
35
Slutsatser Existerande kunskap om 3-D gränssnitt och 3-D visualisering avser främst inlärning och träning Kunskap saknas om 3D:s möjligheter för processindustrins specifika kontext: övervakningsuppgifter, optimering av processer etc. Inga generella för- respektive nackdelar med 3-D gränssnitt och 3-D visualisering. För- och nackdelar är kontextuella, uppgiftsspecifika 36
Slutsatser Orientering i 3D-miljöer mer komplex än orientering i 2D vilket kan innebära längre tid för inlärning och utveckling av expertis 3D-miljön ger (ännu inte) samma ledtrådar som en verklig, fysisk miljö ger Mix mellan 2D, 2 1/2D och 3D??? 3D ställer krav på andra interaktionsverktyg än 2D respektive 2 1/2D Menyer etc. måste vara anpassade för den 3-dimensionella miljön 37
Slutsatser 3D resulterar i mer information. Om 3D skall användas skall 3Ds ökade informationsinnehåll ha en funktion, innebära en fördel jfr. med 2D respektive 2 1/2D. Den information som en 3D representation kan ge, jfr med en 2D är den tredje dimensionen. Den information som en 3D representation kan ge, jfr med en 2 1/2D är den tredje dimensionen med möjlighet att zooma in/ut, se objektet ur olika perspektiv, etc. 38
Slutsatser När är 3D en fördel (jfr med 2D respektive 2 1/2D)? Indikationer: Övervakning 3D har potentiella nackdelar i form av brus Optimering 3D kan ha fördelar, viss information kräver dock fler sensorer, information i realtid och därmed större systemkapacitet Felsökning och åtgärd 3D kan ge fördelar men mycket kan åstadkommas inom ramen för nuvarande 2D respektive 2 1/2D lösningar Underhålla process 3D kan ge fördelar men mycket kan åstadkommas inom ramen för nuvarande 2D respektive 2 1/2D lösningar 39
Slutsatser Införandet av 3D bör ske med försiktighet. Mycket arbete kvarstår innan kompletta guidelines kan presenteras. Lösningar måste utvärderas i så realistiska användningssituationer som möjligt. 40