Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4245
Main Title: Entwicklung und Evaluation des Konzepts der multimodal-handlungsspezifischen Warnungen am Beispiel von Warnhandschuh und Warnmanschette zur Nutzerunterstützung bei Wartungstätigkeiten im industriellen Kontext
Translated Title: Development and evaluation of the concept of multimodal action-specific warnings by the example of warning glove and warning cuff as means of user support during maintenance work in industrial applications
Author(s): Schmuntzsch, Ulrike
Advisor(s): Rötting, Matthias
Referee(s): Rötting, Matthias
Windel, Armin
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung und Evaluation des Konzepts der multimodal-handlungsspezifischen Warnungen am Beispiel von Warnhandschuh und Warnmanschette zur Nutzerunterstützung bei Wartungsvorgängen im industriellen Kontext. Diese Arbeitsprozesse gelten als besonders anfällig für fertigkeits- und regelbasierte Fehler, bei denen das korrekte Wissen lediglich schnell und zielgerichtet aktiviert werden müsste. Konventionelle Warnsysteme, die direkt in die jeweilige Maschine integriert sind, scheinen genau in diesem Punkt ein Defizit in der Fehlervermeidung aufzuweisen. Als Lösungsansatz wird in dieser Arbeit das auf Basis von menschlicher Wahrnehmung und Informationsverarbeitung sowie Handlungsbeeinflussung und Fehlervermeidung abgeleitete Konzept der multimodal-handlungsspezifischen Warnungen vorgestellt. Hierbei werden zwei kritische Aspekte konventioneller Warnsysteme adressiert: Einerseits wird die Einbeziehung der taktilen Modalität als zusätzliche Komponente von Multimodalität neben den visuellen und akustischen Modalitäten empfohlen. Andererseits wird die Herstellung einer räumlichen Nähe zwischen Fehlhandlung und Ort der Warnung angeregt, wodurch die bei konventionellen Warnsystemen ebenfalls fehlende Handlungsspezifität erzeugt werden kann. In Anlehnung an die neue Technologierichtung der wearables wurde das Konzept zunächst prototypisch als Warnhandschuh umgesetzt und dann mittels dreier Nutzerstudien zur Warnmanschette weiterentwickelt. Beide Systeme können jeweils visuelle, akustische und/oder taktile Warnungen abgeben. In Studie I mit 42 Personen wurde der Warnhandschuh zuerst gegen ein konventionelles Warnsystem getestet. In einem simulierten „Spindelwechsel“ zeigten sich beim Warnhandschuh schnellere Reaktionen und eine potentielle Eignung als Unterstützung für industrielle Wartungsarbeiten. In Studie II wurden in Paarbefragungen mit 10 Personen konkrete Änderungen an Material und Design des Prototyps exploriert. In Studie III mit 18 Personen wurde die neu entwickelte Warnmanschette gegen den Warnhandschuh erneut in einem simulierten „Spindelwechsel“ getestet. Bei der Manschette zeigten sich ein verbessertes Nutzererleben und die mögliche Eignung als multimodal-handlungsspezifisches Warnsystem. Zusammenfassend weisen die drei Studien darauf hin, dass das Konzept der multimodal-handlungsspezifischen Warnungen und dessen prototypische Umsetzung in Form von Warnhandschuh und Warnmanschette als Nutzerunterstützung für Wartungsarbeiten im industriellen Kontext potentiell geeignet sein könnte, um die geschilderten Probleme konventioneller Warnsysteme zu reduzieren.
This doctoral thesis is about the development and evaluation of the concept of multimodal action-specific warnings by the example of warning glove and warning cuff as means of user support during maintenance work in industrial applications. Maintenance processes are classified as especially vulnerable to skill-based as well as rule-based errors. In those cases, the correct knowledge needs to be activated quickly and purposefully. Herein, conventional warning systems, which are directly integrated in a machine, show a deficit regarding error prevention. This thesis proposes the concept of multimodal action-specific warnings, which are based on theory and research about human perception and information processing as well as behavioral modification and error prevention. Two critical aspects of conventional warning systems are addressed: First, it is suggested to integrate the tactile modality as additional component of multimodality beside visual and auditory modalities. Second, it is recommended to establish a close spatial proximity between the human error and the location of a warning in order to create action-specifity which lacks in conventional warning systems. Following the new technology of wearables, the concept was first prototypically implemented in a warning glove and then refined to a warning cuff with the help of three user studies. Both systems are able to provide visual, auditory and/or tactile warnings. Study I, conducted with 42 participants, tested the warning glove against a conventional warning system. Using a simulated spindle exchange task, quicker reactions and a potential appropriateness for industrial maintenance work were demonstrated for the warning glove. Study II served to explore possible modifications regarding material and design of the prototype. To this end, joint interviews with 10 participants were conducted. Study III, conducted with 18 participants, tested the newly developed warning cuff against the warning glove using the simulated spindle exchange task. The warning cuff turned out to provide a better user experience and to be appropriate as multimodal action-specific warning system. Altogether, the three user studies indicate that the concept of multimodal action-specific warnings and its prototypical implementations as warning glove and warning cuff might be appropriate means of user support during maintenance work in industrial applications in order to reduce the deficits of conventional warning systems.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-58704
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4542
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4245
Exam Date: 31-Oct-2014
Issue Date: 25-Nov-2014
Date Available: 25-Nov-2014
DDC Class: 158 Angewandte Psychologie
600 Technik, Technologie
Subject(s): Multimodale Warnungen
wearable technology
Wartungsfehler
Nutzerunterstützung
Warnhandschuh
industrielle Anlagen
Multimodal warnings
wearable technology
maintenance errors
user support
warning glove
industrial applications
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Institut für Psychologie und Arbeitswissenschaft » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
schmuntzsch_ulrike.pdf2.87 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
schmuntzsch_ulrike_anhang.zip2.9 MBZIP ArchiveView/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.