Driving a heavy-duty distribution truck in an urban environment is an intricate task that requires atremendous effort from the driver. Even a minor error such as briefly looking away from the road for asecond could have fatal consequences. The automotive industry is heavily investing into making roads saferand innovations such as the seat belt has been able to save millions of lives. With the introduction of new lawsand regulation there is an emerging adaptation of driver monitoring systems in vehicles which aims to savemore lives and improve the driving experience. This master thesis presents the exploration and design of a holistic concept for how driver state monitoringcould be implemented in a manual heavy-duty distribution truck in the year of 2035 at Scania. The mainpurpose is to add value to drivers by finding solutions that bridge driver needs and monitoring technology.Driver state monitoring is a field that introduces abilities for the vehicle to connect and understand the driverin order to provide more efficient assists for a safer and more pleasurable driving experience. An iterative usercentered design process was initialized with user interviews, observations and literature reviews that resulted inan in-depth view of the driver’s needs and a summary of the latest research and innovations. A creative phasegenerated multiple ideas that where evaluated using qualitative feedback from drivers and experts. A final setof features was selected and by using 3D modelling and video editing, an eight minute long animated film wascreated that showcases the possibilities of driver state monitoring in a heavy-duty distribution truck in 2035. The final concept is a unified vision of 22 features in a heavy-duty electric distribution truck, utilizing hybriddriver state monitoring techniques in order to provide a safer and more pleasurable driving experience. It isinspired and created around the latest research and innovations in the automotive industry and aims to inspireScania in their future work to implement and innovate new solutions based on driver state monitoring. This isa thesis work by two Master of Science student within Industrial Design Engineering from Luleå University ofTechnology at Scania in the spring of 2020. / Att köra en distributionslastbil i stadsmiljö är en komplicerad uppgift som kräver en stor insats från föraren. Till och med ett litet misstag som att titta bort från vägen under en kort period kan få katastrofala följder.Fordonsindustrin investerar mycket inom säkerhet och innovationer som säkerhetsbältet har väldigtframgångsrikt bidragit till att rädda miljontals liv på vägarna. I och med nya lagar implementeras system ifordon som bevakar föraren, med målet att rädda fler liv och skapa en bättre körupplevelse. Det här examensarbetet syftar till att designa ett helhetskoncept som visar hur bevakning av föraren kanimplementeras i en manuell distributionslastbil på Scania år 2035. Det huvudsakliga målet är att skapa värdeför förarna genom att hitta lösningar som bryggar gapet mellan förarnas behov och tekniken som möjliggörbevakning av föraren. Genom att introducera denna typ av förarbevakningsteknik ges möjligheten förfordonet att bättre förstå sig på föraren, vilket i sin tur möjliggör ökad säkerhet och bättre körupplevelser. Eniterativ och användarcentrerad designprocess användes och inleddes med intervjuer, observationer och enlitteraturstudie, vilket resulterade i en djup förståelse för förarnas behov samt en summering av den senasteforskningen och innovationerna. En kreativ fas genererade en mängd idéer som sedan utvärderas med hjälp avkvalitativ feedback från både förare och experter. Ett slutligt urval av funktioner togs fram och visualiseradesgenom att skapa en animerad film. Den färdiga åtta minuter långa filmen visar på möjligheterna med tekniksom bevakar föraren i en distributionslastbil år 2035. Det slutliga konceptet förenar 22 funktioner i en elektrisk distributionslastbil. Ett flertal tekniker utnyttjas föratt bevaka föraren och tillsammans bidrar de till en säkrare och mer njutbar körupplevelse. Konceptet ärinspirerat av- och bygger på den senaste forskningen och de senaste innovationerna inom fordonsindustrin,med målet att inspirera Scania i framtida projekt där förarbevakningssystem utvecklas och implementeras.Detta arbete är ett examensarbete gjort av två civilingenjörsstudenter inom tekniks design från Luleå tekniskauniversitet på Scania under våren 2020.

As part of a project within Saab Aeronautics, a Swedish Fighter Aircraft industry, this study was conducted. The fighter pilot is under immense pressure as he/she ventures into the complex environment that is airspace and air combat in a hostile area. The HMI (Human Machine Interface) is the pilot and aircrafts common denominator that leads to mission success but has its limitations. An Adaptive Human-Machine Interface (AHMI) is an HMI that is modified to help the pilot despite the situation he/she finds themselves in. The AHMI has many tasks but what gives it its edge is the adaptivity to different situations and to assist the pilot’s well-being. This can be done via proper visualization of information but also automation of lesser tasks. Mission success depends on physiological parameters such as mental workload and situational awareness to attain optimized operative performance. In this thesis we delve into the depths of what is important in AHMI and the requirements that are needed to produce and demonstrate the AHMI. The mapping of requirements onto simulators is an important aspect to move forward with the development of AHMI. Literature reviews and interviews were conducted in order to learn more about the domain and answer the research questions. The interviewees concur that the proper way of mapping requirements is dependent on what is supposed to be investigated. Is it a graphical component, principle, function or scenario? Through the comparison between the literature and thematic analysis through the interviews it was found that the mapping of requirements is dependent on what is to be investigated. Further, AHMI is deemed an effective support system for the pilot and that autonomy is effective to a certain extent. But when autonomy takes too much control the pilot loses situational awareness and therefore performs worse. Within the project, there is a common consensus between the interviewed subjects that AHMI is the way to move forward with fighter aircraft cockpit development.

<p dir="ltr">A Human-Machine Interaction (HMI) refers to a mechanism to support the direct interactions of humans and machines with the objective for the synthesis of machine intelligence and autonomy. The demand to advance in this field of study for intelligence controls is continuously growing. Brain-Computer Interface (BCI) is one type of HMIs that utilizes a human brain to enable direct communication of the human subject with a machine. This technology is widely explored in different fields to control external devices using brain signals.</p><p dir="ltr">This thesis is driven by two key observations. The first one is the limited number of Degrees of Freedom (DoF) that existing BCI controls can control in an external device; it becomes necessary to assess the controllability when choosing a control instrument. The second one is the differences of decision spaces of human and machine when both of them try to control an external device. To fill the gaps in these two aspects, there is a need to design an additional functional module that is able to translate the commands issued by human into high-frequency control commands that can be understood by machines. These two aspects has not been investigated thoroughly in literatures.</p><p dir="ltr">This study focuses on training, detecting, and using humans’ intents to control intelligent machines. It uses brain signals which will be trained and detected in form of Electroencephalography (EEG), brain signals will be used to extract and classify human intents. A selected instrument, Emotiv Epoc X, is used for pattern training and recognition based on its controllability and features among other instruments. A functional module is then developed to bridge the gap of frequency differences between human intents and motion commands of machine. A selected robot, TinkerKit Braccio, is then used to illustrate the feasibility of the developed module through fully controlling the robotic arm using human’s intents solely.</p><p dir="ltr">Multiple experiments were done on the prototyped system to prove the feasibility of the proposed model. The accuracy to send each command, and hence the accuracy of the system to extract each intent, exceeded 75%. Then, the feasibility of the proposed model was also tested through controlling the robot to follow pre-defined paths, which was obtained through designing a Graphical-User Interface (GUI). The accuracy of each experiment exceeded 90%, which validated the feasibility of the proposed control model.</p>

In AP 1.4 wurde ein Verfahren zur Schaltzeitprognose verkehrsabhängiger Lichtsignalanlagen entwickelt, welches auf eine Vielzahl weiterer Lichtsignalanlagen anwendbar ist. Weiterhin wurden (AP.1.4.5) im Bereich der spurgenauen Ortung, die auf Basis von GPS ermittelten Positionen durch Fusion mit anderen Sensordaten, wie der axialen Beschleunigungen und den Drehraten um die Fahrzeughochachse sowie der Einbeziehung einer digitalen Karte (Digital Enhanced Map), diese hinsichtlich einer Spurdetektion weiterhin verbessert. Im Bereich der Datenübertragung (LSA-Fzg.) konnte die erste Teilstrecke von der Verkehrsmanagementzentrale zum Serviceprovider im Labor untersucht werden. In AP 2.1 wurde eine auf der optimalen Steuerung basierte Methode zum Energiemanagement von seriellen Hybriden entwickelt. Die optimale Ansteuerung von Motor-Start-Stopp, Gangwahl und Momentenaufteilung wird modellprädiktiv unter Beachtung des Kraftstoffverbrauchs und der Schademissionen berechnet. Nach Anpassung auf praktische Randbedingungen, lässt sich diese Methode in zukünftigen Hybridfahrzeugen als optimales Energiemanagement nutzen. Die in AP 3.1 entwickelte Softwareumgebung zur gekoppelten Fahrzeug und Verkehrssimulation wurde an Beispielszenarien getestet. Für ein Modell der Versuchsstrecke wurde umfangreiche Analysen des Ampelassistenzfunktion in komplexen Verkehrsszenarien durchgeführt. Für eine Variation verschiedener Parameter, wie Wirkreichweite, Verkehrsstärke, usw. konnten Aussagen über das Potential getroffen werden. In Zusammenarbeit mit AP 3.3 wurde ein Ampelassistenzsystem und die Ansteuerung des Active-Force-Feedback Pedals im Demonstrator implementiert. In AP 3.3 wurde ein Konzept zur Darstellung von LSA-Daten im Fahrzeug erarbeitet. Dieses wurde in einem Versuchsträger umgesetzt. Dazu wurde der Versuchsträger hardwareseitig ertüchtigt, und für die Untersuchung verschiedener Varianten der Darstellung eingesetzt.

Pekskärmar används i allt större utsträckning som interaktionsteknik för hemelektronik. Tekniken har traditionellt sett inte använts i krävande miljöer, exempelvis i miljöer där skakningar och g-laster förekommer. Introduktionen av pekskärmsteknologi i cockpitmiljö får konsekvenser för utformningen av förarmiljön vilka bör utredas. Denna studie syftade till att empiriskt utvärdera användarnas prestation med avseende på precision vid olika interaktionsmanövrar på en pekskärm. Fyra försök genomfördes med 14 försöksdeltagare i en simulerad miljö där olika grader av skakningar förekom. Precisionsmätningar genomfördes i samband med försöken och försöksdeltagarnas subjektivt upplevda arbetsbelastning mättes med hjälp av NASAs självskattningsformulär för upplevd arbetsbelastning (TLX). Korrelationsanalyser genomfördes mellan försöksdeltagarnas subjektiva arbetsbelastning och data från försöken. Det genomfördes också differensanalyser mellan försökens olika betingelser för att se om det förekom någon inlärningseffekt. Testresultaten visar att relativt god precision går att uppnå vid interaktion med pekskärm men att vissa typer av interaktion är svårare och skattas högre med avseende på arbetsbelastning än andra. Resultatet från en inledande workshop med förare och ingenjörer visar på en positiv inställning till pekskärmar som komplement till inmatning i cockpit. Rapporten ger rekommendationer för utformningen av gränssnitt för pekskärm för att undvika interaktionsproblem vid skakningar och g-laster. / Touchscreens are a common occurrence in everyday applications these days. The technology is not traditionally used in high hazard environments, in example where vibrations and G-forces is frequently occurring. The consequences of introducing touchscreens to the cockpit environment are something to consider when designing the pilot environment.   The purpose of this study is to empirically evaluate the user performance and precision when interacting with touchscreens. Four tests were conducted with 14 trial participants in a semi-controlled environment where varying degrees of vibrations occurred. Measurements of the participants’ precision were measured together with a subjective workload measure developed by NASA (TLX).  Correlation analyses were carried out between the experimental participants’ subjective workload and data from the experiments.  The difference in precision and performance was also analysed between the precision tests to see if there was any learning effects.   The test results show that good precision was possible to some extent but that some types of interaction is more difficult then others hence increasing workload for the participants.  The results of an initial workshop with pilots and engineers show a positive attitude towards touchscreens as complement for the currently available input methods. The report provides recommendations for the design of touchscreen interfaces to avoid issues caused by shaking and g-loads.

Benutzungsschnittstellen (UIs) dienen in der Domäne der industriellen Automatisierungstechnik der Bedienung und Beobachtung technischer Prozesse. Das sogenannte Model-based User Interface Development (MBUID) stellt ein vielversprechendes Konzept zur automatischen Erzeugung solcher UIs dar. Allerdings erfordert die Umsetzung dieses Konzeptes für einen spezifischen Anwendungsfall jeweils die Entwicklung einer oder mehrerer Modell-zu-Modell-Transformationen (M2M). Hierbei handelt es sich unter Verwendung aktueller Ansätze für Transformations-Frameworks um einen aufwändigen, fehleranfälligen und daher kostenintensiven Prozess. Dies gilt vor allem für Entwickler ohne tiefgreifendes Wissen über modellbasierte Technologien und kann unter Umständen sogar die durch die MBUID propagierten Vorteile aufwiegen. Zur Erleichterung des Prozesses der Entwicklung von Modelltransformationen schlägt diese Arbeit eine spezielle Methodik sowie deren prototypische Implementierung in Form des PAMTraM-Frameworks vor. Die Methodik greift dabei die speziellen Rahmenbedingungen bei der UI-Entwicklung in der Domäne der industriellen Automatisierungstechnik auf und basiert auf drei Hauptkonzepten: Die Basis stellt die Konfiguration von M2M-Transformationen in mehrdeutigen, bedingten Abbildungsmodellen dar. Diese Abbildungsmodelle beschreiben dabei lediglich Zuordnungen zwischen Elementen der Quell- und Ziel-UI-Beschreibungssprache einer durchzuführenden Transformation. Im Gegensatz zu existierenden Ansätzen erlaubt die entwickelte Methodik die explizite Berücksichtigung mehrdeutiger Abbildungen, die in der Domäne der UI-Entwicklung häufig auftreten. Darüber hinaus können explizite Kontextbedingungen formuliert werden, die die Notwendigkeit der Anpassung bzw. Neu-Erstellung eines Abbildungsmodells bei Vorliegen eines geänderten Nutzungskontextes (z.B. einer neuen Hardware-Plattform) verhindern. Konkrete Transformationen für ein oder mehrere Quell- und Kontextmodelle können anschließend auf Basis eines konfigurierten Abbildungsmodells durchgeführt werden. Hierzu wird ein spezieller generischer Transformations-Algorithmus vorgestellt. Dieser ist in der Lage, basierend auf einer selbstständigen Analyse der Ziel-UI-Beschreibungssprache auch unvollständige Abbildungsmodelle auszuführen. Hierdurch muss der Entwickler eines Abbildungsmodells weniger Informationen in dieses integrieren. Allerdings führt dieses Vorgehen auch dazu, dass im Rahmen der Durchführung einer Transformation an verschiedenen Stellen Mehrdeutigkeiten auftreten können. Zur Auflösung dieser Mehrdeutigkeiten stellt diese Arbeit unterschiedliche Strategien wie z.B. die Konsultation des Nutzers vor. Das dritte Hauptkonzept wird durch zwei Ansätze für sog. Higher-Order Transformations gebildet. Diese ermöglichen die teilweise semi-automatische Erstellung bzw. Vervollständigung von Abbildungsmodellen u.a. im Rahmen iterativer Entwicklungsprozesse. Dadurch wird die Entwicklung von Abbildungsmodellen weiter vereinfacht und die während einer Transformation auftretenden Mehrdeutigkeiten können schrittweise soweit notwendig reduziert werden. Ein Nachweis über die Funktionalität der entwickelten Methodik sowie deren prototypischer Implementierung erfolgt zum einen anhand repräsentativer Fallstudien aus der betrachteten Domäne und zum anderen auf Basis einer Analyse hinsichtlich allgemeiner Kriterien zur Bewertung von Transformations-Frameworks. Eine abschließende Bewertung zeigt, dass die entwickelte Methodik die speziellen Anforderungen in Bezug auf die UI-Entwicklung in der Domäne der industriellen Automatisierungstechnik erfüllt und zur Vereinfachung der Entwicklung von Modelltransformationen geeignet ist. / User Interfaces (UIs) in the domain of industrial automation serve the operation and monitoring of technical processes. The Model-based User Interface Development (MBUID) represents a promising concept for the automatic generation of such UIs. However, the realization of this concept for a specific use case requires the development of one or multiple model-to-model (M2M) transformations. Using existing transformation frameworks, this represents a complex, error-prone, and thus costly task. This applies especially to developers without deep knowledge of model-based technologies and can in some circumstances even cancel out the advantages promised by MBUID. In order to simplify the process of developing model transformations, this thesis proposes a specific methodology as well as its prototypic implementation by means of the PAMTraM framework. This methodology addresses the special underlying conditions of UI development in the domain of industrial automation and is based on three main concepts: The basis is formed by the configuration of M2M transformations in ambiguous, conditional mapping models. These only capture mappings between elements of the source and the target UI modeling language of a transformation. In contrast to existing approaches, the developed methodology explicitly takes into account the possibility for ambiguous mappings that are common in the domain of UI development. Furthermore, developers can specify explicit context conditions that prevent the necessity of a modification or redevelopment of a mapping model in case of a changed context of use (e.g. a new hardware platform). Individual transformations for one or multiple source and context models can be executed based on a configured mapping model. Therefore, a special generic transformation algorithm is presented. By autonomously analyzing the target UI modeling language, this algorithm is even capable of executing incomplete mapping models. As a result of this, the developer has to integrate less information in the mapping model. However, due to this approach, ambiguities may occur at various points during the course of a transformation. In order to be able to resolve these ambiguities, various strategies like the consultation of the user are presented in this thesis. The third main concept is formed by two approaches for higher-order transformations that allow the partial semi-automatic generation resp. completion of mapping models among others in the context of iterative development processes. This further simplifies the development of mapping models and allows for the step-wise reduction of occurring ambiguities as far as necessary. Representative case studies from the considered domain as well as an analysis with regard to general criteria for the assessment of transformation frameworks prove the functionality of the proposed methodology and its prototypical implementation. A concluding evaluation shows that the developed methodology satisfies the specific requirements concerning UI development in the domain of industrial automation and is suited to simplify the development of model transformations.

In AP 1.4 wurde ein Verfahren zur Schaltzeitprognose verkehrsabhängiger Lichtsignalanlagen entwickelt, welches auf eine Vielzahl weiterer Lichtsignalanlagen anwendbar ist. Weiterhin wurden (AP.1.4.5) im Bereich der spurgenauen Ortung, die auf Basis von GPS ermittelten Positionen durch Fusion mit anderen Sensordaten, wie der axialen Beschleunigungen und den Drehraten um die Fahrzeughochachse sowie der Einbeziehung einer digitalen Karte (Digital Enhanced Map), diese hinsichtlich einer Spurdetektion weiterhin verbessert. Im Bereich der Datenübertragung (LSA-Fzg.) konnte die erste Teilstrecke von der Verkehrsmanagementzentrale zum Serviceprovider im Labor untersucht werden. In AP 2.1 wurde eine auf der optimalen Steuerung basierte Methode zum Energiemanagement von seriellen Hybriden entwickelt. Die optimale Ansteuerung von Motor-Start-Stopp, Gangwahl und Momentenaufteilung wird modellprädiktiv unter Beachtung des Kraftstoffverbrauchs und der Schademissionen berechnet. Nach Anpassung auf praktische Randbedingungen, lässt sich diese Methode in zukünftigen Hybridfahrzeugen als optimales Energiemanagement nutzen. Die in AP 3.1 entwickelte Softwareumgebung zur gekoppelten Fahrzeug und Verkehrssimulation wurde an Beispielszenarien getestet. Für ein Modell der Versuchsstrecke wurde umfangreiche Analysen des Ampelassistenzfunktion in komplexen Verkehrsszenarien durchgeführt. Für eine Variation verschiedener Parameter, wie Wirkreichweite, Verkehrsstärke, usw. konnten Aussagen über das Potential getroffen werden. In Zusammenarbeit mit AP 3.3 wurde ein Ampelassistenzsystem und die Ansteuerung des Active-Force-Feedback Pedals im Demonstrator implementiert. In AP 3.3 wurde ein Konzept zur Darstellung von LSA-Daten im Fahrzeug erarbeitet. Dieses wurde in einem Versuchsträger umgesetzt. Dazu wurde der Versuchsträger hardwareseitig ertüchtigt, und für die Untersuchung verschiedener Varianten der Darstellung eingesetzt.:I. Versionsübersicht 4 II. Kurze Darstellung 5 1. Aufgabenstellung 5 2. Voraussetzungen 6 3. Planung und Ablauf des Vorhabens 7 4. Wissenschaftlicher und technischer Stand 8 5. Bekannte Konstruktionen, Verfahren und Schutzrechte 9 6. verwendete Fachliteratur und Informations- und Dokumentationsdienste 9 7. Zusammenarbeit mit anderen Stellen 10 III. Eingehende Darstellung 11 1. Arbeitsinhalte und erzielte Ergebnisse 11 AP 1.4: Datenmanagement 11 AP 2.1: Range-Extender-Betriebsstrategien 40 AP 3.1: Fahrstrategie 63 AP 3.3: Mensch-Maschine-Interface 73 2. Nutzen der Ergebnisse 81 3. Fortschritt bei anderen Stellen 82 4. Veröffentlichungen und studentische Arbeiten 83 Vorträge 83 Publikationen 83 Studentische Arbeiten 84 IV. Literaturverzeichnis 86

Benutzungsschnittstellen (UIs) dienen in der Domäne der industriellen Automatisierungstechnik der Bedienung und Beobachtung technischer Prozesse. Das sogenannte Model-based User Interface Development (MBUID) stellt ein vielversprechendes Konzept zur automatischen Erzeugung solcher UIs dar. Allerdings erfordert die Umsetzung dieses Konzeptes für einen spezifischen Anwendungsfall jeweils die Entwicklung einer oder mehrerer Modell-zu-Modell-Transformationen (M2M). Hierbei handelt es sich unter Verwendung aktueller Ansätze für Transformations-Frameworks um einen aufwändigen, fehleranfälligen und daher kostenintensiven Prozess. Dies gilt vor allem für Entwickler ohne tiefgreifendes Wissen über modellbasierte Technologien und kann unter Umständen sogar die durch die MBUID propagierten Vorteile aufwiegen. Zur Erleichterung des Prozesses der Entwicklung von Modelltransformationen schlägt diese Arbeit eine spezielle Methodik sowie deren prototypische Implementierung in Form des PAMTraM-Frameworks vor. Die Methodik greift dabei die speziellen Rahmenbedingungen bei der UI-Entwicklung in der Domäne der industriellen Automatisierungstechnik auf und basiert auf drei Hauptkonzepten: Die Basis stellt die Konfiguration von M2M-Transformationen in mehrdeutigen, bedingten Abbildungsmodellen dar. Diese Abbildungsmodelle beschreiben dabei lediglich Zuordnungen zwischen Elementen der Quell- und Ziel-UI-Beschreibungssprache einer durchzuführenden Transformation. Im Gegensatz zu existierenden Ansätzen erlaubt die entwickelte Methodik die explizite Berücksichtigung mehrdeutiger Abbildungen, die in der Domäne der UI-Entwicklung häufig auftreten. Darüber hinaus können explizite Kontextbedingungen formuliert werden, die die Notwendigkeit der Anpassung bzw. Neu-Erstellung eines Abbildungsmodells bei Vorliegen eines geänderten Nutzungskontextes (z.B. einer neuen Hardware-Plattform) verhindern. Konkrete Transformationen für ein oder mehrere Quell- und Kontextmodelle können anschließend auf Basis eines konfigurierten Abbildungsmodells durchgeführt werden. Hierzu wird ein spezieller generischer Transformations-Algorithmus vorgestellt. Dieser ist in der Lage, basierend auf einer selbstständigen Analyse der Ziel-UI-Beschreibungssprache auch unvollständige Abbildungsmodelle auszuführen. Hierdurch muss der Entwickler eines Abbildungsmodells weniger Informationen in dieses integrieren. Allerdings führt dieses Vorgehen auch dazu, dass im Rahmen der Durchführung einer Transformation an verschiedenen Stellen Mehrdeutigkeiten auftreten können. Zur Auflösung dieser Mehrdeutigkeiten stellt diese Arbeit unterschiedliche Strategien wie z.B. die Konsultation des Nutzers vor. Das dritte Hauptkonzept wird durch zwei Ansätze für sog. Higher-Order Transformations gebildet. Diese ermöglichen die teilweise semi-automatische Erstellung bzw. Vervollständigung von Abbildungsmodellen u.a. im Rahmen iterativer Entwicklungsprozesse. Dadurch wird die Entwicklung von Abbildungsmodellen weiter vereinfacht und die während einer Transformation auftretenden Mehrdeutigkeiten können schrittweise soweit notwendig reduziert werden. Ein Nachweis über die Funktionalität der entwickelten Methodik sowie deren prototypischer Implementierung erfolgt zum einen anhand repräsentativer Fallstudien aus der betrachteten Domäne und zum anderen auf Basis einer Analyse hinsichtlich allgemeiner Kriterien zur Bewertung von Transformations-Frameworks. Eine abschließende Bewertung zeigt, dass die entwickelte Methodik die speziellen Anforderungen in Bezug auf die UI-Entwicklung in der Domäne der industriellen Automatisierungstechnik erfüllt und zur Vereinfachung der Entwicklung von Modelltransformationen geeignet ist. / User Interfaces (UIs) in the domain of industrial automation serve the operation and monitoring of technical processes. The Model-based User Interface Development (MBUID) represents a promising concept for the automatic generation of such UIs. However, the realization of this concept for a specific use case requires the development of one or multiple model-to-model (M2M) transformations. Using existing transformation frameworks, this represents a complex, error-prone, and thus costly task. This applies especially to developers without deep knowledge of model-based technologies and can in some circumstances even cancel out the advantages promised by MBUID. In order to simplify the process of developing model transformations, this thesis proposes a specific methodology as well as its prototypic implementation by means of the PAMTraM framework. This methodology addresses the special underlying conditions of UI development in the domain of industrial automation and is based on three main concepts: The basis is formed by the configuration of M2M transformations in ambiguous, conditional mapping models. These only capture mappings between elements of the source and the target UI modeling language of a transformation. In contrast to existing approaches, the developed methodology explicitly takes into account the possibility for ambiguous mappings that are common in the domain of UI development. Furthermore, developers can specify explicit context conditions that prevent the necessity of a modification or redevelopment of a mapping model in case of a changed context of use (e.g. a new hardware platform). Individual transformations for one or multiple source and context models can be executed based on a configured mapping model. Therefore, a special generic transformation algorithm is presented. By autonomously analyzing the target UI modeling language, this algorithm is even capable of executing incomplete mapping models. As a result of this, the developer has to integrate less information in the mapping model. However, due to this approach, ambiguities may occur at various points during the course of a transformation. In order to be able to resolve these ambiguities, various strategies like the consultation of the user are presented in this thesis. The third main concept is formed by two approaches for higher-order transformations that allow the partial semi-automatic generation resp. completion of mapping models among others in the context of iterative development processes. This further simplifies the development of mapping models and allows for the step-wise reduction of occurring ambiguities as far as necessary. Representative case studies from the considered domain as well as an analysis with regard to general criteria for the assessment of transformation frameworks prove the functionality of the proposed methodology and its prototypical implementation. A concluding evaluation shows that the developed methodology satisfies the specific requirements concerning UI development in the domain of industrial automation and is suited to simplify the development of model transformations.

This research study investigates the factors contributing to delays in construction equipment projects, specifically in the User Experience (UX) and Human-Machine Interface (HMI) area, with a particular focus on projects conducted at the company Volvo Construction Equipment. The study incorporates a literature review, a mixed-methods approach combining qualitative and quantitative analysis, and in-depth discussions. Through the analysis of existing literature, the study identifies various factors associated with delays in construction equipment projects, including unclear project requirements, challenges in integrating systems and technologies, communication and collaboration issues, inadequate project management practices, and external influences. Building upon this foundation, qualitative interviews and quantitative surveys were conducted to gather insights from project managers, engineers, and other stakeholders at Volvo Construction Equipment. The findings from the data analysis highlight the frequency and average duration of delays in the UX/HMI area of construction equipment projects. Key contributing factors include communication issues, changes in project requirements or scope, insufficient resources or manpower, delays in component/material delivery, and lack of coordination among teams. These factors significantly impact project performance. Participants in the study reported employing various strategies to mitigate these delays, such as improving communication channels, enhancing cross-functional collaboration, investing in training and skill development, and closely monitoring project requirements. The research outcomes provide valuable insights into the relationships between identified factors and project delays in the UX/HMI area at Volvo Construction Equipment. The results emphasize the importance of addressing these factors through improved planning, effective communication, collaboration, and resource management to enhance project efficiency. Furthermore, the study contributes to the field of UX/HMI in construction equipment projects by shedding light on the specific challenges faced by the company and providing recommendations to improve project management practices and minimize delays. Recommendations to future research directions include longitudinal studies to assess the long-term impact of implemented strategies, exploration of emerging technologies in the UX/HMI domain, and evaluation of different project management methodologies for their effectiveness in addressing delays. By addressing these research gaps, further advancements can be made to optimize the UX/HMI area of construction equipment projects, ensuring successful project outcomes. / Denna forskningsstudie undersöker faktorer som bidrar till förseningar i produktutvecklingsprojekt av arbetsmaskiner, specifikt inom användarupplevelse (UX) och människa-maskin-gränssnitt (HMI), med särskilt fokus på projekt som genomförs vid företaget Volvo Construction Equipment. Studien innefattar en litteraturöversikt, en blandad metodansats som kombinerar kvalitativ och kvantitativ analys samt fördjupade diskussioner. I analysen av befintlig litteratur identifieras olika faktorer som är förknippade med förseningar i denna typ av projekt, inklusive oklara projektkrav, utmaningar att integrera system och teknik, kommunikations- och samarbetsproblem, otillräckliga projektledningsmetoder och externa påverkningar. Med denna grund genomfördes kvalitativa intervjuer och kvantitativa enkäter för att samla insikter från projektledare, ingenjörer och andra intressenter vid Volvo Construction Equipment. Resultaten från dataanalysen belyser frekvensen och genomsnittlig varaktighet av förseningar inom UX/HMI-området för denna typ av projekt. Nyckelfaktorer inkluderar kommunikations-problem, ändringar i projektkrav eller omfattning, otillräckliga resurser eller arbetskraft, förseningar i leverans av komponenter/material och brist på samordning mellan team. Dessa faktorer påverkar projektets prestanda avsevärt. Deltagarna i studien rapporterade att de använder olika strategier för att mildra dessa förseningar, såsom att förbättra kommunikations-kanaler, förbättra tvärfunktionellt samarbete, investera i utbildning och kompetensutveckling samt noggrant övervaka projektkrav. Resultaten ger värdefulla insikter i sambanden mellan identifierade faktorer och projekt-förseningar inom UX/HMI-området på Volvo Construction Equipment. Vikten av att hantera dessa faktorer genom förbättrad planering, effektiv kommunikation, samarbete och resurshantering för att förbättra projekteffektiviteten betonas särskilt. Vidare bidrar studien till fältet UX/HMI inom denna typ av projekt genom att belysa de specifika utmaningar som Volvo Construction Equipment står inför och ge rekommendationer för att förbättra projektlednings-metoder och minimera förseningar. Framtida forskningsriktningar som rekommenderas inkluderar longitudinella studier för att bedöma den långsiktiga effekten av implementerade strategier, utforskning av framväxande teknik inom UX/HMI-domänen och utvärdering av olika projektledningsmetodiker gällande deras effektivitet i att hantera förseningar. Genom att ta itu med detta kan ytterligare framsteg göras för att optimera UX/HMI-området för produktutvecklingsprojekt av arbetsmaskiner och säkerställa framgångsrika projektresultat.

Vehicles are becoming increasingly autonomous, as automotive industries are investing in innovative technology. Therefore the technology becomes more available and affordable, making it possible for Toyota Material Handling Europe (TMHE) to introduce automated features in their trucks. Vehicles that have a forward collision warning system, and thus are partly autonomous, are involved in less accidents than those without. In manufacturing industries there is currently a problem with truck collisions and an automated solution might be a suitable way to prevent these. When implementing an automation device, human machine interaction and user-friendliness are aspects to keep in mind during the development. The thesis concerns how autonomous features can assist the truck driver, and how to provide the driver with intuitive feedback. The purpose was to ensure the drivers’ and surrounding personnel’s safety as well as increase the productivity. Research was performed regarding in what situation an assisting device is needed and how to communicate information in an intuitive manner to help the driver in this situation. A conceptual interface was developed that allows communication between the driver and a future all-knowing system, that tracks all objects and personnel in a warehouse. The drivers have had a central role in the process. The observations were performed in the TMHE warehouse to identify situations. The most perilous and frequent situation was when drivers need to focus both in the fork and drive wheel directions simultaneously. This either puts the surroundings or the driver in danger. A conceptual interface was developed to help the driver in this situation. This resulted in a concept implementable in both current and future trucks, to harmonise the solution and ensure a safe warehouse environment. A lo-fi prototype was constructed and evaluated iteratively with drivers to ensure the quality and usability of the concept. The resulting feedback solution consists of sounds from speakers mounted in the headrest and a display interface with warning symbols. The sounds are directional to notify the driver if the danger is to the left or right behind his back. If the danger is only semi-close, the driver receives a warning, but if it is very close, the truck is stopped autonomously. The symbols appear on the display simultaneously as the sounds are heard, to provide further feedback. Additionally, an Autonomous Positioning feature has been developed, that consists of symbols and buttons on the display interface, as well as an alert sound from the display to indicate the system’s activation and deactivation. Safety is enhanced since neither personnel nor trucks are in risk of collision when implementing the concept. As the concept helps the driver position the truck effortlessly towards the pallet the productivity is also improved.