Användarvänligt i framtidens kontrollrum

Industrins kontrollrum består ofta av en vägg av lysande och blinkande skärmar som visar olika delar i processen. Veronika Domova har i sin doktorsavhandling sökt efter en smartare kontrollrumsdesign, bättre anpassad till våra mänskliga förmågor.

I den pågående fjärde industriella revolutionen installeras mängder av sensorer, varningssystem och nätverk som ska göra industriproduktionen än mer kostnads- och tidseffektiv, samtidigt som den också ska bli säkrare. Smarta system övervakar och styr olika delar av de industriella processerna och i kontrollrummen sitter övervakningsskärmarna tätt. Automationen och digitaliseringen går snabbt. Något som dock inte förändras lika snabbt är vår mänskliga förmåga att uppfatta och prioritera all den information som sköljer över oss - med eller utan krav på åtgärder.
Veronika DomovaVeronika Domova
– Kontrollrummen är uppbyggda efter samma logik som då det faktiskt gick att överblicka en hel industriprocess, konstaterar Veronika Domova, industridoktorand vid avdelningen Medie- och informationsteknik, WASP-doktorand med industriell förankring på ABB i Västerås.

Samtidigt påpekar hon att det är ett stort gap mellan den teknik som finns ute på marknaden och de möjligheter till interaktion som finns i industrins kontrollrum.
– Smutsiga kontrollrum med gammalmodig teknik skrämmer bort den yngre generationen. Det är en myt att människor inte kommer att behövas i industrin i framtiden. Människan kommer att behöva orkestrera automationen och för det krävs djup kompetens, säger hon.

Zoner i kontrollrummet

En idé hon för fram i sin avhandling, och har fog för i sin forskning, är att dela in kontrollrummet i olika zoner, i ett försök att göra det möjligt för operatören att hämta en kopp kaffe där de idag är hårt bundna till sin arbetsplats.
I de olika zonerna kan operatören interagera med systemet på olika vis och får informationen presenterad efter avstånd. Närzonen vid kontrollerna: här är det mus och tangentbord som gäller men också handsfree-lösningar som ögonstyrning, taligenkänning och gester.
I nästa zon, några meter från kontrollerna, kan operatören styra med gester och presentationerna på skärmarna blir större för att vara avläsbara på håll.
Den tredje zonen aktiveras när operatören är längre ifrån eller i ett annat rum. Här syns bara den allra viktigaste informationen och ljud- och ljussignaler berättar om något är på gång, grönt - allt ok, gult - varning, rött - kräver åtgärd.
– Jag fick mycket positiv feedback på det här konceptet av ett 60-tal personer på en mässa. Det är en elegant lösning som är tekniskt möjlig att genomföra. Tekniken finns och fungerar, säger hon.

Hon har också funderat mycket på att ta in känselintryck, med en mus som vibrerar för att markera hastighet, som blåser varmluft om värmen stiger i processen osv.
– Men jag har kommit fram till att det finns bättre och säkrare lösningar att skapa en koppling mellan operatören och själva processen. En metod som vi har sett fungera är att använda visualiseringar; att använda färg, form och rörelse istället för långa rader av siffror på skärmarna.

Hon har ett par konkreta exempel i avhandlingen som handlar om leverans av fjärrvärme, bland annat:

Den animerade pipelinenEtt exempel på animerad pipeline: Röda och blå rör symboliserar hett respektive kallt vatten. Formen på en kurva representerar konsumtionsnivån, mängden levererad energi. Färgförhållandet visar balansen mellan den levererade och den förbrukade energin. Animering av kurvorna förstärker effekten av vattnet som pumpas. Bakgrunden visar väderförhållandena: ju kallare i området, desto blåare bakgrund.

Flytta uppmärksamheten

Hon har också undersökt olika metoder att flytta operatörens intresse mot den skärm som kräver uppmärksamhet. En metod är att ta bort skärpan på alla skärmar utom den som larmat, och visuellt peka ut riktningen, till exempel med en pil riktad mot larmet. Det tvingar operatören att omedelbart byta fokus. En annan metod är att mörka ner skärmar nära den larmande och ljusa upp den del som kräver uppmärksamhet. Operatören ska då upptäcka ljusskiftningen med sitt indirekta seende.
– Operatörerna ogillade den första metoden eftersom de då blev avbrutna i det de höll på med och förlorade kontrollen över det. De föredrog den andra metoden som gav dem större känsla av att ha kontroll. Men det här är ett område där jag skulle vilja fördjupa mig mer, hur man med hjälp av visualisering och olika signaler kan styra människors uppmärksamhet åt ett visst håll, innan läget blir akut, säger hon.

Veronika DomovaVeronika Domova spikar sin avhandling.Hennes doktorsavhandling består av inte mindre än tio vetenskapliga artiklar, där ämnena till synes spretar, men som alla siktar mot att besvara samma frågor: hur ska ett kontrollrum designas för att övervakning och styrning ska bli effektiv, säker och anpassad till människans kognitiva förmågor? Och hur ska kopplingen då se ut mellan den fysiska processen och kontrollerna?

– Eftersom jag har min bakgrund och förankring i industrin handlar detta inte om forskningsvisioner långt in i framtiden utan idéer som skulle gå att genomföra i praktiken, säger hon.

WASP-forskning

Ett exempel på ett tillämpat arbete i avhandlingen är en artikel om hur gränssnitten mot användaren kan förbättras i de sök- och räddningssystem för sjöräddning som testas inom WASP:s arena WARA public safety, där autonoma båtar och drönare, samarbetar med varandra och med människor för att lösa en sjöräddningsuppgift. (WASP, Wallenberg AI Autonomous Systems and Software Program.)

– De olika koncept jag föreslår i avhandlingen kan förbättra situationen i dagens kontrollrum. Men allt eftersom komplexiteten i de industriella systemen ökar och därmed också mängderna data som levereras så kommer det i framtiden att behövas en helt ny generation av verktyg och metoder, säger hon.


Designing visualization and interaction for industrial control rooms of the future, Veronika Domova, avdelningen medie- och informationsteknik, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Linköpings universitet, Campus Norrköping 2020.
Huvudhandledare Professor Jonas Löwgren

Veronika Domova försvarade sin avhandling den 21 augusti 2020:

 

KontaktVisa/dölj innehåll

Relaterat innehållVisa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiUVisa/dölj innehåll