This report is the result of a master thesis performed at MacGREGOR (SWE) AB (Crane Division), Örnsköldsvik. MacGREGOR (SWE) AB (Crane Division) is the world’s leading marine cargo crane supplier with cranes designed for operation in harbor and sheltered water environments. The project aimed to identify and investigate needs and problem areas in the crane cabin with the purpose to design an ergonomic and user-friendly driver environment. Besides ergonomics and user interaction, sturdiness, comfort and safety have been keywords throughout the project. It has not been possible to observe drivers at work because of the world wide location of the cranes. Therefore needs and problem areas were identified through interviews with personnel at MacGREGOR (SWE) AB (Crane Division) and analysis through different methods and softwares such as I- deas, Jack and RULA. The project group has also been given the opportunity to drive a crane and observe the relations between regulators, indicators and driver. To investigate new solutions and designs, competitors and related technologies were thoroughly analyzed. Four concepts were created after the design specification was established. To see how well the concepts fulfilled the identified needs they were evaluated in a merit calculation table. Concept 1 “Rotate all” and concept 4 “Office chair” were then compared in a weak-point analysis. After consultation with the instructors at MacGREGOR (SWE) AB (Crane Division) it was decided that “Rotate all” was to be further developed. The final solution is a combination of new ideas and ideas from the four concepts in the concept design phase. Aspects considering function and form have been carefully thought out using theoretical guidelines in ergonomics, semiotics and gestalts. The new crane cabin emphasizes quality and a feeling for the company through colors, shape and placement. The new crane cabin is based on an adjustable interior suited for drivers between the 5th and 95th percentile. A major improvement is the rotating chair with integrated control levers on the armrests. The indicators and regulators are separated and now placed on the walls. The visual field is improved with a larger front window and a tilted floor window. / <p>Validerat; 20101217 (root)</p>

<p>An increasing amount of technology in cars makes new ideas and solutions necessary. This study will explore the idea of a personalized driver environment and investigate possible benefits and drawbacks with such a feature. The study consists of three parts: a pre-study exploring personalization, a survey investigating the attitudes towards personal settings, and finally an interview testing a specific solution. The survey was distributed in USA and Sweden while the interviews were conducted with Swedish subjects.</p><p>Overall, the concept of a personalized car has been well received. This study has shown that the most requested settings are associated with the driver position, hi-fi system and climate. The study also suggests that feeling in control of the personalization is more important than the benefits associated with automation. The user prefers visible solutions, such as a personal button on the key before hidden (e.g. using a button sequence or a menu system). Such a button promotes the feature while allowing the user to interact with the car in a familiar way. However, since little real user experience exists with such solutions it is important to continue research when further developing personalization of a car.</p>

An increasing amount of technology in cars makes new ideas and solutions necessary. This study will explore the idea of a personalized driver environment and investigate possible benefits and drawbacks with such a feature. The study consists of three parts: a pre-study exploring personalization, a survey investigating the attitudes towards personal settings, and finally an interview testing a specific solution. The survey was distributed in USA and Sweden while the interviews were conducted with Swedish subjects. Overall, the concept of a personalized car has been well received. This study has shown that the most requested settings are associated with the driver position, hi-fi system and climate. The study also suggests that feeling in control of the personalization is more important than the benefits associated with automation. The user prefers visible solutions, such as a personal button on the key before hidden (e.g. using a button sequence or a menu system). Such a button promotes the feature while allowing the user to interact with the car in a familiar way. However, since little real user experience exists with such solutions it is important to continue research when further developing personalization of a car.

Fordonstillverkare försöker ständigt utveckla sina bilar, för att stå ut från konkurrensen, genom att förbättra drivmedel, utseende och prestanda och många gånger kan små detaljer vara avgörande för kunden. En relativt ny utveckling är en elbil med lätt vikt för en till två personer. De modeller som finns i dagens läge skiljer sig en hel del ifrån varandra, vilket innebär att det finns en del andrum till att göra en unik design. Designen är viktig eftersom den påverkar vilken känsla och vilket intryck kunden får och designen av interiören är extra viktig eftersom kunden spenderar mest tid inuti bilen.Detta arbete genomförs för att skapa en sportig och futuristisk interiör till lågkostnadsbilen Ecoist Tian. Ett koncept av interiören runt om föraren kommer att tas fram och visualiseras. Förutom visualiseringen kommer även ett materialval och en hållfasthetsberäkning genomföras. För att ta fram ett koncept måste först kundbehoven fastställas genom intervju med Thomas Koch från Ecoist. Därefter utförs en extern sökning för att hitta lösningar på delproblem. Dessa lösningar används som inspiration och vidareutvecklas i den interna sökningen samt testas genom bodystorming. För att säkerställa att konceptet håller för de påfrestningar det kan utsättas för, utförs ett materialval och en hållfasthetsberäkning. Arbetet resulterar i att en 3D-modell av konceptet görs och visualiseras för att ge en realistisk bild av hur det hade sett ut i verkligheten. Interiören kommer att vara tillverkad i polypropen och ha en sportig och futuristisk design med detaljer i grönt ljus för att hänga ihop med exteriören. / Vehicle manufacturers are constantly trying to develop cars that stand out from the competition by improving the fuel, design and performance. A lot of times it is the tiny details that makes the difference. A relatively new development is the lightweight electric car for one or two people. The currently existing models differ quite a lot from each other, which means there is some space for a unique design. The design is important because it affects the feeling and impression the costumer gets and the interior design is even more important because the costumer spends most of the time inside the car.This work was carried out to create a sporty and futuristic interior for the low-cost car Ecoist Tian. A concept of the interior around the driver will be developed and visualized. Besides the visualization a choice of material and calculation of strength will be carried out. To develop a concept, the customer's needs must be established trough an interview with Thomas Koch from Ecoist first. Afterwards an external search will be performed, to find solutions to parts of the problem. These solutions will then be used as inspiration and continued development in the internal search and tested trough bodystorming.To ensure that the concept holds for the stresses it can be exposed to, a material selection and a strength calculation is carried out. The work results in the making of a 3D-model which is visualized to give a realistic picture of what it would look like in a reality. The interior will be made in Polypropylene and have a sporty and futuristic design with details in green light in order to create a completeness with the exterior.

Within the field of heavy machinery, the driver environment and its user interface (UI) has not always been a high priority during product development. This is about to change since the user experience, especially of the driver, becomes more of a selling point. Kiruna Utility Vehicles (Kiruna UV), who manufactures slag haulers for the steel industry, has developed a new driver cabin to meet these future demands. The development has been conducted in collaboration with students at Luleå University of Technology. This master thesis aims to create a basis for the digital user interface of the Kiruna UV SH60 slag hauler. The needs of the users are very important in order to ensure a good user experience. This is why a human-centred design process was chosen for this project. Extensive research has been conducted with the drivers, mechanics, managers and manufacturer of the SH60 slag hauler. Research was conducted through field studies, where interviews, observations and eye tracking were used as the main tools.The slag hauler driver operates the vehicle in two positions, where the need for information differs. When the slag hauler is driven the driver is facing forward and in this position the slag hauler is similar to any other heavy machinery. The UI needs to display for example speed, gear and RPM. When loading or emptying slag pots, the driver turns around to manoeuvre the tipping system. In this position, information about the lockings, support legs and tipping system is the most important.Through brainstorming sessions and ideation workshops with the manufacturer and participants without connection to the slag hauler, ideas on how different types of information can be shown were generated. Ideas regarding layout of the UI were also produced. These ideas were then mapped onto four different concepts that were developed through several iterations. These were then evaluated through a survey study, a usability test and feedback sessions with slag hauler drivers, mechanics and the manufacturer.A final concept was created that accommodates all the information that is needed in order to operate and maintain the slag hauler in a safe and efficient way. That is for example speed, RPM, information about the tipping system and data from the engine, transmission and hydraulic system. The final concept contains the parts of the four previous concepts that proved to work the best in the concept evaluation. The user interface has a modern look that fits into the new driver cabin design. We have shown that the user experience of the driver and service personnel can be improved through the user interface, by adapting it to user needs. We have also shown what benefits can be achieved by using a human-centred design approach within the field of heavy machinery. / I tunga fordon har förarmiljön och dess användargränssnitt ofta varit lågt prioriterad under produktutvecklingen. Detta håller på att förändras då användarupplevelsen, i synnerhet för föraren, blir ett allt viktigare försäljningsargument. Kiruna Utility Vehicles (Kiruna UV), som tillverkar slaggtruckar för stålindustrin, har tagit fram en ny förarhytt för att möta dessa nya krav. Utvecklingen av förarhytten har skett i samarbete med studenter vid Luleå Tekniska Universitet. Detta examensarbete på masternivå har haft som syfte att skapa ett digitalt användargränssnitt för Kiruna UV:s slaggtruck modell SH60.Användarnas behov är viktiga för att kunna säkerställa en bra användarupplevelse. Därför valdes en människocentrerad designprocess för detta projekt. Omfattande användarstudier har genomförts tillsammans med förare, mekaniker, beslutsfattare och tillverkaren av slaggtrucken. Efterforskningarna har utförts i form av en fältstudier där intervjuer, observationer och eye-tracking användes som huvudsakliga verktyg.Slaggtrucksföraren manövrerar slaggtrucken i två olika positioner, där informationsbehovet skiljer sig åt. Vid körning av slaggtrucken är föraren vänd framåt och i detta läge är den ganska lik andra tunga maskiner. Användargränssnittet måste förmedla information om varvtal, hastighet, växel och bränslenivå.Vid lastning eller tömning av slaggdeglar vänder sig föraren om för att manövrera tippsystemet. I detta läge måste gränssnittet förmedla information om lyftarmarnas position, låsningar och stödben.Genom brainstorming och idéskapande workshops med intressenter och deltagare utan erfarenhet av slaggtruckar, skapades idéer om hur information kan presenteras. Även idéer för gränssnittets layout togs fram. Idéerna kopplades sedan till fyra olika koncept som utvecklades i flera iterationer. Dessa utvärderades genom en enkätundersökning, ett användartest samt återkopplingsmöten med slaggtrucksförare, mekaniker och tillverkare. Ett slutligt koncept skapades, som innehåller den information som behövs för att manövrera och underhålla slaggtrucken på ett säkert och effektivt sätt. Exempel på detta är varvtal, hastighet och information om tippsystemet. Konceptet innehåller de delar av de fyra koncepten som visade sig fungera bäst under konceptutvärderingen. Användargränssnittet har ett modernt utseende som passar in i den nya förarhytten. Vi har visat att användarupplevelsen för förare och servicepersonal kan förbättras genom att anpassa gränssnittet efter deras behov. Vi har också visat vilka fördelar som finns med att använda en människocentrerad designprocess för produktutveckling av tunga maskiner.

In the road transportation industry development is moving towards more advanced technology and the use of automation in the driving environment is increasing. Regarding the safety risks associated with an unconsidered use of a high degree of automation, it is expensive to develop automatic systems dealing with complex situations. As there is still much improvement to do in this area, this thesis aims to contribute to developing safe autonomic systems to assist truck drivers. The aim of the study was twofold, namely 1) to use Cognitive Work Analysis to identify opportunities for enhancing human-heavy vehicle system performance and 2) to contribute to improving the possibilities for identifying opportunities for enhancing system performance through the development of a method of prioritizing Activities using a Contextual Activity Template. To identify the opportunities for improvement, the first two phases of a Cognitive Work Analysis (CWA) – Work Domain Analysis (WDA) and Control Task Analysis (ConTA), were conducted. To complete the WDA, five hours of interviews were conducted with a senior technical adviser from Scania CV AB as well as a two hour interview with an experienced commercial driver. Additionally, an observation study was conducted during which three video cameras were used to capture sixteen hours of footage (per camera) from 35 hours (2500kms) of observation (one driver/day over a four day period). During the observation study, drivers were asked to talk out loud about the information needed, decisions made and to provide some rational for their behavior at that time with respect to their driving activities. A total of 40 minutes of talk out loud video data was collected per driver. Finally, around five hours of follow-up interviews were conduct-ed during which these drivers reviewed the videos collected during the observation study. The results from the WDA were presented in an Abstraction Hierarchy. The overall functional purpose of the system was defined as Goods Distribution via Road Transportation with the values and priorities being Effectivity and Efficiency, Safety, Comfort, Laws/regulations, Reputation, and Organizational Regulations. For the WDA in the current thesis, the AH was completed for the first three values listed above. In total the AH included 343 nodes (39 at the Purpose Related Functions level, 77 at the Object Related Processes level, and 211 at the Physical Objects level). The means by which the physical objects were used in different situations was described using a Contractual Activity Template. The object related processes defined in the AH were crosschecked with 42 situations identified during the observation study. Eight hours of further interviews were conducted with the previously-observed drivers to better understand the relationship between the object related processes and the situations. The object related process-situations matrix was then prioritized according to importance and frequency. On the basis of this prioritization, a set of potential improvement areas were identified, as for example communication and visibility during highway driving. / Transportindustrins utveckling går mot mer avancerad teknik och högre automationsgrad i förarmiljön. Det är kostsamt att utveckla automatiska system som klarar att hantera komplexa situationer på grund av de säkerhetsrisker som är förknippade med ogenomtänkt införande av automation. Eftersom det fortfarande finns mycket förbättring att göra inom området syftar denna studie till att bidra i utvecklingen av säkra autonoma system som stödjer lastbilschauffören. Studien hade ett tvåfaldigt syfte, nämligen 1) att använda Cognitive Work Analysis för att identifiera möjligheter att förbättra människa-fordonssystemsprestandan för tunga lastbilar och 2) att bidra till att förbättra möjligheterna att identifiera möjliga systemförbättringar genom utveckling av en metod för prioritering av aktiviteterna i en Contextual Activity Template. För att identifiera förbättringsmöjligheterna genomfördes de två första faserna av Cognitive Work Analysis – Work Domain Analysis (WDA) och Control Task Analysis (ConTA). För WDA utfördes fem timmar av intervjuer med en senior technical adviser från Scania VC AB och en två timmars intervju med en erfaren kommersiell lastbilschaufför. Utöver detta genomfördes en observationsstudie där tre videokameror användes för att samla 16 timmars inspelning (per kamera) från 35 timmars (2500 km) observation (en förare/dag under en fyradagarsperiod). Under observationsstudien berättade förarna högt om informationsbehov, beslut som tas och förklarade beteendet under de olika köraktiviteterna. Totalt 40 minuter av videodata när förarna berättade högt insamlades per förare. Slutligen genomfördes ungefär fem timmar av efterföljande intervjuer där samma förare fick återge körningen utifrån videomaterialet från observationsstudien. Resultatet från WDA presenterades i en abstraktionshierarki. Det övergripande funktionella syftet med systemet var definierat som godsdistribution via vägtransport med värdena och prioriteringarna Effektivitet, Säkerhet, Komfort, Lagar/Regler, Rykte och Organisatoriska regler. För WDA:n i detta examensarbete gjordes en AH för de tre första värdena nämnda ovan. Totalt bestod AH av 343 noder, (39 på nivån med syftesrelaterade funktioner, 77 på nivån med objektrelaterade processer och 211 på nivån med fysiska objekt). I vilka situationer de fysiska objektens funktioner användes beskrevs med en Contractual Activity Template (CAT; Naikar et al., 2006). De objektrelaterade processer definierade i AH:n undersöktes utifrån 42 situationer identifierade under observationsstudien. Åtta timmar av vidare intervju genomfördes med förarna från observationsstudien för att erhålla en bättre förståelse för förhållandet mellan de objektrelaterade processerna och situationerna. Matrisen med objektrelaterade processer och situationer prioriterades sedan enligt betydelse och frekvens. Baserat på prioriteringen identifierades ett antal potentiella förbättringsområden, exempelvis kommunikation och synlighet under landsvägskörning.

This thesis work has been the result of a five-year Industrial Design Engineering education at Luleå University of Technology. The project has investigated the possibilities of teleoperating forest machines using a human-centered design approach. The work has been conducted for Skogforsk, which is the Swedish institute for forestry. The project’s objective was to present ideas on how future teleoperation can improve the work as a forwarder operator. The aim was to identify the forwarder operators’ specific needs and explore how the development of a teleoperated workstation can address those needs. The project has been carried out using three phases; Inspiration, Ideation, and Impleentation. During the first phase, the project investigated how the work is carried out today and what needs a forwarder operator has. The operators’ needs can be summarised in three different areas; transporting the machine, loading and unloading, and planning. Two kinds of operators can be seen today, the ones who are motivated primarily by working in the forest, and the ones who are motivated by the production and self-competitiveness. During the Inspiration phase, the project also tested what problems exist today with operating a forwarder using teleoperation with the system implemented in the Truedsson Forestry Lab in Uppsala. It was identified that screens are an essential complement to using head-mounted displays such as VR-goggles while not offering the same amount of precision and presence in work as the goggles. It was also identified that the operators did not feel that the machine being an extension of them due to lost feedback of motion and sound. Perceived and actual control of the machine differed, and the operators did not identify the machines’ behavior during transportation. Apart from these issues, the current view did not offer a complete overview of the area around the machine. Neither did it offer visuals on the sides of the machine, and the logs sortings. Along with the identified issues, opportunities for improvement guided the explorational work through creative workshops to solutions presented and tested in either an operational test or in a video test. The ideas included the implementation of sound focusing on the gripper, which was appreciated by the operators. The precision using screens was improved by projecting the gripper’s position on the ground plane. For control of the transportation work, the project proposed solutions for indicators on tilt, roll, and the wheels of the machine. Nevertheless, it proposed an idea of projected tracks improving the work to become more proactive by highlighting obstacles and the near term position of the machine. The project also tested overview improving ideas such as drone views, and a 360 degrees view which may have potential in the future teleoperation work. Several other ideas were tested and can be seen in the Results chapter. For future work, the project proposes more tests of various ideas in a more reality-based setting. The project also proposes future work focusing on defining the future user better. For the individual operators reading this thesis work, I hope this paper can show the potentials of teleoperation, as well as prove that the development is aware of both the difficulties and the possibilities with teleoperating forest machines. For the forestry industry, I hope this paper can inspire future work to use the technology to favor the operators’ needs, and not only adapt the current cabin to work being carried out remotely. It is important to note that work in the cabin and work carried out remotely will have a significant difference in what advantages to offer. We will most definitely see operators working in the forest for many years ahead, and the future operators of teleoperation will probably not be the ones that are motivated by work in the forest today. This means that a new kind of user will emerge supplementing the current users rather than replacing them. / Detta examensarbete är resultatet av en femårig civilingenjörsutbildning inom Teknisk Design på Luleå Tekniska Universitet. Projektet har utforskat möjligheter för fjärrstyrning av skogsmaskiner genom en användarcentrerad designprocess indelad i tre faser; Inspiration, Ideation, och Implementation. Arbetet har genomförts på uppdrag av Skogforsk som är det svenska forskningsinstitutet för utveckling av det svenska skogsbruket. Målet med projektet har varit att presentera idéer kring hur framtidens fjärrsyrning kan förbättra arbetet som skotarförare. Syftet med projektet har varit att identifiera skotarförarens behov och utforska hur utvecklingen av fjärrstyrning kan ta hänsyn till dessa behov. Under den första fasen undersöktes arbetet som det ser ut idag och skotarförarens behov fastställdes genom intervjuer och observationer. Behoven kan sammanfattas till tre huvudsakliga delar; transport av maskin, av och pålastning, samt planering av arbete. I dagsläget kan två olika användare ses, de vars största motivation är arbetet i skogen, och de som motiveras främst av hög produktion och egenutveckling. Under första fasen så undersöktes problem med fjärrstyrning genom test med en fjärrstyrd skotare i Truedsson Forestry Lab i Uppsala. Det identifierades att skärmar är ett nödvändigt komplement till VR-glasögon trots att de idag inte erbjuder samma precision och närhetskänsla. Det identifierades också att förare uppgav att de inte fick samma koppling till maskinen som ljud och vibrationer annars erbjuder i hytten. Uppfattad och verklig kontroll över maskinen skiftade mellan styrning i maskin, och på distans. Förarna uppmärksammade inte slirning, glid, eller lutningsförändringar vid fjärrstyrning. Förutom dessa problem så erbjöd det befintliga systemet inte kontinuerlig överblick runt om maskinen. Lastens uppbyggnad saknades och inte heller visuell blick av området nedanför lastutrymmet kunde erhållas. Med utgångspunkt ur identifierade problem med fjärrstyrning och möjligheter för utveckling av dagens arbete, utforskades idéer genom kreativa workshops under andra fasen. Under tredje fasen valdes idéer ut, utvecklades, och testades genom antingen ett fysiskt operatörstest, eller ett videotest. En av idéerna testade implementering av ljud med fokus på gripen vilket uppskattades av alla testförare. Skärmarnas precision förbättrades genom projicering av gripens position på horisontella ytor. För att förbättra kontroll av maskin utforskade projektet implementering av olika indikatorer kring lutning och hjulbeteende. En idé kring projicerande hjulspår med fokus på proaktivt uppmärksammande av maskinens position och potentiella hinder, utforskades i syfte att förbättra arbetet. Projektet undersökte även diverse vyer för överblick, som drönarvyer, och en 360 graders vy som kan ha potential för framtida fjärrstyrningsarbete. Andra idéer som testades kan ses i Resultat kapitlet. För framtida arbete rekommenderas fler, och mer verklighetsbaserade tester. Det rekommenderas även att framtidens användare definieras bättre för att styra utvecklingen i rätt riktning. För den individuella föraren som läser detta arbete hoppas jag denna examensrapport kan visa på potential för framtida fjärrstyrningsarbete. Jag hoppas även att rapporten kan visa på att utvecklingen är medveten om såväl svårigheter som möjligheter. För skogsindustrin hoppas jag denna rapport kan inspirera framtida arbete att fokusera på fördelar med fjärrstyrningstekniken med utgångspunkt i förarnas behov, och inte bara anpassa dagens arbete i hytten att ske på distans. Det är viktigt att märka på att arbete på distans och i hytten kommer erbjuda olika fördelar. Vi kommer antagligen se förare i skogen i många år framöver och det är troligt att framtidens operatörer inte är de som motiveras av arbete i skogen. Det innebär att en ny typ av användare kommer växa fram som kommer komplettera dagens förare snarare än att byta ut dem.