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Analyse und Anwendung eines menschzentrierten Gestaltungsprozesses zur Entwicklung von Human-Machine-Interfaces im Arbeitskontext am Beispiel Flugsicherung

König, Christina :
Analyse und Anwendung eines menschzentrierten Gestaltungsprozesses zur Entwicklung von Human-Machine-Interfaces im Arbeitskontext am Beispiel Flugsicherung.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2012)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Analyse und Anwendung eines menschzentrierten Gestaltungsprozesses zur Entwicklung von Human-Machine-Interfaces im Arbeitskontext am Beispiel Flugsicherung
Language: German
Abstract:

Bei der Entwicklung von Human-Machine-Interfaces (HMI) im Arbeitskontext sind vielfältige Aspekte zu berücksichtigen. Das gilt insbesondere für Anwendungen im Bereich Flugsicherung, an die hohe Anforderungen bezüglich Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit gestellt werden, um das komplexe Arbeitssystem nicht durch eine ungeeignete Gestaltung zusätzlich zu belasten. Dabei sind unterschiedliche Vorgehensweisen möglich, welche jedoch häufig technikzentriert sind und sich stärker an den technischen Möglichkeiten als an den zu erfüllenden Arbeitsaufgaben der Anwender orientieren. Auch führt u. a. die hohe Komplexität und Spezifität des Nutzungskontexts dazu, dass Anforderungen und Bewertungskriterien für die Gestaltung und Funktionalität des Produkts schwierig zu definieren sind bzw. sich über den Projektverlauf verändern können, und dass vom Entwicklungsteam eine hohe Expertise in der jeweiligen Domäne gefordert wird. Eine Alternative bietet der menschzentrierte Gestaltungsprozess nach DIN EN ISO 9241-210, welcher einen iterativen, interdisziplinären Entwicklungsprozess für HMI unter Einbindung der zukünftigen Anwender des interaktiven Systems beschreibt. Insbesondere in hoch komplexen Nutzungskontexten hilft dieses Vorgehen, zu Beginn unklare Anforderungen immer weiter zu präzisieren und ein gebrauchstaugliches Produkt zu entwickeln, das den Nutzer tatsächlich bei seiner Arbeit unterstützt, anstatt ihm zusätzliche Aufmerksamkeit abzuverlangen.

Mit der Entwicklung von HMI für Arbeitsplätze in der Flugsicherung beschäftigt sich diese Dissertation. Sie untersucht, wie ein iterativer, partizipativer Entwicklungsprozess begleitet, organisiert, koordiniert und dokumentiert werden kann, um ein gebrauchstaugliches Produkt für den Einsatz in einer komplexen Arbeitsumgebung zu erhalten. Zu Beginn werden allgemeine Vorgehensmodelle zur Entwicklung von HMI sowie aktuelle nutzerfokussierte Ansätze beschrieben, mit besonderer Berücksichtigung des Arbeitskontexts sowie Möglichkeiten zur Partizipation der Nutzer. Anschließend werden die in DIN EN ISO 9241-210 genannten Aktivitäten analysiert, auf ihre Anwendbarkeit im Flugsicherungskontext überprüft und mögliche Anpassungen von Vorgehen und Inhalt beschrieben. In einem dritten Schritt erfolgt eine exemplarische Überprüfung der Anwendbarkeit anhand empirischer Daten in Form von drei Fallstudien, welche jeweils unterschiedliche Ausschnitte des menschzentrierten Gestaltungsprozesses beschreiben. In der ersten Fallstudie werden alle Aktivitäten ein Mal vollständig durchlaufen und anschließend mehrfach iteriert bis zum finalen Gestaltungsentwurf eines Planungstools für Tower-Fluglotsen. Die zweite Fallstudie beschreibt die Entwicklung der Gestaltungsentwürfe und -komponenten über mehrere Iterationen innerhalb eines Projekts zur integrativen Darstellung von An- und Abflügen am Tower Frankfurt. Die Fallstudie beinhaltet das Vorgehen in einer einzelnen Aktivität sowie Erkenntnisse aus ihrer Durchführung im Kontext Flugsicherung. Am Beispiel einer konkreten Evaluationsphase werden mögliche Vorgehensweisen und Methoden zur Evaluation eines Gestaltungsentwurfs beschrieben. Dabei wird auf die besonderen Bedingungen bei einer Evaluation im Kontext Flugsicherung eingegangen.

Basierend auf den Erfahrungen aus diesen Fallstudien wird das elaborative Wendeltreppen-Vorgehensmodell abgeleitet, welches die einzelnen Aktivitäten des menschzentrierten Gestaltungsprozesses in ihrem zeitlichen Verlauf grafisch abbildet. Es ermöglicht die Darstellung und zeitliche Einordnung des erworbenen Wissens über Nutzungskontext und -anforderungen, der bisherigen Gestaltungsansätze und des aktuellen Gestaltungsentwurfs sowie der Methoden und Ergebnisse von durchgeführten Evaluationen. Damit unterstützt das elaborative Wendeltreppen-Vorgehensmodell durch die Strukturierung, Visualisierung und Dokumentation des menschzentrierten Vorgehens die Entwicklung von HMI im Allgemeinen sowie im Kontext Flugsicherung und trägt zur Gebrauchstauglichkeit der entwickelten HMI bei.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In the development of Human-Machine-Interfaces for work contextes various aspects has to be considered. That applies in particular to applications in the domain of air traffic control because of the high demand of safety and usability. Various processes can be applied, while most of them are focusing on technical issues instead of the users' tasks. Besides, the high complexity, specifity and dynamic of the context of use complicates the definition of requirements and evaluation criteria focusing on design and functionality of the product. This requires a profund expertise in various domains within the project team. The human-centred design process following DIN EN ISO 9241-210 describes an iterative, interdisciplinary design process for HMI with participation of the future users. In particular in a complex context of use this proceeding can help to specify initial requirements and to develop an HMI that definitively supports the user in his task instead of demanding additional attention. This dissertation analyses the development of HMI for work places in air traffic control, in particular the organisation, coordination and documentation of an iterative, participative design process aiming an usable product that can be used in a complex working environment. In the first step it describes general process models for the development of HMI as well as processes focusing on the work context and user participation. Then, the activities described in DIN EN ISO 9241-210 are analysed concerning its applicability in the air traffic control context and possible adaptions of procedure and content. The third step consists in an exemplary application in three case studies, each of them focusing on one detail of the human-centred design process. The first case study describes the development of a planning tool for tower air traffic controllers. It passes through all activities at least once and iterates until the final design. The second case study describes the evolution of design elements in several iterations within the development of a tool that integrates arrivals and departures for tower air traffic controllers. The third case study analyses the proceeding and the results in one concrete activity using the example of the evaluation of a design with different methods, specifying the particular needs in an air traffic control context. Based on the experiences of those case studies the elaborative spiral stair model is derived. It displays the human-centred design process activities graphically in a chronical sequence and permits the chronological representation of the aquired knowledge about context of use, user requirements, design solutions as well as evaluation methods and results. Thus, the elaborative spiral stair model supports the development of HMI in general and in the air traffic control context and enhances the usability of the product.English
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: Menschzentrierter Gestaltungsprozess, DIN EN ISO 9241-210, Interfacegestaltung, Human-Machine-Interface, Arbeitswissenschaft, Flugsicherung
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
human-centred design process, DIN EN ISO 9241-210, interface design, human-machine interface, ergonomics, air traffic controlEnglish
Classification DDC: 100 Philosophie und Psychologie > 150 Psychologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Ergonomics (IAD)
Date Deposited: 18 Dec 2012 09:49
Last Modified: 18 Dec 2012 09:49
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-32080
Referees: Bruder, Prof. Dr.- Ralph and Vogt, Prof. Dr. Joachim
Refereed: 7 August 2012
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3208
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