Interfaces para el Monitoreo y Control de Procesos Industriales

Transcripción

1 Intrfac para l Mnitr y Cntrl d Prc Indutrial Srgi Martig - Silvia Catr Labratri d Invtigación n Viualización y Cmputación Gráfica Dpt. d Cincia Ingniría d la Cmputación Intitut d Invtigación n Cincia y Tcnlgía Infrmática (IICyTI) Univridad Nacinal dl Sur Bahía Blanca Argntina 1 Intrducción: -mail: [rm, mc]@c.un.du.ar La intrfac n la cara viibl d l itma, cntituynd l mdi d cmunicación ntr l actr d un prc intractiv. L actr, dd nutr punt d vita, n l human y la cmputadra. Amb muy cmplj y muy difrnt ntr í, tant n la frma d cmunicar, cm n la d ralizar la tara. La intrfaz db prmitir a amb cmunicar fctivamnt para lgrar, d ta manra, intraccin xita. Rulta clar qu a cmunicación pud fallar n ditint punt y pr ditinta razn. En particular la intrfac para l mnitr y cntrl d prc indutrial pn caractrítica ditintiva, mucha d lla crítica, qu impactan furtmnt n la cmunicación qu db prpiciar. La incrpración d nuva tcnlgía n l itma d cntrl y l avanc n la tcnlgía d rclcción y cmunicación d dat han impactad n la frma n qu l pradr intractúan cn l itma d mnitr y cntrl. El ingnir d itma d cntrl db dcidir cóm aprvchar mjr l nuv rcur, prvit pr la innvación tcnlógica, y d qué manra impactan n la intrfaz hmbr-máquina. La cutin rlativa a la intrfaz hmbr-máquina invlucran dciin br la cantidad y tip d rpnabilidad d cntrl qu db dlgar n l pradr y cuánt pud ét manjar n frma gura. En t ntid, l ingnir d cntrl db rlvr apct, tal cm la dtrminación d cuál la cantidad d infrmación qu pud prcar y manjar un pradr ant una ituación prblmática, y n cncuncia, cóm db diñar l itma d mnitr y la alarma para qu a carga cgnitiva diminuya a nivl gur acptabl. Má allá d la caractrítica d la tcnlgía ubyacnt dd l punt d vita dl diñ d intrfac pdm dividir l prblma qu prntan la intrfac d t itma n d grand grup: l mtrad dl tad dl prc d manra fctiva y la intraccin qu dbn prvr para qu la tara prputa puda llvar a cab cn éxit. E indicutibl qu un d l factr n cmún l cntituy l human: l pradr l qu db pdr intrprtar la infrmación mtrada, intractuar para pdr accdr a la infrmación qu ncita para dtrminar la acción a guir y pdr cmpltar l cicl ralizand la accin crrctiva ncaria. Un abrdaj pibl al prblma dl mnitr y cntrl d prc indutrial pud ralizar n l marc d la Intracción Human Cmputadra. Un nfqu d t tip nfatiza l apct human n la cncrción d intraccin fctiva.

2 2 El Factr Human n l prc d mnitr y cntrl El human l lmnt cntral n l itma intractiv. L itma dbn aitir al uuari n la cncrción d u tara. Para pdr diñar alg para alguin, dbm tnr n cunta u capacidad y limitacin. La cnidración d la caractrítica báica dl human n cuant a u capacidad prcptual y habilidad cgnitiva n l prc d diñ dtrminarán una mjra n la uabilidad dl itma, n u prfrmanc y n u fctividad. Al mmnt d tratar d ntndr cóm intractúa l human cn u ntrn útil cntar cn un mdl, una viión implificada, qu prmita analizar la cuncia d prc qu currn n nutr crbr al intractuar cn l ntrn. Han id prput much mdl, n particular n 1983 Card, Mran y Nwll prntarn l Mdl d Etad d Prcamint d Infrmación Human (Fig. 1). Et mdl, i bin n xact, cntituy un marc d rfrncia útil para tudiar y ntndr l prcamint cgnitiv. MEMORIA Snr Extrn (j, id, pil, ) Snr Intrn Prcpción Intlctual: - Raznamint - Rlución d Prblma - Tma d dciin - Pnamint Crativ Cntrl d Mvimint Rpn ddr (man, pirna, bca, ) MOTIVACIÓN Fig. 1: Mdl d Etad d Prcamint d Infrmación Cm pud aprciar n la figura, l mdl cnit n tr ubitma intractuand ntr í. L tímul nad n l ntrn n prcad pr l itma prcptual, l itma mtr l qu cntrla l mvimint, y l cgnitiv prv l prcamint adcuad para cnctar a l tr d. En cada tapa tin acc a la infrmación almacnada n mmria y td l prc tá influnciad pr la mtivación dl uuari. Para nutr ca d tudi rfrmularm l mdl antrir, nfcándl al prc d mnitr y cntrl d prc. El mdl d intracción ntr l pradr y l prc l mtrad n la Fig. 2. En l mdl pud aprciar qu la infrmación br l prc capturada pr l intrumnt. L dat nad pr l intrumnt dbn cnvrtir n infrmación qu mtrada n l diplay d la ala d cntrl, dat también alimntan al itma d alarma cntituynd junt cn l diplay u única viión dl tad dl prc. Una vz nada, la infrmación d l diplay ingra al ubitma dl

3 pradr, dnd prcada y d cnidrarl ncari rpndrá a travé dl cnjunt d cntrl dipnibl. Mmria Snra Mmria d Crt Plaz Mmria d Larg Plaz P r c S n r Prcpción Intlctual: - Raznamint - Rlución d Prblma - Tma d dciin - Pnamint Crativ Cntrl d Mvimint Alarma Diplay Subitma dl Opradr Cntrl Ambint d la Sala d Cntrl. Gnt, ruid, iluminación Fig. 2: Mdl d Intracción Opradr-Prc Un apct qu n pdm ignrar qu td prc llva a cab n l ambint d la ala d cntrl. El ambint influy n la manra d prcibir la infrmación prnt n l diplay, impactand furtmnt la cndicin d iluminación, ruid y tr apct un tant má util, cm l cirganizacinal d la mpra. La infrmación capturada dl ambint nada y almacnada n la mmria nra icónica y dd allí paa a la dnminada mmria d crt términ. En ta primra tapa la infrmación prcada pr l itma prcptual. L tímul crud n nad, para lug r prcibid. E dcir, hay td un prc cgnitiv qu prmit tranfrmar l tímul nad n infrmación prcibida. La fctividad d t prc dpnd furtmnt d la manra n qu prntan l dat n l diplay, n la carga cgnitiva a la qu mta al pradr. En un xtrm i la ntrada n tá bin diñada la tranfrmación n infrmación, u intrprtación, xcdrá al prcamint prcptual, invlucrand ya un prc intlctual. El prc intlctual má lnt invlucrand la mmria d larg plaz. Td l antrir tá rlacinad cn la intrprtación d l dat d ntrada, rtand aún u valuación y la tma d dciin. Eta última actividad n ntamnt intlctual y dtrminarán la rputa qu xtririzará pr l cntr d cntrl d mvimint. El prc intlctual tin la caractrítica d r influnciad pr l ntrnamint; cn l timp, l human darrlla habilidad qu l prmitn mjrar la prfrmanc n t tip d actividad. También ha tablcid qu i la cmpljidad d la tara a ralizar alta, prjudica la prfrmanc dl prc prcptual. Rultad imilar brvan cuand la prna tá mtida a alt nivl d tré.

4 Un d l bjtiv prguid dtrminar d qué manra prntar l dat para lgrar diminuir la carga dl itma prcptual y favrcr la tapa dl prcamint intlctual d la infrmación prcibida. 2.1 Atnción viual, búquda y Mnitr d Sitma La atnción viual tá aciada al mvimint cular. Ntr prtam atnción a aqull qu tam mirand. En t ntid útil la mtáfra dl rflctr para dcribir la intrrlación xitnt ntr la pición dl j y l camp útil d viión. El diámtr dl haz d luz, mdid cm ángul viual, dcrib l tamañ dl camp viual útil. La dircción dl mim quda dtrminada pr l mvimint d l j. Et mdl ha id darrllad n l cntxt d l itma d uprviión d cntrl, para rfljar la manra n qu la prna rcrrn l panl d indicadr. Dada la cncuncia qu pdría tnr un juici rrón una dciión quivcada pr part dl pradr, l diñ d la intrfaz un lmnt crític. Rulta clar qu l mcanim d atnción viual, impactan furtmnt n l diñ d ta intrfac. Un d ll lgrar una manra fctiva d capturar la atnción dl pradr ant la currncia d un vnt. En tra cain, n lugar d mtrar imultánamnt la currncia d cada un d l vnt, má útil mtrar la currncia d un patrón d cambi d vnt, diminuynd d ta manra la carga dl itma prcptual. Sgún War [War00], n la mayría d t itma l pradr db mnitrar un cnjunt d intrumnt d una manra mi-rptitiva. En l mdlad d la tratgia d uprviión uualmnt ditingun l iguint lmnt: Canal: Difrnt frma n la qu l uuari pud rcibir infrmación. Pudn r vntana d un diplay, dial, indicadr lumin, nid, tc. Evnt: La ñal qu currn n l ditint canal, qu al r prcada prcptualmnt, prvn infrmación útil. Ct prad: E l ct aciad a la pérdida d dtcción d un vnt. L pradr dl itma baan u tratgia d mnitr n un mdl mntal baad n la prbabilidad d l vnt y u ct aciad [Wic92, Mr86]. Charbnl y Shridan [Cha68, Sh72] prpnn qu la cnducta d mnitr cntrlada pr tr d factr: El crcimint dl grad d incrtidumbr n l tad dl canal y l ct d mutrar canal. El ct d mutr dl canal invramnt prprcinal a la facilidad cn la qu l diplay pud r intrprtad. Et mdl han id aplicad xitamnt n l diñ d l intrumntal d avin. Otr factr qu pudn influir n l patrn d mnitr: L uuari tindn a minimizar l mvimint d l j. El ct dl mutr diminuy i l punt ncuntran pacialmnt crcan. Pud xitir un br-mutr d canal n l cual pud aparcr infrmación pc frcunt. S cr qu t pud dbr a la limitacin d la mmria d crt plaz. L pradr uln xhibir cmprtamint difuncinal n ituacin d alt tré. Baj cirta cndicin d crii l pradr djan d rlvar imultánamnt la infrmación prntada n vari canal [Mr89]. S ha cmprbad qu ant una crii, la fijación dl pradr quda atrapada prand ralimntación d un indicadr dtrminad, n lugar d tmar tra accin má fctiva.

5 L pradr uln xhibir patrn d can prpi, inclu irrlvant para la tara prputa [Mg79] El cncpt d camp d viión útil (UFOV) utiliza para dfinir l tamañ d la rgión dd la cual pdm xtrar rápidamnt infrmación. El tamañ dl UFOV varía ampliamnt dpndind d la tara y d la infrmación mtrada. Exprimnt ralizad cn diplay dnamnt pblad dtrminan un tamañ dl camp d viión útil d 1 a 4 grad. Pr tr lad ha dtrminad qu para baja dnidad d caractr l tamañ pud r d hata 15 grad. En rumn, l tamañ dl UFOV varía para mantnr n la zna d atnción un númr cntant d bjt. 3 Cncluin y trabaj futur Dd l punt d vita d diñ d intrfac, pdm dividir l prblma qu prntan l itma d mnitr y cntrl d prc n d grand grup: l mtrad dl tad dl prc d manra fctiva y la intraccin qu dbn prvr para qu la tara prputa puda llvar a cab cn éxit. Rpct dl mtrad, l prblma xcdn la mra prntación d l dat qu pr u cardinalidad un dafí. Admá db abrdar l tma d la auncia d tándar n ól d l lmnt a prntar, in también d qué infrmación db mtrar y dónd. Td l furz qu invirta n t tma rdundará n una diminución d la carga dl itma prcptual, favrcind u intrprtación y pr l tant mjrand la prfrmanc dl pradr. Otr apct a tnr n cunta la rganización d la infrmación. Dbid a u cantidad l mtrad db particinar l qu dtrmina qu la navgación ntr la ditinta vita a un punt crucial. Dcidir qué infrmación ncita l pradr imultánamnt y qué dat n rlvant baj dtrminada circuntancia cntituy td un tma d invtigación. Bibligrafía: [Bai96] Baily, R. Human Prfrmanc Enginring. Prntic Hall [Cha68] Carbnll, J.R t. al. A quuing mdl f viual ampling. IEEE Tranactin n Man-Machin Sytm, MMS-9, [Dix98] Dix, A., Finlay, J., Abud, G., Bal, R. Human-Cmputr Intractin. Prntic Hall Eurp, 2 nd. Editin [Mg79] Mgaw, E., Richardn, J. Targt uncrtainty and viual canning tratgi. Human Factr [Mr86] Mray, N. Mnitring bhavir and uprviing cntrl. In Handbk f Prcptin and Human Prfrmanc [Mr89] Mray, N, Rtnbrg, I. Fault managmnt in fault cntrl. Ergnmic [Shn98] Shnidrman, Bn. Digning d Ur Intrfac.. Addin-Wly Publihr Cmpany [Wic92] Wickn, C.D. Enginring Pychlgy & Human Prfrmanc. Harpr Cllin [War00] War, C. Infrmatin Viualizatin: prcptin fr dign. Mrgan Kauffmann