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Entwicklung eines Vorgehensmodells für die Evaluation der Fahrzeug-HMI in frühen Phasen der Entwicklung
Ein aktueller Trend in der Automobilindustrie ist die zunehmende Vernetzung interaktiver Systeme inner- und außerhalb des Fahrzeugs. Dies führt zu einem erhöhten Informationsfluss zwischen dem Fahrer, dem Fahrzeug sowie der Umwelt, was die Gefahr erhöht, dass sich der Fahrer von der eigentlichen Fahraufgabe ablenken lässt. Die Benutzungsschnittstelle, über die der Fahrer mit seinem Fahrzeug interagiert, sollte so gestaltet sein, dass die Ablenkung auf ein Minimum reduziert wird. In der Dissertation wird ein Vorgehensmodell vorgestellt, welches die Usability von Spezifikationen für Automotive-Informations- und -Kommunikationssysteme bereits zu Beginn der Entwicklung, in der sogenannten HMI-Konzeptphase, beurteilt. So werden spezifische Beurteilungskriterien extrahiert und ein strukturiertes Evaluations-Vorgehen wird definiert. Die Erkenntnisse leiten sich aus umfangreichen empirischen und analytischen Studien ab. Das Vorgehensmodell ist so entwickelt, dass sowohl Experten als auch methodisch unerfahrene Evaluatoren und Testleiter dieses anwenden können.A big trend in the automotive industry is the increasing interconnectedness of divergent systems both within and outside of the car. This results in an increased flow of information between the driver, the vehicle and the environment, which increases the risk of driver distraction. The driver can be distracted from the actual driving task. HMI has to be designed so that driver distraction is reduced to a minimum. There are some automotive HMI regulations, such as the NHTSA-Guidelines or DIN EN ISO 15005, which can be used to evaluate the usability and driver distraction of automotive interactive systems. On detailed analysis, however, the requirements of those guidelines and norms relate rather to interactive graphical prototypes or already implemented systems. In addition, in the automotive industry a product evaluation of HMI-Systems takes place only from the date of the HMI-Implementation-Phase. Within the HMI-Concept- and -Designphase there is no structured evaluation. At this very late stage, the elimination of identified HMIProblems is very costly and time consuming. A process model, which can determine the usability of specifications for automotive information- and communication-systems at the beginning of the development, in the so-called HMI-Concept-Phase, is presented. Specific evaluation criteria are extracted and a structured evaluation procedure will be defined. The results are derived from extensive empirical and analytic studies. The consideration of the evaluation object within the subsequent HMI-Design- and -Implementation-Phase will not take place since specific evaluation criteria for these phases have to be developed. The evaluation criteria from the HMI-Concept-Phase can not be used for HMI-Design and-Implementation-Phase. The evaluation process is defined so that experts as well as people without methodological knowledge can handle it.Ein aktueller Trend in der Automobil-Industrie ist die zunehmende Vernetzung interaktiver Systeme inner- und außerhalb des Fahrzeugs. Dies führt zu einem erhöhten Informationsfluss zwischen dem Fahrer, dem Fahrzeug sowie der Umwelt, was die Gefahr erhöht, dass sich der Fahrer von der eigentlichen Fahraufgabe ablenken lässt. Die Benutzungsschnittstelle, über die der Fahrer mit seinem Fahrzeug interagiert, sollte so gestaltet sein, dass die Ablenkung auf ein Minimum reduziert wird. Es existieren Automotive-HMI Richtlinien wie beispielsweise die NHTSA-Guidelines oder die DIN EN ISO 15005, welche herangezogen werden können, um die Benutzerfreundlichkeit interaktiver Systeme und die Ablenkung zu beurteilen. Bei der Analyse fällt jedoch auf, dass diese vielmehr bereits grafische Prototypen und implementierte Systeme fokussieren. Zudem sieht der aktuelle HMI-Entwicklungsprozess innerhalb der Automobilindustrie eine Produkt-Evaluation erst zum Zeitpunkt der HMI-Implementierungsphase vor. Innerhalb der HMI-Konzept und -Designphase findet keine strukturierte Beurteilung statt. Werden HMI-Probleme zu diesem späten Zeitpunkt identifiziert, ist eine Beseitigung kosten- und zeitintensiv. In dieser Dissertation wird ein Vorgehensmodell vorgestellt, welches die Usability von Spezifikationen für Automotive-Informations- und -Kommunikationssysteme bereits zu Beginn der Entwicklung, in der sogenannten HMI-Konzeptphase, beurteilt. So werden spezifische Beurteilungskriterien extrahiert und ein strukturiertes Evaluations-Vorgehen wird definiert. Die Erkenntnisse leiten sich aus umfangreichen empirischen und analytischen Studien ab. Die Betrachtung des Evaluations-Gegenstands innerhalb der darauffolgenden Design- und Implementierungsphase findet nicht statt, da spezifische Beurteilungskriterien entwickelt werden müssen. Die Beurteilungskriterien der HMI-Konzeptphase können nicht für die Design- und Implementierungsphase herangezogen werden. Das Vorgehensmodell ist so entwickelt, dass sowohl Experten als auch methodisch unerfahrene Evaluatoren und Testleiter dieses anwenden können
Methoden und Ansätze für die Entwicklung und den Test prädiktiver Fahrzeugregelungsfunktionen
In dieser Arbeit werden das aktuelle Vorgehen und die Prozesse in der automobilen Produktentwicklung sowie die etablierten Methoden für die Entwicklung,
Verifikation und Validierung von Fahrzeugregelungsfunktionen analysiert. Dem wird eine Taxonomie und Analyse aktueller Serienanwendungen und Forschungskonzepte gegenüber gestellt. Ziel ist es, durch eine ganzheitliche Betrachtung die aktuellen Rahmenbedingungen und Herausforderungen bei der Entwicklung innovativer Funktionen für die Automatisierung der Fahraufgabe zu identifizieren. Auf dieser Grundlage wird ein neuartiges Konzept für die Entwicklung und den Test prädiktiver Fahrzeugregelungsfunktionen erarbeitet.
Das Kernstück des entwickelten Konzepts stellt die Reactive-Replay Methode dar. Sie ermöglicht eine enge Verzahnung von Erprobungsfahrten in der realen Welt mit der Ausführung der entwickelten Fahrzeugfunktion innerhalb einer Simulationsumgebung. Die adaptive Wiedergabe von während der Erprobung aufgezeichneten Daten des fahrzeuginternen Kommunikationsnetzes ermöglicht einen nahtlosen Übergang von der realen Welt im Fahrzeug in die Simulation im Büro. Auf diese Weise können in der Realität aufgetretene Situationen und Szenarien detailliert und unter Laborbedingungen untersucht und für Tests wiederverwendet werden. Darüber hinaus ermöglicht dieser Ansatz eine effiziente Generierung valider Testszenarien, die durch ihre Vielfältigkeit und Varianz zu einer verbesserten Testabdeckung beitragen.
Um die entwickelte Methode systematisch in den produktiven Alltag der Funktionsentwicklung zu integrieren, wird ein schlankes, iteratives Vorgehen zur prozessualen Integration der Reactive-Replay Methode vorgeschlagen. Die Verifikation in der Simulationsumgebung wird so mit der Validierung in der Fahrzeugerprobung gekoppelt. Dies unterstützt die frühzeitige und durchgängige Qualitätsbewertung der entwickelten Fahrzeugfunktion. Weiter wird eine Methode zur kontinuierlichen Überprüfung von Anforderungen während der Simulationsausführung untersucht. Ein Ansatz zur effizienten Auswahl von Testszenarien auf Basis der innerhalb eines Szenarios erreichten Parameterüberdeckung rundet die Arbeit ab
Reference model for learning and educational methods for e-learning, knowledgemanagement and competencemanagement
In dieser Arbeit wurden Methoden aus den Bereichen E-Learning und Wissensmanagement anhand des Referenzmodells nach didaktischen Anforderungen, Wissens- und Managementprozessen kategorisiert, so dass sie sich für einen didaktischen Einsatz in Schule, Lehre, Aus- und Weiterbildung und zum persönlichen Wissensmanagement eignen. Des Weiteren wurden jeder Lehr-, Lern- und Wissensmethode spezifische Kompetenzen von Lehrenden und Lernenden zugeordnet, die bei Lernenden während der Anwendung dieser Methode entstehen können und beim Lehrenden zur erfolgreichen Anwendung vorhanden sein sollten. Die Herausforderung dieser Arbeit bestand somit auch darin, alle Komponenten von gezielten Lehr-, Lern- und Wissensprozessen und dem Aufbau von Kompetenzen in einem Referenzmodell für Bildungsmethoden zu berücksichtigen. Anhand des entwickelten Anwendungsmodells wird schließlich jede einzelne Methode beschrieben und kann im konkreten Einsatz auf ihre Tauglichkeit überprüft werden
Methoden zur Evaluation von Software
"Der Arbeitsbericht befasst sich mit den zwei unterschiedlichen Usability Methoden, dem Usability Test und den Usability Inspektionsmethoden. Bei den Usability Inspektionsmethoden wird die Benutzungsschnittstelle durch Ergonomieexperten evaluiert. Der Vorteil dieser Inspektionsmethoden liegt darin, dass sie weniger zeitintensiv und kostengünstiger als ein Usability Test sind. Der Usability Test wird im Gegensatz zu den Usability Inspektionsmethoden mit repräsentativ ausgewählten Versuchspersonen durchgeführt. Er ist ein effizientes Mittel um Benutzungsschnittstellen zu evaluieren oder auf deren Benutzungsfreundlichkeit zu überprüfen." (Autorenreferat
Usability-Patterns für Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen: Usability-Patterns für Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen
Die Usability von Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Eine große Anzahl von Webanwendungen stellt einem heterogenen und wachsenden Nutzerkreis Geoinformationen auf verschiedene Weise über das Web zur Verfügung. Diese Nutzergruppen benötigen robuste und nutzerfreundliche User-Interfaces. Die Usability der verfügbaren Webanwendungen variiert stark, wobei sich eine unzureichende Usability nicht nur auf die Akzeptanz der Webanwendung, sondern vielfach auf die Akzeptanz der bereitgestellten Geoinformationen bzw. auf die der ganzen Geodateninfrastruktur auswirkt. Die Behebung von Usability-Problemen aus Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen (GI-Webanwendungen) ist derzeit mit einem hohen Aufwand verbunden.
Ein Grund dafür ist die fehlende Strukturierung wiederkehrender Usability-Probleme, die zur Folge hat, dass Usability-Probleme stets durch Usability-Evaluierungen neu erkannt werden müssen. Strukturierte Usability-Probleme lassen sich durch Lösungsmuster beheben. Die Vielzahl der verfügbaren GI-Webanwendungen lässt darauf schließen, dass für die grundlegenden wiederkehrenden Probleme bereits Lösungen in anderen GI-Webanwendungen existieren. Bisher werden die Lösungen jedoch für jede Anwendung neu entwickelt und implementiert. Es fehlt an Methoden und Konzepten die (häufig) auftretenden Usability-Probleme in GI-Webanwendungen strukturiert zu erfassen und durch Lösungsmuster zu beheben.
Die Beiträge der vorliegenden Arbeit bestehen unter anderem in einer Auseinandersetzung mit dem Themengebiet der Usability für Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen. Ein Ergebnis der Arbeit besteht in der interdisziplinären Grundlagenbetrachtung zur Usability im Softwareentwicklungsprozess und zu Kernaspekten von Geodateninfrastrukturen und darin verfügbaren Webanwendungen. Im Rahmen der Arbeit erfolgte ebenfalls eine Systematisierung bisheriger Forschungsarbeiten zur Usability in GI-Webanwendungen. Diese zeigte, dass das Bewusstsein für die Bedeutung der Usability in der GI-Domäne bereits vorhanden ist, es zum Teil aber noch an detaillierten Untersuchungen fehlt. Daher wurden in verschiedenen eigenen Usability-Studien Untersuchungen zur Usability in der GI-Domäne durchgeführt. Die daraus resultierende strukturierte Sammlung von Usability-Problemen in GI-Webanwendungen bildet ein Usability-Grundwissen für zukünftige Neuentwicklungen oder Überarbeitungen von GI-Webanwendungen. Die gesammelten Usability-Probleme lassen sich teilweise auch in anderen Anwendungen der Domäne finden, und bilden somit auch für deren Entwicklung bzw. Redesign eine sinnvolle Wissensbasis.
Für die strukturierte Erfassung von Usability-Problemen aus GI-Webanwendungen und entsprechende Lösungsvorschläge wird das Konzept der Usability-Patterns für GI-Webanwendungen vorgeschlagen. Durch die Integration des GIDomänenwissens in die Patternstruktur, können Usability-Probleme der Domäne entsprechend spezifischer beschrieben und passende Lösungen aufgefunden werden. Neue Patterntypen und -relationen mit Regeln zur Kombinierbarkeit der Typen und Relationen ermöglichen die Vermeidung mehrfach auftretender Usability-Probleme, wie z. B. des Mangels eines konsistenten Design- und Interaktionskonzepts. Aufbauend auf einem komplexen Anwendungsfall wird die Umsetzbarkeit des Konzepts der Usability-Patterns für GI-Webanwendungen gezeigt. In einer selbst entwickelten Anwendung zur Exploration und Visualisierung wissenschaftlicher GI-Ressourcen werden dazu Beispielpatterns umgesetzt und evaluiert. Die Anwendung implementiert neuartige Visualisierungs- und Interaktionskonzepte für die Exploration von GI-Ressourcen, zeigt aber auch die Übertragbarkeit von Lösungskonzepten aus anderen Domänen. Ein sogenannter Patternbrowser veranschaulicht, wie die Recherche und Exploration von Patterns einer Patternsammlung auf Basis der Patternmerkmale erfolgen kann. Die Webanwendung stellt damit ein Werkzeug für die projektübergreifende Arbeit interdisziplinärer Teams dar. Eine Formalisierung der wesentlichen Patternmerkmale bildet die Grundlage für die vielfältige Nutzung des neuen Konzepts, z. B. in verschiedenen Softwareanwendungen wie GUI-Buildern, und damit verbundene weiterführende Forschungsarbeiten.:1 Einleitung 9
1.1 Motivation 9
1.2 Forschungsfragen 11
1.3 Aufbau der Arbeit 13
2 Usability und Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen 16
2.1 Usability und Usability-Evaluierungsmethoden 16
2.2 Webanwendungen in Geodateninfrastrukturen 25
3 Untersuchungen zur Usability in Geodateninfrastrukturen 34
3.1 Abgrenzung der Usability in GI-Webanwendungen 35
3.2 Usability-Evaluierungsmethoden für GI-Webanwendungen 36
3.3 Konzeption und Durchführung von Usability-Inspektionen für GIWebanwendungen 41
3.4 Usability-Probleme in GI-Webanwendungen 57
4 Patterns in der Softwareentwicklung 61
4.1 Patterns und Design-Patterns 61
4.2 Mensch-Computer-Interaktions-Patterns 63
4.3 Usability-Patterns 65
4.4 Organisationsprinzipien von Patterns 70
4.5 Formalisierung von Patterns 73
5 Konzeption von Usability-Patterns für GI-Webanwendungen 76
5.1 Anwendbarkeit der Usability-Patterns auf GI-Webanwendungen 76
5.2 Allgemeine Anforderungen und Patternbeispiele 80
5.3 Integration von Hilfsstrukturen zur Patternnutzung und des GIDomänenwissens in die Patternstruktur 82
5.4 Modellierung eines konsistenten Design- und Interaktionskonzepts 88
6 Umsetzung und Evaluierung des Konzepts 100
6.1 Fallstudie: GLUES – Suchen wissenschaftlicher GI-Ressourcen 100
6.2 Exemplarische Umsetzung von Usability-Patterns 106
6.3 Usability-Studie zur Umsetzung der Usability-Patterns 111
7 Unterstützung bei der Nutzung des Patternkonzepts 132
7.1 Patternbrowser zur Suche nach Usability-Patterns 132
7.2 Formalisierung von Usability-Patterns für GI-Webanwendungen 134
8 Zusammenfassung 144
8.1 Diskussion und Beantwortung der Forschungsfragen 144
8.2 Ausblick und zukünftige Arbeiten 148
9 Anhang 152
9.1 Modelle 152
9.2 Usability-Studien 153
9.3 Eyetracking-Studie 159
10 Verzeichnisse 185
10.1 Abbildungsverzeichnis 185
10.2 Tabellenverzeichnis 188
10.3 Listingverzeichnis 190
10.4 Literaturverzeichnis 19
Modellbasierte Entscheidungsunterstützung für Vertraulichkeit und Datenschutz in Geschäftsprozessen
Informationsvertraulichkeits- und Datenschutz-Netze (ICPN) unterstützen Prozessmodellierer und -verantwortliche dabei, Datenschutz und Vertraulichkeit nicht nur rein technisch zu betrachten, sondern in Organisationen bereits frühzeitig beim Entwurf von Geschäftsprozessen zu berücksichtigen. Die in dem Buch veröffentlichte Petri-Netz-Erweiterung ICN ermöglicht es, Vertraulichkeit und Aspekte des Datenschutzes innerhalb von Geschäftsprozessmodellen systematisch zu betrachten
Wissensorientierte Unternehmenskultur : theoretische Analyse und Gestaltungsmöglichkeiten
[no abstract
Vernetzte Kreativität - Menschzentrierte Gestaltung und Integration einer Community-Plattform für Innovationsimpulse = Connected Creativity - Human Centred Design and Integration of a Community Platform for Innovation Impulses
In der vorliegenden Arbeit werden Handlungsempfehlungen zur Gestaltung und Integration einer Community-Plattform für Innovationsimpulse aus einer Fallstudie abgeleitet. Basis bildet eine theoretische Untersuchung von Humanfaktoren im Kontext von Innovationsimpulsen. Im Kern der Arbeit werden diese Faktoren durch Interviews und eine Befragung detailliert. Auf diesen Erkenntnissen wird ein Prototyp einer Plattform gestaltet, in einer Organisation eingeführt und genutzt
Interaktive Ad-hoc-Evaluation von Desktopsoftware durch Endbenutzer: Eine explorative Studie
Das Problem der Auswahl einer geeigneten Software wird in der Literatur in der Regel präskriptiv behandelt, d. h. es wird untersucht, wie man am besten vorgehen sollte, um zu einem guten Ergebnis zu kommen. Vereinzelte deskriptive Forschungsarbeiten befassen sich mit der Frage, was passieren würde, wenn man sich auf eine bestimmte Art und Weise verhielte. Vor diesem Hintergrund stellt die vorliegende Untersuchung den ersten Versuch dar, zu beschreiben und zu erklären, wie sich Individuen bei der Auswahl von „kleinen“ Softwaresystemen tatsächlich verhalten (im Gegensatz dazu, wie sie sich idealerweise verhalten sollten) und aus welchen Gründen sie sich für ein bestimmtes Programm entscheiden.In the extant literature, the problem of selecting appropriate software is usually dealt with in a prescriptive manner, i. e. by investigating the ideal procedure for achieving an optimal result. A few descriptive studies address the question of what would happen if one proceeded in a certain way. Against this background, this dissertation is the first attempt to describe and explain how individuals actually behave in the selection of „small“ software systems (as opposed to how they should behave ideally) and for what reasons they decide in favour of a certain program