Desarrollo de una metodología de evaluación de usabilidad de interfaces humano-máquina (IHM) para la mejora del Proceso de toma de decisiones en tareas de supervisión industrial

Ésta tesis propone, a partir de los métodos y herramientas para la monitorización y supervisión de procesos industriales automatizados, los fundamentos de la ergonomía cognitiva (Cañas y Waern, 2001) y los conceptos de usabilidad de sistemas interactivos (Benyon, 2013), el desarrollo, aplicación y validación de una metodología para la evaluación de la usabilidad de interfaces de sistemas de supervisión industrial. Inicialmente, se ha planteado una revisión de conceptos sobre cómo se concibe en la actualidad la supervisión industrial en sus etapas básicas, el control, la monitorización, la protección, la detección, el diagnóstico y el aislamiento de fallas en las plantas de procesos industriales. Esta primera investigación, comprende la aproximación a las técnicas basadas en modelos, donde se muestra cómo los sistemas de adquisición de datos y monitorización que se utilizan en la actualidad pueden ser útiles para el diagnóstico del estado del proceso (Isermann, 2011). La información relevante con respecto a las causas y los posibles efectos sobre el proceso, le permitirá al operador de la planta tomar una acertada decisión frente al surgimiento de eventos de falla y el restablecimiento a las condiciones apropiadas de operación. El suministro de la información sobre el estado de la planta es hoy soportada por interfaces humano-máquina (IHM). Posteriormente, se rescatan los conceptos que forman parte del diseño orientado a humanos planteados por la ergonomía cognitiva. La ergonomía cognitiva es una disciplina que establece varios métodos para describir, modelar y simular el procesamiento cognitivo y de comportamiento, la confiabilidad humana y la interacción entre humanos y máquinas. Sin embargo, dado que los sistemas de supervisión se caracterizan por tener un alto grado de interacción entre el operador y las plantas de proceso, es necesario contar con metodologías en cierto grado confiables para la evaluación de las IHM. Para ello, se recurre entonces al concepto de usabilidad y los métodos que actualmente se utilizan para su evaluación. Como objetivo principal, es desarrollada una metodología automatizada para evaluar la usabilidad de IHM, que tiene como innovación un sistema tecnológico que utiliza un sistema de adquisición de datos para control y supervisión (SCADA), un sistema de registro de eventos (EVENT LOGGER), un sistema de clasificación de criterios de usabilidad de acuerdo a los eventos de interacción y un sistema adaptativo de inferencia neuro-difusa (ANFIS), para valorar la usabilidad de la interfaz de interacción del operador con la planta. Para el entrenamiento del ANFIS de la metodología, se utilizaron las interfaces de supervisión de una planta para un proceso de dosificación de líquidos y de un simulador de una planta para un proceso de pasterización. Las interfaces fueron elaboradas por estudiantes de cursos de automatización industrial, sin considerar estándares o aspectos de diseño y valoradas por un experto con base en diez criterios de evaluación de usabilidad. Posteriormente, se llevaron a cabo experimentos de interacción con 30 operadores, que fueron dejando huella de su actividad en el registrador de eventos. Tanto los operadores como el experto, respondieron un cuestionario sobre la valoración de las interfaces. Para la prueba del sistema se utilizaron ocho interfaces y para la validación siete. Para comprobar la exactitud del sistema tecnológico de la metodología, se realizó una prueba de hipótesis frente a la inspección por el experto y la indagación a los usuarios. Con ello, se estableció que la metodología propuesta, tiene equivalencia significativa con respecto a las dos metodologías tradicionales, pero con la ventaja de ser completamente automatizada. El sistema es utilizado para determinar la valoración de la interfaz de supervisión, por la interacción entre operadores y plantas de procesos, establecer las deficiencias y proponer los cambios para el mejoramiento de la interacción. La metodología desarrollada será una herramienta útil para su aplicación en el diseño de nuevas IHM de soporte al operador en actividades de monitorización, control y supervisión de procesos. Igualmente, este desarrollo permitirá ampliar la visión hacía una teoría de la supervisión industrial humana, integrando los conceptos de monitorización, control, detección y diagnóstico de fallas, modelamiento y simulación del procesamiento cognitivo y de comportamiento humano frente a procesos complejos de la ingeniería

• Autores: Hurtado Cortés, Luini Leonardo
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/21400
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/21400; http://bdigital.unal.edu.co/12194/
• Palabra clave: 0 Generalidades / Computer science, information and general works; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Ergonomía cognitiva; Usabilidad; Sistemas de Supervisión; Interfaz Humano-Máquina; Sistemas de inferencia neuro-difusa; Cognitive ergonomics; Usability; Supervision systems; Human-Machine Interface HMI; Neuro-fuzzy systems
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional