Prof. Teemupekka Virtanen FM Christian Jurvanen

Transkriptio

1 JARKKO ILOMÄKI SIKOJEN WWW-TILATESTAUSOHJELMISTON KÄYTTÖLIITTYMÄN SUUNNITTELU JA TOTEUTUS Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten Espoossa Valvoja: Ohjaaja: Prof. Teemupekka Virtanen FM Christian Jurvanen

2 TEKNILLINEN KORKEAKOULU Tietotekniikan osasto DIPLOMITYÖN TIIVISTELMÄ Tekijä Päiväys Jarkko Ilomäki Sivumäärä 89 Työn nimi Sikojen www-tilatestausohjelmiston käyttöliittymän suunnittelu ja toteutus Professuuri Koodi Tietoliikenneohjelmistot T-110 Työn valvoja Prof. Teemupekka Virtanen Työn ohjaaja FM Christian Jurvanen Viime vuosina tapahtunut tekniikan kehitys on tuonut Internet-verkon ja sen palvelut yhä useamman ihmisen ulottuville. Kehitys on kuitenkin ollut tekniikkavetoista ja varsinaisen käyttäjän tarpeet on usein jätetty toisarvoisiksi. Toisaalta käyttäjäkeskeisyys ja käyttäjien mukaanottaminen tuotteita suunniteltaessa ja toteutettaessa on lisääntynyt merkittävästi. Käyttäjäkeskeisellä suunnitteluprosessilla ja siihen kuuluvilla menetelmillä pystytään tuottamaan käyttäjän tarpeet täyttäviä tuotteita. Maataloussektori ja sen osa-alue sianjalostus ovat kohteita, joissa ohjelmistopalvelut ovat erittäin tarpeellisia, mutta käytettävyyttä ja käyttäjäkeskeisiä menetelmiä ei tiettävästi ole aikaisemmin korostettu ohjelmistojen teossa. Tässä diplomityössä yhdistetään nämä osaalueet suunnittelemalla ja toteuttamalla käyttäjäkeskeisten menetelmien avulla wwwpohjainen sikojen tilatestaukseen sopiva käyttöliittymä. Työssä käytetty iteratiivinen prosessi perustuu sovellusalueen ja käytettävyysaspektien yhdistämiseen. Perustana toimii kirjallisuuskatsaus sekä käytettävyyden että sianjalostuksen osalta. Muita käytettyjä menetelmiä ovat kirjallisuuskatsaus, käyttäjätutkimu heuristinen analyysi ja käytettävyystestit. Prosessissa on pyritty kattamaan kaikki käyttöliittymän elinkaaren vaiheet. Avainsanat Käyttöliittymä, käyttäjäkeskeinen suunnittelu, sianjalostus, tilatestaus Kieli Suomi i

3 HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Department of Computer Science ABSTRACT OF MASTER'S THESIS Author Date Jarkko Ilomäki Number of pages 89 Title of thesis Design and implementation of user interface to pigs' on-farm testing software Professorship Professorship code Telecommunications software T-110 Supervisor Prof. Teemupekka Virtanen Instructor M.Sc. Christian Jurvanen During the last years, the development of technology has brought the Internet and its services to the reach of more and more people. The development has been technologydriven and the needs of actual user have often been disregarded. On the other hand, userfriendliness and the participation of users during product development has become very popular. With the aid of user-centered design process and its methodology, the usability issues can be solved. The agriculture sector and its subsection pig breeding are subjects, in which software application and Internet services are required, but in which usability techniques and usercentered methods haven't been commonly applied. The purpose of this master's thesis is to combine these two areas by designing and implementing www-interface for pigs' on-farm testing software. In this thesis, an iterative version of the user-centered design process is used. The basis of the work is based on literature from both usability and pig breeding areas. Other methods include user survey, task analysis, heuristic evaluation and usability tests. In addition to the actual design and implementation phases, the later parts of the user interface lifecycle are di Keywords User Interface, User-Centered Design, Pig Breeding, On-Farm Testing Language Finnish ii

4 Alkusanat Tämä diplomityö on ollut mahdollinen Pro Agria Suomen Maatalouden Laskentakeskuksen ja Pro Agria Suomen Kotieläinjalostusosuuskunnan tarjoaman mahdollisuuden vuoksi. Kiitän kaikkia näiden yritysten henkilöitä, jotka ovat uupumattomasti kannustaneet ja ohjanneet minua eteenpäin. Erityiskiitokset työn valvojalle, professori Teemupekka Virtaselle ja työn ohjaajalle Christian Jurvaselle lukuisista ohjeista ja kommenteista. Helsingissä Jarkko Ilomäki iii

5 Sisällysluettelo ALKUSANAT...III SISÄLLYSLUETTELO... IV KUVALUETTELO... VI LYHENTEET JA TERMIT JOHDANTO Tutkimusongelma Yritysesittelyt Maatalouden Laskentakeskus Oy Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta Diplomityön rakenne SIANJALOSTUS Sianjalostuksen perusteet Toiminta Suomessa Sianjalostuksen menetelmät Sikojen tilatestaus Nykypäivän haasteet Tietotekniikan merkitys KÄYTTÖLIITTYMÄN KÄYTTÄJÄKESKEINEN SUUNNITTELU Käytettävyyden määritelmiä Käyttäjäkeskeisen suunnittelun ominaispiirteet Käyttäjäkeskeisen suunnittelun prosessimalleja Käyttäjätutkimus Tehtäväanalyysi Käytettävyyden arviointi WWW-sivu käyttöliittymänä VAATIMUSMÄÄRITTELY Toiminnalliset vaatimukset Käytettävyysvaatimukset Tekniset vaatimukset Turvallisuusvaatimukset KÄYTTÖLIITTYMÄN SUUNNITTELU Oletukset ja rajoitukset Toimintaympäristöön perehtyminen Käyttäjätutkimus Tehtäväanalyysi Aikaisemmat ratkaisut Vaihtoehtoiset toteutustavat Käyttöliittymäratkaisun suunnitteleminen Toiminnallinen rakenne Vuorovaikutus Ulkoasu Tukitoiminnot Turvallisuuskysymykset...54 iv

6 6 KÄYTTÖLIITTYMÄN TOTEUTTAMINEN Toteutusprosessi Toteutusympäristö Järjestelmäympäristö Kolmitasoarkkitehtuuri Ohjelmiston rakenne Tietokanta Ohjelmistokomponentit Käyttöliittymän rakenne Yhteiset osat Parametrisointi Näyttöjen rakenne Näyttöjen välinen kommunikointi Tehokkuuskysymykset Raskaat laskennat Tiedonsiirron tehokkuus Virhekäsittely Ohjelmiston seuranta Jatkokehitysmahdollisuudet TOTEUTUKSEN ANALYSOINTI Toiminnalliset vaatimukset Käytettävyysvaatimukset Tekniset vaatimukset Turvallisuusvaatimukset JOHTOPÄÄTÖKSET Vastaukset tutkimuskysymyksiin Työn arviointi Tulevaisuus ja uudet tutkimuskysymykset LÄHTEET...81 v

7 Kuvaluettelo Kuva 1. Periaatekuva jalostuksen merkityksestä kotieläinsektorilla [16]...7 Kuva 2. Suomalaisen siantuotannon rakenne [11]...9 Kuva 3. Keskustietokannan tiedonlähteet...14 Kuva 4. ISO käyttäjäkeskeisen suunnittelun prosessimalli [14]...19 Kuva 5. Ihmisen toiminnan yksinkertaistettu malli...25 Kuva 6. Kuva 7. Kuva 8. Kuva 9. Kuva 10. Tilatestauksessa käytettävät välineet...33 Sian tilatestausta silavan mittaus...34 Vanhan TUTKA:n toimintarakenne...37 Suunnitteluratkaisun toiminnallinen rakenne...42 Osa vanhan TUTKA:n pääsivua...51 Kuva 11. Uusi suunnitteluratkaisu pääsivusta...51 Kuva 12. Kuva 13. T-Indeksin laskenta -näyttö...53 Ohjeteksti T-Indeksin laskenta -näytölle...54 Kuva 14. MLOY:n tekninen ympäristö...59 Kuva 15. Kuva 16. Ohjelmistoarkkitehtuuri ja laitesijoittelu...60 Tietokantaoperaatiot bisneslogiikkakomponenteissa...62 Kuva 17. Tietokantaoperaatiot tallennetuissa proseduureissa...62 Kuva 18. Kuva 19. Kuva 20. Tilatestausohjelmiston ohjelmistokomponentit...64 Näyttöjen sisäinen rakenne aiemmin...67 Näyttöjen uudistettu sisäinen rakenne...68 vi

8 LYHENTEET JA TERMIT Lyhenteet ja termit ASP Active Server Pages on dynaamisten www-sivujen luontiin tarkoitettu ohjelmointikieli ja -ympäristö. BLUP Bested Linear Unbiased Prediction. Jalostuksen laskentamalli, missä eläinten jalostusarvot arvioidaan ympäristötekijät huomioonottaen ja tuloksena on eri ominaisuuksille määrätyt tunnusluvut. CSS Cascading Style Sheet. HTML-sivuilla käytetty elementtien ja tekstien tyylimäärittely. Ensikko Naaraspuolinen sika, joka ei vielä ole porsinut (ts. ei ole vielä saanut ensimmäisiä jälkeläisiään). Emakko Naaraspuolinen sika, joka on porsinut ainakin kerran (ts. saanut ainakin yhdet jälkeläiset). GUI Graphical User Interface. Graafinen käyttöliittymä. GPRS General Packet Radio Services. Nimitys pakettikytkentäiselle, langattomalle radioyhteydelle. HCI Human-Computer Interaction. Ihmisen ja koneen välinen vuorovaikutus. HTML Hypertext Markup Language. Joukko esityskoodeja sisältävä kieli, jolla on tarkoitus muodostaa www-sivuja. Karja Karja on sikojen muodostama yhtenäinen yksikkö, jonka omistaa tietty henkilö tai yhteisö. Yhdellä omistajalla voi olla useampia karjoja, jos esimerkiksi karjojen käyttötarkoitukset eroavat toisistaan. Karjaankytkentä Jokainen rekisteröity sika on kytkettynä johonkin karjaan. Karjaankytkentä kertoo, koska ja millä tavalla sika liittyi karjaan (esim. syntyi tai ostettiin) ja koska ja miten eläin poistettiin karjasta (esim. myytiin teuraaksi). Karjatunnus Karjatunnus on seitsemän numeroa pitkä tunniste, joka kuvaa tiettyä karjaa. 1

9 LYHENTEET JA TERMIT Karju Urospuolinen sika, jota ei ole kastroitu. Karjut kasvavat nopeammin kuin kastroidut veljensä (ks. leikko), mutta niiden lihassa on ns. karjunmaku, joka laskee lihan laatua ja arvoa. Korvanumero Sika tunnistetaan sikalassa sen korvanumeron perusteella. Korvanumerot ovat sikalakohtaisia numeroita, ja numerosarja aloitetaan joka vuosi alusta. Leikko Urospuolinen sika, joka on kastroitu. Leikot kasvavat hitaammin kuin karjut, mutta niiden lihaan ei tule ns. karjunmakua, joka laskee lihan laatua ja arvoa. MLOY Katso Suomen Maatalouden Laskentakeskus Oy. Päiväkasvu Päiväkasvu kertoo, montako grammaa sian paino on keskimäärin kasvanut. Päiväkasvu lasketaan tilatestauksen yhteydessä. Silava Eläimen rasvakerros. Sikala Sikala-termillä on kaksi merkitystä. Ensinnäkin sikala kuvaa varsinaista rakennusta, jossa siat ovat. Tämän lisäksi sikala on siankasvatusyksikön nimi, jolla on tietty toimintatapa. Sikalat voivat esimerkiksi keskittyä eläinten jalostukseen (jalostussikala) tai puhtaaseen lihantuotantoon (monistussikala). SKJO Katso Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta. SQL Structured Query Language. Kieli, jolla voidaan käsitellä tietokannan tietosisältöä. Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta (SKJO) Pro Agria Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta on Suomessa kotieläinten jalostuspalveluista vastaava yritys. Suomen Maatalouden Laskentakeskus Oy (MLOY) Pro Agria Maatalouden Laskentakeskus Oy on Suomen johtava maataloussektorin ohjelmistojen ja it-palvelujen tuottaja. Laskentakeskus tuottaa ohjelmistopalveluja useille maataloussektorin toimialueille. Syntymätunnus Syntymätunnus on keskustietokantaan tallennetun eläimen tunnus ja käytännössä se on harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta juokseva numero. Syntymätunnus on tarpeellinen, koska samat korvanumerot ovat käytössä eri karjoilla ja yksilön tietojen kohdistaminen oikealle eläimelle olisi tällöin liki mahdotonta. 2

10 LYHENTEET JA TERMIT Tallennettu proseduuri SQL-kielinen proseduuri, jossa on toteutettu jokin tietokantaan liittyvä toiminnallisuus. Proseduurit tallennetaan tietokannan osaksi ja niitä kutsutaan kuten tavallisia SQLlauseita. Tilatestaus Tilatestaus on yksi sikatarkkailun menetelmä, jolla mitataan eläinten välistä paremmuutta lihakkuus- ja kasvuominaisuuksissa. Tilatestausindeksi (T-indeksi) Tilatestauksessa hyväksytylle eläimelle märitelty tunnusluku, joka lasketaan tilatestauksessa mitattujen ominaisuuksien pohjalta. Transaktio Tietty ohjelmistotoiminta (yleensä tietokannassa), joka on yksilöllinen ja. Transaktion alaiset toiminnot suoritetaan kaikki kokonaisuudessaan tai sitten mitään osaa ei suoriteta. TUTKA TUTKA on sikojen tilatestausohjelmistolle annettu nimi. Nimen perustana on tilatestauksessa käytetty, silavamittaukseen tarkoitettu ultraäänilaite. UCD User Centred Design. Käyttäjäkeskeinen suunnittelu. 3

11 JOHDANTO 1 Johdanto Sianjalostustoiminta on Suomen maataloussektorilla hyvin merkittävää liiketoimintaa. Pienikin kehitysaskel eläinten tuotanto-ominaisuuksissa ja arvoissa parantaa tuottavuutta merkittävästi. Tämä merkitsee sitä, että hyvät ominaisuudet omaavat sikojen sukulinjat pyritään säilyttämään ja heikkoja yksilöitä karsimaan. Yksi tärkeä sianjalostuksen osa-alue on sikojen tiloilla tapahtuva testaus, tilatestaus. Tilatestauksesta saatujen tulosten perusteella pystytään valtakunnallisesti vahvistamaan haluttuja tuotanto-ominaisuuksia ja siten tila pystyy suorittamaan hallittua karsintaa ja uusia hankintoja. Jalostus ja tilatestaus edellyttävät tietoa isosta eläinpopulaatiosta, jotta eläinten jalostaminen olisi mielekästä. Tiedot on siten kerättävä yhteiseen tietokantaan, jonka pohjalta on mahdollista määrittää eläinten ja tilojen tunnuslukuja. Tilatestausta varten on oltava tilatestausohjelmisto, jolla testattujen eläinten tiedot tallennetaan koko Suomen kattavaan keskusrekisteriin. Ohjelmiston tarkoituksena on suorittaa tietojen oikeellisuuden tarkistukset, tallentaa ja mahdollisesti päivittää rekisterissä jo olevia tietoja, suorittaa indeksilaskenta ja tuottaa testauskerran raportit. Tilatestausta suorittavat Pro Agria Suomen Kotieläinjalostusosuuskunnan (SKJO) jalostuskonsulentit. Helppokäyttöisen, miellyttävän ja tehokkaan ohjelmiston tarve on suuri. SKJO:n käyttämä nimitys ohjelmistosta on TUTKA, tilatestauksessa käytettävän ultraäänilaitteen mukaan. Viime vuosina erilaiset käyttäjäkeskeiset menetelmät ovat yleistyneet erityisesti ohjelmistojen ja laitteiden käyttöliittymän suunnittelussa. Näiden menetelmien tulokset ovat olleet hyvin useasti positiivisia: asiakastyytyväisyys on hyvä ja tuotteet toimivia. Usein käyttäjäkeskeisesti suunniteltu ja toteutettu ohjelmisto on myös vähentänyt ylläpitokustannuksia, koska käyttäjät saavat juuri sellaisen ohjelmiston, jota tarvitsevat. Toinen yleistynyt suuntaus on toteuttaa ohjelmisto Internet-verkkoon, jolloin ohjelmiston hallinta- ja päivityskustannukset laskevat huomattavasti perinteisiin työasemiin asennettavien ohjelmistoihin verrattuna. Internetin käyttäminen ohjelmistoalustana tarjoaa käyttäjälle mahdollisuuden käyttää haluamaansa wwwselainta ja yhteyksiä. Tämän diplomityön tarkoituksena on tarkastella sikojen tilatestausohjelmiston käyttöliittymän suunnittelutyötä ja tuottaa vaatimukset täyttävä www-pohjainen käyttöliittymä. Käyttöliittymän suunnittelussa ja toteutuksessa halutaan erityisesti huomioida varsinaiset käyttäjät. Diplomityön teettävälle maataloussektorilla toimivalle IT-yritykselle, Pro Agria Suomen Maatalouden Laskentakeskus OY:lle (MLOY) työn toissijaisena tarkoituksena on kerätä tietoa käyttäjäkeskeisen suunnittelun hyödyllisyydestä ja hyödyntämismahdollisuuksista tulevissa kehityshankkeissa. Diplomityön kirjoittajan tehtävänä on ollut suunnitella uusi käyttöliittymä yhdessä käyttäjien kanssa, toteuttaa se ja verifioida toteutetun järjestelmän toimivuus annettuja vaatimuksia vastaan. 4

12 JOHDANTO 1.1 Tutkimusongelma Diplomityön tärkein tavoite on suunnitella ja toteuttaa sikojen tilatestausohjelmiston www-käyttöliittymä. Työssä painotetaan käytettävyyttä ja käyttäjäkeskeistä toteuttamistapaa. Lisäksi diplomityössä etsitään vastauksia seuraaviin tutkimuskysymyksiin: Sopiiko käyttäjäkeskeinen suunnitteluprosessi maatalous- ja tietotekniikkasektoreiden asiantuntemuksen yhdistämiseen? Onko käyttäjäkeskeinen suunnitteluprosessi hyvä tapa toteuttaa wwwohjelmiston suunnittelu? 1.2 Yritysesittelyt Työn taustaksi esitellään lyhyesti diplomityön teettäjä Pro Agria Suomen Maatalouden Laskentakeskus Oy, joka loi puitteet koko projektille ja tällä työlle. Lisäksi esitetään projektin asiakkaana toiminut Pro Agria Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta Maatalouden Laskentakeskus Oy Maatalouden Laskentakeskus Oy (MLOY) on maatalouteen, ja erityisesti karjatalouteen erikoistunut ATK-palveluyritys. Yritys toimii valtakunnallisesti ja tarjoaa palveluja pääasiassa neuvonnan ja viranomaisten tarpeisiin. Laskentakeskus tarjoaa asiakkailleen perinteisen ATK-palvelutalon toiminnot kattavasti. Toimintan laajentui huomattavasti vuoden 1995 alusta alkaen, jolloin Suomen Euroopan Unioniin liittymisen myötä perustettiin virallinen nautarekisteri. Nautojen merkintä- ja rekisteröintipalvelut hoidetaan maa- ja metsätalousministeriön tilaamana ostopalveluna Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta Suomen Kotieläinjalostusosuuskunta vastaa suuressa määrin lypsykarjan, lihakarjan ja sikojen jalostuksesta Suomessa. Jalostukseen sisältyy eläinten jalostuksellisen tason arviointi laskennallisin menetelmin ja jalostusneuvonta. Osuuskunnan toimintaan kuuluu myös jäsenten rekisteriasioiden hoitoa, omien lehtien tilaus- ja laskutusjärjestelmät sekä tarkkailutoimintaa, joka ei sisälly peruskarjantarkkailuun. 1.3 Diplomityön rakenne Diplomityö rakentuu seuraavalla tavalla: luvussa 2 esitellään diplomityön sovellusalueena oleva sianjalostus ja erityisesti tämän diplomityön kannalta tärkeä osaalue tilatestaus. Luvussa 3 tarkastellaan käytettävyyttä ja käyttäjäkeskeistä suunnitteluprosessia. Seuraavaksi luvussa 4 käydään lävitse käyttöliittymälle esitetyt vaatimukset. Varsinainen tilatestausohjelmiston käyttöliittymäsuunnittelu on luvussa 5 ja toteutus esitellään seuraavassa luvussa 6. Toteutetun suunnitelman ja ratkaisun toimivuutta tarkastellaan luvussa 7. Lopuksi luvussa 8 esitellään työn tuloksia ja vastauksia esitettyihin tutkimuskysymyksiin. Lähdeluettelo on viimeisenä luvussa 9. 5

13 SIANJALOSTUS 2 Sianjalostus Tässä osiossa käsitellään diplomityössä rakennettavan käyttöliittymän varsinaista sovellusaluetta, sianjalostusta. Osio on ryhmitelty niin, että ensin käsitellään lyhyesti jalostustoiminnan perusteet, jonka jälkeen esitellään suomalaista sianjalostustoimintaa. Toiminnan monimuotoisuuden ymmärtämiseksi käydään seuraavaksi lävitse menetelmiä, joita sianjalostuksessa käytetään. Tarkemmin perehdytään sikojen tilatestaukseen, diplomityön kannalta tärkeään osa-alueeseen. Perusteiden ja menetelmien jälkeen käsitellään suomalaisen sianjalostuksen tämänhetkistä tilaa ja tulevaisuuden haasteita. Lopuksi esitetään tietotekniikan merkitys suomalaiselle sianjalostukselle. 2.1 Sianjalostuksen perusteet Sianjalostus on nimensä mukaisesti sikojen jalostustoimintaa ja kuuluu siten kotieläinjalostuksen piiriin. Tässä osiossa perehdytään jalostuksen peruskäsitteisiin ja sianjalostuksen toimintakenttään. Lisäksi tarkastellaan jalostuksesta saatavia etuja koko lihantuotantosektorille. Jalostus on toimintaa, jossa pyritään ohjaamaan haluttujen ominaisuuksien periytymistä jälkeläisille. Tämä tapahtuu määrittämällä eläimille tiettyjä tunnuslukuja, jalostusarvoja, erikoistuneilla laskentamalleilla, kuten Best Linear Unbiased Prediction (BLUP) - menetelmällä ja valitsemalla hyvät jalostusarvot omaavat eläimet seuraavan sukupolven vanhemmiksi [16]. Suomessa jalostustoimintaa säätelee kotieläinjalostuslaki, joka määrää toiminnan reunaehdot [18]. Jalostuksen perustana toimii jalostusohjelma, joka on tietylle tarkastelutasolle, kuten eläin- tai sikalatasolle, määritelty kokonaisuus. Ohjelman tehtävänä on ensinnäkin esittää jalostustavoitteet, joihin pyritään, sekä mittarit ja strategia, joilla tavoitteet pyritään saavuttamaan. Jalostusohjelmassa määritetään myös se, miten jalostustyön piiriin kuuluvat eläimet arvioidaan, ts. millä menetelmillä pyritään valitsemaan oikeat eläimet ja karsimaan sopimattomat eläimet populaatiosta. [16] Jalostusohjelma on kokonaisuus, jota optimoitaessa on huomioitava kaikki ohjelman osa-alueet. Ohjelman suunnitteluun vaikuttavat monet tekijät, jotka johtuvat mm. tuotannon biologisesta luonteesta, tuotteiden hintasuhteista ja tuotannon asemasta yhteiskunnasta. Oikeilla valinnoilla sikala voi päästä jatkuvasti parempiin suorituksiin, sillä jalostukselle on tunnusomaista saavutettujen ominaisuuksien säilyminen populaatiossa. [16] Tyypillisesti jalostusohjelmat ovat tähdänneet eläinten tuotantokyvyn mahdollisimman nopeaan nostamiseen. Viime vuosina jalostuksessa on tuotanto-ominaisuuksien lisäksi kuitenkin ryhdytty kiinnittämään huomiota jalostuksen eettisyyteen, sillä tuotannon jatkuva tehostaminen ei johda ainoastaan haluttujen ominaisuuksien paranemiseen. Tuotantotason nousu tuo mukana myös eläinten lisääntyvää stressiä ja siihen liittyvien sairauksien yleistymistä. Sikojen hyvinvoinnin turvaaminen onkin tärkeä osatekijä nykyaikaisesta jalostuksesta puhuttaessa. Eettisyyden huomioimiseen on myös toinen syy: kuluttujien jatkuvasti lisääntyvät vaatimukset eläinten elinolosuhteiden ja kasvatuksen parantamisesta. [16] 6

14 SIANJALOSTUS Jalostuksessa otetut kehitysaskeleet eivät hyödytä ainoastaan sikaloita. Kuva 1 esittää periaatetasolla sen, miten jalostuksella saatavan perinnöllisen muutoksen lisäarvo siirtyy jalostussikaloista lihatuotantosikaloihin ja sieltä teuraseläimiin. Teuraseläinten laadun paraneminen vuorostaan parantaa elintarvikkeita jalostavan teollisuuden kannattavuutta, mikä hillitsee kuluttajahintojen nousua. Näin jalostuksella aikaansaatu positiivinen perinnöllinen muutos siirtyy koko kotieläinsektorin askeleelta toiselle, lopulta aina kuluttajalle asti. Kuva 1. Periaatekuva jalostuksen merkityksestä kotieläinsektorilla [16] Sianjalostuksen tarkoituksena on parantaa haluttuja sikojen ominaisuuksia ja siten parantaa siantuotannon kannattavuutta ja kilpailukykyä. Jalostettavat ominaisuudet ja jalostustavoitteet ovat vaihdelleet vuosien kuluessa, mutta keskeisiä osa-alueita on kolme [16]: Porsastuotanto. Mitä enemmän porsaita saadaan emakkoa ja vuotta kohden, sitä kannattavampaa tuotanto on. Porsastuotantoon vaikuttavia tekijöitä ovat sekä karjun että emakon hedelmällisyys. Karjun hedelmällisyyttä jalostetaan karsimalla tuotannosta huonosti hedelmöittävät ja pieniä pahnueita tuottavat karjut. Vastaavasti emakoilla seurataan pahnueiden kokoa, porsimisten väliä ja porsaskuolleisuutta. Lihantuotanto- ja kasvuominaisuudet. Mitä nopeammin lihasiat kasvavat, sitä pienemmäksi yhden lihakilon tuotantokustannus muodostuu. Lisäksi mitä lihakkaampi eläin on, sitä vähemmän energiaa se sisältää ja sitä vähemmän rehua on kulunut energian tuottamiseen. Kasvu- ja lihakkuusominaisuudet käsitellään sianjalostuksessa yhtenä kokonaisuutena, koska ne liittyvät monella tapaa toisiinsa. Laskettavia ominaisuuksia ovat kasvunopeus, rehuhyötysuhde ja lihaprosentti. Kasvunopeus kuvaa, miten monta grammaa päivässä eläin on kasvanut; rehuhyötysuhde taas kertoo eläimen kyvystä hyödyntää saamaansa 7

15 SIANJALOSTUS ravintoa. Lihaprosentti osoittaa, mikä on eläimen lihakkuusaste ja samalla paljonko eläimessä on rasvaa Käyttöominaisuudet. Eläinten terveys, jalkojen ja yleisrakenteen kestävyys sekä nisien lukumäärä ja toimivuus vaikuttavat tuotantokustannukseen varsinaisten tuotosominaisuuksien ohella. Huonokuntoiset ja -rakenteiset eläimet kasvavat hitaammin ja ovat tuotanto-ominaisuuksiltaan heikompia. Yleisimpiä sikojen vikoja ovat jalka-, nisä-, ja tyräviat. Käyttöominaisuudet ovat ehdottomia, sillä huonorakenteisia sikoja ei voi ottaa jalostukseen, olivatpa ne muilta ominaisuuksiltaan miten hyviä tahansa. Sen sijaan esimerkiksi hyvä kasvunopeus ja hyvä rehuhyötysuhde voivat kompensoida huonompaa lihaprosenttia ja päinvastoin. [16] Pietola ja Sevón-Aimonen esittävät, että hyvällä eläinaineksella voidaan pienentää sianlihan tuotantokustannuksia, kasvattaa saatavia tuottoja ja lisäksi parantaa lihan laatua. On myös todennäköistä, että hallitulla jalostustoiminnalla on positiivinen vaikutus ympäristökuormitukseen. Kun tuotanto tehostuu, ympäristörasitus tuotettua lihakiloa kohden pienenee ja vähemmillä raaka-aineilla saadaan enemmän tuloksia. [25] Sianjalostus, kuten jalostustoiminta yleisestikin, on tarkkaan suunniteltua ja harkittua toimintaa, jossa hyvällä jalostusohjelmalla, oikeilla menetelmillä ja valinnoilla voidaan saavuttaa eläinaineksen pysyviä parannuksia. Onnistunut jalostus ei ole ainoastaan sikalan etu, sillä laadun paraneminen ja tehokkuuden lisääntyminen ovat eduksi niin tavalliselle kuluttajalle kuin tuotantoympäristöllekin. 2.2 Toiminta Suomessa Suomalaisella siankasvatuksella ja -jalostuksella on pitkät perinteet. Tässä osiossa käydään aluksi lyhyesti lävitse suomalaisen sianjalostuksen historia ja nykyinen tuotantorakenne. Seuraavaksi verrataan suomalaista jalostusmallia ulkomaiseen tapahtuvaan toimintaan ja lopuksi esitellään jalostuksella Suomessa saavutettuja hyötyjä. Suomessa sianjalostusta voidaan katsoa harjoitetun 1800-luvun alusta lähtien, joskin toiminta oli tällöin talonpoikaispiireissä tapahtuvaa harrastelua. Sianjalostustoiminnan järjestäytyminen tapahtui vuonna 1908, jolloin perustettiin Suomen Sianjalostusyhdistys johtamaan sianhoidon ja -jalostuksen edistämistyötä. Tällöin toiminta sisälsi pääasiallisesti sikojen kantakirjaamisen ja jalostus painotti mm. sikojen silavakerrosten paksuutta, koska silavaa tarvittiin raskaan fyysisen työn tekijöille luvulta lähtien fyysisen työn vähentyessä myös jalostustavoitteita muutettiin, jolloin lähdettiin tavoittelemaan silavakerroksen ohentamista ja lihakkuuden kasvattamista. Nykyiset jalostustavoitteet keskittyvät lihan laatuun ja terveysominaisuuksiin. Sianjalostusyhdistys yhdistyi vuonna 1969 nautojen karjanjalostusyhdistyksen kanssa Suomen Kotieläinjalostusosuuskunnaksi. [16] Vuonna 2001 suomalaisen sianlihan tuotanto ylitti 176 miljoonaa kiloa. Suurin osa lihasta tuli kotimarkkinoiden käyttöön, mutta osa siirtyi myös vientiin. Sianlihan kulutus Suomessa on korkea, sillä keskimäärin jokainen suomalainen syö 32 kiloa sianlihaa vuosittain. [11] 8

16 SIANJALOSTUS Suomen siantuotannon rakenne on esitetty karkealla tasolla alla olevassa kaaviossa (Kuva 2). Suomessa kasvatetaan käytännössä kahta pääsikarotua, yorkshire- ja maatiaisrotuja. Kumpaakin päärotua kasvattaa noin 65 jalostussikalaa ja molempien rotujen jalostuseläinmäärän koko on noin 2000 emakkoa. Tämän lisäksi Suomessa toimii yksi hampshire-rodun jalostussikala, jolla on kytkökset ruotsalaiseen jalostusohjelmaan. Jalostussikaloilla on keskinäistä kanssakäymistä sekä eläinvälityksen että keinosiemennysasemilta saatavan eläinaineksen johdosta. [11] Kuva 2. Suomalaisen siantuotannon rakenne [11] Jalostussikalat toimivat korvaavan eläinaineksen tuottajina noin 3500 liha- ja yhdistelmäsikalalle. Suomalaisessa järjestelmässä jalostussikalat toimivat siten sikapopulaation geneettisen kannan parantajina, joissa kehitetyt ominaisuudet sitten ajan kuluessa siirtyvät koko populaatioon. Lisäksi Suomessa toimii myös noin 20 erikoistunutta monistussikalaa, jotka tuottavat ensikkoja liha- ja yhdistelmäsikaloille. [11] Suomalainen sianjalostus poikkeaa huomattavasti muiden maiden jalostuskäytännöistä, koska Suomessa sianjalostusta voidaan ohjata kansallisella tasolla. Useissa maissa sianjalostus on pelkästään isojen monikansallisten yritysten käsissä, jotka pikemminkin panostavat määrään laadun kustannuksella. Tällaisissa tilanteissa jalostuslinjojen ja sikasukupolvien tiedot ovat hyvinkin puutteellisia. Kansallisessa jalostusohjelmassa on 9

17 SIANJALOSTUS etuna suuri eläinpopulaatio, jolloin valinta on tehokasta ja riski saman suvun siitoksista on pieni. Suuret eläinmäärät mahdollistavat myös heikosti periytyvien ominaisuuksien jalostamisen. [16] Viimeisen 70 vuoden aikana jalostustyön tulokset ovat Suomessa olleet merkittäviä. Esimerkiksi seuraavat tunnusluvut kuvaavat jalostuksella saavutettua kehitystä: sikojen päiväkasvu on lisääntynyt noin 30%, rehunkulutus on pienentynyt noin 30% ja sikojen selkäsilavan paksuus on puolittunut. Tämän lisäksi laadullisissa ominaisuuksia on kehitytty merkittävästi. Pienempi kulutus ja tehokkaampi kasvu yhdistettynä parantuneeseen laatuun ovat merkittävästi lisänneet sianlihatuotannon kannattavuutta. [25] 2.3 Sianjalostuksen menetelmät Suomalainen sianjalostus on kehittänyt avukseen useita toisiaan tukevia menetelmiä. Tässä osiossa käydään lävitse kantakirjaus, sikatarkkailu, kantakoe, feno-testi, keinosiemennys, DNA-testaus ja sikojen terveystarkkailu. Tämän diplomityön kannalta oleellinen jalostuksen työkalu, tilatestaus, esitellään erillisenä kokonaisuutena kappaleessa 2.4. Kantakirjaus on vanhin kotieläinjalostuksen käyttämä eläinten rekisteröintitapa. Nykyisin EU:n säädökset määrittelevät tarkasti nautojen ja sikojen kantakirjojen pitämisen. Suomessa Maa- ja metsätalousministeriö on hyväksynyt Suomen Kotieläinjalostusosuuskunnan viralliseksi kantakirjan pitäjäksi. Kantakirjaan hyväksyttävän sian on polveuduttava hyvätasoisista vanhemmista ja oltava tilatestauksessa hyväksytty. Sioilla on neljä kantakirjaluokkaa: kantakirja- eli K-, palkinto- eli P-, hedelmällisyys- eli H- ja valio- eli V-luokat. [11][16] Sikatarkkailussa rekisteröidään sikalan eläinten tapahtumat. Tarkkailussa kerätään tietoa eläinten sukulaisuussuhteista, syntyneistä pahnueista, vieroitetuista sioista ja eläinten poistoista ja hankinnoista. Sikatarkkailua tarvitaan sekä tuotannon suunnitteluun että seurantaan. Varsinaisesta tarkkailutyöstä vastaavat SKJO:n ja maaseutukeskusten neuvojien lisäksi myös sikalanomistajat. Sikatarkkailu voidaan jakaa kahteen osaalueeseen [16]: Tuotostarkkailussa tarkoituksena on seurata porsastuotantoa. Tuotostarkkailussa rekisteröidään sikalan eläimien siemennykset, astutukset, porsimiset ja vieroitukset. Tuloksena saadaan vertailuarvoja sekä sikalan emakoiden ja karjujen keskinäisestä paremmuudesta että itse sikalan tehokkuudesta verrattuna muihin vastaaviin yksiköihin. Sikataloustarkkailussa seurataan tuotostarkkailun lisäksi sikalan taloutta. Taloudenpitoon kuuluvat tilinpäätösten tekeminen, tuottojen ja kulujen seuranta, raportointi ja kaikkien sikaloiden keskimääräisten tulosten vertailu. Sikataloustarkkailussa rekisteröidään myös tuotanto-olosuhdetietoja, sillä teurastamoiden kanssa tehdyt sopimukset ja kuluttajien vaatimukset eettisestä jalostuksesta edellyttävät näitä tietoja. Kantakoe on sikojen jälkeläis- ja sisararvostelumenetelmä. Menetelmä perustuu siihen, että sika on monisynnyttäjä. Tällöin on mahdollista testata osa pahnueen eläimistä vakioiduissa koeasemaolosuhteissa ja jättää osa tilalle kasvatettavaksi jalostukseen ja 10

18 SIANJALOSTUS porsastuotantoon. Kantakoeryhmä sisältää yleensä kolme porsasta samasta pahnueesta. Ryhmät lähetetään kokeeseen johonkin kuudesta eri puolilla Suomea toimivista kantakoeasemista. Kaikilla asemilla on käytössään sama rehu, ruokinta ja yhtäläiset eläinten hoitorutiinit. Eläimet tuodaan asemille noin 25 kg:n elopainossa, minkä jälkeen niitä ruokitaan ja mitataan säännöstellysti. Kun eläimen elopaino ylittää 103 kg, se teurastetaan, ja tässä yhteydessä määritetään eläimen teuras- ja lihanlaatu. Kantakokeessa olleiden eläinten tulosten pohjalta voidaan ennustaa muiden saman pahnueen eläinten kehitystä ja määrittää pahnueen vanhempien ominaisuuksia.[11] Feno-testi on nuorten keinosiemennyskarjuehdokkaiden testausmenetelmä. Testissä karjujen kehittymistä ja ominaisuuksia seurataan yksilöllisesti. Testiin pyrkiville karjuille suoritetaan ankara esivalinta niiden vanhempien tulosten perusteella, jotta keinosiemennyskarjujen taso olisi mahdollisimman korkea. [16] Keinosiemennys on menetelmä, jossa emakot tai ensikot tiineytetään karjuilta kerätyllä ja useimmiten laimennetulla siemenannoksella. Tarkoituksena on pyrkiä parantamaan sikaloiden eläinten sukulinjoja perinnöllisissä ominaisuuksissa. Keskitetyllä toiminnalla siemennyksessä käytettävien uroseläinten perinnöllinen taso voidaan varmistaa ja pitää korkeana. Keinosiemennys on myös taloudellista, sillä tarvittavien karjujen lukumäärä on pieni verrattuna luonnolliseen paritukseen. [16] DNA-testausta käytetään sikojen polveutumisen selvittämisessä ja perinnöllisiä vikoja etsittäessä. DNA-menetelmän etuna on se, että määritys voidaan suorittaa muustakin näytteestä kuin verestä, esimerkiksi karvanjuuresta. Lisäksi samasta näytteestä voidaan tarvittaessa tehdä monta eri testiä. Sioilla tunnetaan kaksi merkittävää geneettistä vikaa, joilla on suuri merkitys tuotanto-ominaisuuksiin. Stressialttius, joka aiheuttaa sian stressaantumisen esimerkiksi teurasautoon vietäessä, pilaa lihan maun. Aikaisemmin stressialttius todettiin halotaanikaasulla, mutta nykyään tieto alttiudesta voidaan tarkastaa eläimen perimästä. Toinen geneettinen vika on Yorkshire-rotuisilla karjuilla esiintyvä puolihäntäsiittiövika, joka oleellisesti laskee karjujen siittiöiden laatua ja huonontaa hedelmällisyyttä. [11] Sikojen terveystarkkailussa rekisteröidään eläimiä ja sikaloita kohdanneet sairaudet ja niiden hoidot. Tiedot voivat olla hyvinkin yksityiskohtaisia: ne voivat sisältää sikalan terveydentilan tarkastukset, eläinten sairaudet, rokotukset, hoidot, jatkohoidot sekä muut toimenpiteet. Terveystarkkailu on edellytys esimerkiksi kantakokeeseen osallistuvalle sikalalle, ja sen merkitys on korostunut EU:n alueella olleiden suu- ja sorkkatautiepidemioiden saaman huomion vuoksi. Lisäksi teurastamot edellyttävät omissa laatuohjelmissaan sikojen terveystarkkailua. [11][16] 2.4 Sikojen tilatestaus Sikojen tilatestaus (englanniksi on-farm testing) on kehitetty helpottamaan siitoseläinten valintaa kaikissa sikaloissa. Tilatestillä mitataan sikojen keskinäistä paremmuutta lihakkuus- ja kasvuominaisuuksien suhteen, mutta samalla myös eläinten käyttö- ja rakenneominaisuuksien suhteen. Ydinajatuksena on löytää ensikoiden ja nuorten karjujen joukosta hyväkasvuisimmat, vähäsilavaisimmat ja rakenteeltaan parhaat siat, jotka sitten jätetään uusiksi porsaantuottajiksi. [16] Tilatestauksen paras ajankohta on noin 100 kilon elopainossa, jolloin testattavat karjut ovat noin 160 päivän ja ensikot noin 175 päivän ikäisiä. Testattavalta sialta mitataan 11

19 SIANJALOSTUS paino joko punnitsemalla tai sitten tähän tarkoitukseen suunnitellulla mittanauhalla eläimen paksuuden perusteella. Samalla siasta mitataan tutkaksi kutsutulla ultraäänilaitteella silavan paksuus keskiselältä ja kummaltakin kyljeltä. Testausiän ja painon perusteella lasketaan kasvupisteet sekä iän ja silavamittojen keskiarvon perusteella silavapisteet. Yhdistämällä kasvu- ja silavapisteet saadaan tilatesti- eli T- indeksi, jonka keskiarvo on standardoitu 106 pisteeseen. Mikäli testattavan eläimen T- indeksiksi tulee alle 100, suositellaan eläintä karsittavaksi. T-indeksin laskennassa testattavana olevan sian tulosta verrataan rodun ja sukupuolen sisällä ensin tilalla muihin testattuihin eläimiin ja edelleen tilan tasoa verrataan koko maan testattuihin sikoihin 12 kuukauden jaksolla. [11][16] Tilatestin yhteydessä arvostellaan lisäksi sikojen rakenne. Oleellinen osa rakennearvostelua on nisien laadun ja määrän tarkastaminen. Mikäli nisiä on vähemmän kuin seitsemän kummallakin puolella, suositellaan sika karsittavaksi. Sisäänpäin kääntyneet nisät eli sisänisät aiheuttavat aina karsituksi tulemisen. Jaloista katsotaan erikseen etu- ja takajalat. Jalkapisteisiin vaikuttaa eläimen asentovirheiden lisäksi myös luonnollisesti sian liikkuvuus. Jalkojen lisäksi arvostellaan kinkkujen koko sekä sian yleisrakenne. Arvosteluasteikkona käytetään numeroita 1-5, joista arvo 1 tarkoittaa huonoa ja 5 erinomaista. [11] Tilatestausta suorittavat SKJO:n jalostusneuvojat, ja heidän toimialueensa kattavat koko maan. Jalostusneuvojat suorittavat tilatestauksen ja tallentavat tiedot reaaliaikaisesti Vantaalla sijaitsevaan keskustietokantaan. Tallennettavat tiedot tarkastetaan ennen tallentamista, sillä tilatestauksen tiedot muodostavat tärkeän rungon suomalaiselle sianjalostukselle. [11] Yksilöllinen, keskustietokannasta saatu tunnistenumero annetaan vain tilatestatuille sioille. Tähän tunnisteeseen liitetään tiedot sian syntymäajasta ja polveutumisesta. Tilatestauksesta tulostetaan myös raportti, jota voidaan käyttää hinnoitteluperusteena eläinkaupassa. Lisäksi tilatestatuille eläimille määritetään tietyt käyttökoodit, jotka kertovat, mihin tarkoitukseen eläin on testattu ja mahdolliseen hylkäykseen johtaneet syyt. Käyttökoodin perusteella eläin voidaan esimerkiksi siirtää suoraan kansalliseen sikojen eläinvälitykseen tai osoittaa suoraan teuraaksi. Vuosittain Suomessa testataan noin ensikkoa ja 5000 karjua [16]. Tutkimukset ovat osoittaneet, että hyvä tilatestitulos merkitsee keskimäärin hyvää porsastuotosta. Ensikot, joilla on korkea T-indeksi kasvavat nopeammin, porsivat aikaisemmin ja saavat enemmän jälkeläisiä kuin huonompia T-indeksin arvoja saaneet [11]. Tilatestaus on väline, joka helpottaa tilaa tekemään oikeita eläinvalintoja. Tärkeä edellytys sikalan eläinten perinnöllisen laadun parantamiselle on se, että sikalassa kasvatetaan riittävä määrä ensikoita ja nuoria karjuja. Tällöin tilatestauksen avulla voidaan valita parhaimmat eläimet seuraavan sikasukupolven vanhemmiksi. T-indeksin sekä rakenne- että käyttöominaisuuksien mukaan sioille suositetaan joko jalostukseen jättämistä tai teurastamista. Karsimalla perimältään ja ominaisuuksiltaan heikkolaatuisimmat ja paksusilavaisimmat eläimet parannetaan sianlihatuotannon kannattavuutta ja tuottavuutta. 12

20 SIANJALOSTUS 2.5 Nykypäivän haasteet Sianjalostus on tällä hetkellä vakavien kysymysten äärellä. Kansainvälistyminen ja sen seuraukset, eli massatuotanto ja lisääntynyt kilpailu, tarjoavat haasteita suomalaiselle sianjalostustoiminnalle. Suurin yksittäinen muutosten aiheuttaja on Euroopan unioni. Suomen EU-jäsenyys on jo muuttanut suomalaiseen sianjalostuksen rakennetta. Kilpailussa muiden Euroopan maiden sianlihan tuotannon kanssa sikaloiden keskimääräinen koko on kasvanut kun taas vastaavasti sikaloiden määrä on laskenut. Tällä hetkellä keskiverrossa suomalaissa sikalassa on noin 60 emakkoa aikaisempiin piensikaloihin verrattuna, ja lukumäärä kasvaa jatkuvasti. [11] Euroopan unioni on eläinsuojelun nimissä asettanut aloittaville sikaloille alarajoja sikojen elinolosuhteille [1]. Suomessa direktiivin vaikutus on se, että sikalan perustamiskustannukset suhteessa eläinmäärään ovat nousseet tuntuvasti vuoden 2003 alussa. Lisäksi siankasvatuksella, kuten muillakin suomalaisilla maatalouden tuotantohaaroilla, on kansainvälisessä kilpailussa ongelmanaan pohjoiset luonnonolot. Tämä edellyttää talvikelpoisten rakenteiden ja rakennusratkaisujen ja talvilämmityksen käyttämistä, jotka vastaavasti lisäävät kustannuksia [2]. Tuotantokiintiöiden ja suoran tuen käyttö tuotannon rajoittajana on EU:n alueella yleinen menettely. Kuitenkin niiden käyttäminen haittaa tuotannon tehostamispyrkimyksiä ja pakottaa yrittäjän ensisijaisesti kustannusten vähentämiseen. Tällöin saatetaan lyhytjänteisesti säästää kustannus-hyötysuhteeltaan hyvistä investoinneista, joiden tuotto olisi saatavissa vasta tulevaisuudessa. Sikaloiden saamien EU-tukien voidaan siis kärjistetysti ajatella laskevan suomalaisen jalostuksen tasoa. [16] Maatalouden tulokehitys ja kilpailukyky pitkällä tähtäimellä ovat riippuvaisia EU:n maataloustukiuudistuksista ja EU:n laajenemisen vaikutuksista. Suomalaisen sianjalostuksen ehdottomina vahvuuksina voidaan pitää eläinten hyvää terveydellistä ja laadullista tasoa. Tasokkaalla sianlihalla on kysyntää, mutta kilpailu jatkuvasti kiristyvillä markkinoilla vaatii jatkuvasti suurempia panostuksia. 2.6 Tietotekniikan merkitys Sikojen jalostus ja valinta perustuvat siihen, että eri eläinten välillä on eroja jalostusominaisuuksissa. Jotta jalostus olisi mahdollista, tarvitaan muistiinpanoja, mittauksia, tarkkailua ja eläinten seurantaa. Lisäksi arvosteltavat eläimet ovat hajallaan tuhansilla tiloilla ympäri Suomea. Ilman kattavaa ja järjestelmällistä tiedonkeruuta ei eläinaineksen valinta ja sitä kautta tapahtuva parantaminen ole mahdollista. Jalostuksen pohjana olevassa tutkimustyössä tarvitaan lähes aina tietokoneita ja alakohtaisia erityisohjelmistoja, koska käsiteltävät tietomäärät ovat hyvin suuria ja käytetyt laskentamenetelmät ja mallit monimutkaisia.[16] Tietotekniikan kehitys on avannut uusia ovia sianjalostukselle. Tietojen säilyttämistä varten on olemassa keskusrekisteri, johon voidaan keskitetysti siirtää kaikkien sianjalostukselle tärkeiden osa-alueiden tiedot ja käyttää niitä jalostusohjelmia laadittaessa. Hahmotelma toiminnasta on esitetty alla olevassa kaaviossa (Kuva 3). 13

21 SIANJALOSTUS Kuva 3. Keskustietokannan tiedonlähteet Keskusrekisterissä eri lähteistä saadut tiedot yhdistetään aina halutun käyttötarkoituksen mukaisesti. Esimerkiksi DNA-testauksella saadut tiedot geneettisiä vikoja kantavista sioista voidaan käyttää hyödyksi sikatarkkailussa suorittamalla eläinten karsinta populaatiosta. Kehittyneet jalostusmallit hyödyntävät keskusrekisteriin tallennettua tietoa, mutta ne tarvitsevat myös paljon laskentatehoa. Yksinkertaisimpienkin indeksien laskenta ottaa yleensä huomioon vertailuarvot koko maan eläinkannasta pitkiltä ajanjaksoilta. Ilman tehokasta laskentakapasiteettia nykyinen jalostus ei yksinkertaisesti toimisi. Nykyiset mallit myös edellyttävät ajanmukaista tietoa, jolloin tietokantaa tulee päivittää jatkuvasti eikä esimerkiksi kerran päivässä tai vastaavalla kiinteällä ajanjaksolla. [16] Tietojen tullessa keskusrekisteriin eri lähteistä on tietojen validoinnilla keskeinen rooli. Esimerkiksi tässä diplomityössä käsiteltävän tilatestausohjelmiston tulee suorittaa tarkistuksia käyttäjän syöttämistä tiedoista ja verrata niitä biologisiin odotuksiin siitä, onko syötetty tieto yleensä mahdollinen. Ohjelmistot eivät kuitenkaan voi tarkistaa kaikkea, jolloin käyttäjän vastuulle jää ainakin osa syötettävän tiedon tarkistamisesta. Tässä tilanteessa käyttäjän apuna toimivan käyttöliittymän käytettävyys, ohjeistus ja oikean tiedon esittäminen ovat ratkaiseva työkalu. 14

22 KÄYTTÖLIITTYMÄN KÄYTTÄJÄKESKEINEN SUUNNITTELU 3 Käyttöliittymän käyttäjäkeskeinen suunnittelu Tässä luvussa käydään lävitse käyttöliittymäsuunnittelun taustaa, periaatteita ja yleisiä menetelmiä. Aluksi tarkastellaan käytettävyyden määritelmiä. Seuraavaksi esitellään yleisiä käyttäjäkeskeisen suunnittelun ominaispiirteitä ja yleisiä prosessimalleja. Näiden jälkeen siirrytään käsittelemään sitä, miten ja mitä menetelmiä käyttöliittymän suunnittelemiseen on. Lopuksi käsitellään WWW-sivujen erityispiirteitä, joilla on vaikutuksia käyttöliittymien suunnitteluun, toteutukseen ja toimintaan. 3.1 Käytettävyyden määritelmiä Käytettävyys on termi, jolle löytyy hyvin monia tulkintoja ja määritelmiä. Tässä osiossa esitellään kaksi hyvin tunnettua ja vakiintunutta näkökulmaa käytettävyyteen, Jakob Nielsenin ja ISO:n standardi 13407:n määritelmät. Näiden lisäksi tarkastellaan lyhyesti käytettävyyttä psykologisesta näkökulmasta. Jakob Nielsen määrittelee käytettävyyden olevan monitahoinen termi, jota ei tule käsittää yksittäiseksi käyttöliittymän ominaisuudeksi. Käytettävyys on usean eri osaalueen summa ja nämä osa-alueet ovat seuraavat [23]: Opittavuus (Learnability): Järjestelmän tulee olla opittava siten, että käyttäjä pystyy helposti ja nopeasti saamaan haluamiaan tehtäviä suoritetuksi sen avulla. On olemassa puhtaasti tietyn suppean käyttäjäryhmän käyttöön tarkoitettuja järjestelmiä, joiden opetteluun ja opettamiseen voidaan käyttää enemmän aikaa ja resursseja. Nämä ovat kuitenkin poikkeustapauksia, ja yleisesti ottaen järjestelmien tulee olla helposti opittavissa. Tehokkuus (Efficiency): Järjestelmän tulee olla tehokas käyttää. Käyttäjä, joka on oppinut tuotteen käyttöliittymän toiminnot, pystyy tehokkaaseen ja tulokselliseen työskentelyyn. Muistettavuus (Memorability): Järjestelmän tulee olla helposti muistettavissa. Tällöin käyttäjä, joka ei ole hetkeen toiminut järjestelmän parissa, pystyy helposti käyttämään järjestelmää ilman perusteellista uudelleenopettelua. Virheettömyys (Errors): Järjestelmän virhetaajuuden tulee olla mahdollisimman alhainen, jolloin käyttäjä kohtaa virheitä hyvin harvoin. Järjestelmää suunniteltaessa ja toteutettaessa on pyrittävä siihen, että virheitä ei oikeastaan ole mahdollisuutta tehdä. Tällainen tilanne on kuitenkin usein mahdoton saavuttaa, jolloin käyttäjällä on oltava mahdollisuus korjata virhetilanteet. Katastrofaalisia virheitä ei saa tapahtua. Tyytyväisyys (Satisfaction): Järjestelmän käyttämisen tulee olla käyttäjää miellyttävää. Tavoitteena on, että käyttäjät ovat tyytyväisiä järjestelmän toimintaan ja he pitävät järjestelmän käyttämisestä. Joissakin järjestelmissä, kuten peleissä, tämä ominaisuus on selvästi muita korostuneempi, mutta käyttäjän tyytyväisyys on kaikilta järjestelmiltä haluttu ominaisuus. Nielsenin esittää huomautuksen siitä, että yhdessäkään järjestelmässä kaikki nämä ominaisuudet eivät kohtaa täysiveroisina, vaan tietty ominaisuus voi korostua jonkin 15

23 KÄYTTÖLIITTYMÄN KÄYTTÄJÄKESKEINEN SUUNNITTELU toisen kustannuksella. Siten käytettävyys on riippuvainen käyttäjästä: esimerkiksi tuote, joka tarjoaa asiantuntevalle käyttäjälle tehokkaan työskentely-ympäristön, voi olla aloittelevalle käyttäjälle vaikea opittava. Toisaalta taas hyvin helposti opittava käyttöliittymä voi rajata asiantuntijakäyttäjän tehokkuutta. [23] Nielsenin kanssa samaa mieltä käytettävyyden määritelmästä on Ben Shneiderman. Hän esittää käytettävyyden koostuvan samoista viidestä osa-alueesta kuin Nielsenkin. Shneiderman korostaa myös ihmisten erilaisuuden huomioonottamista. Käytettävyys on järjestelmän sovittamista juuri kyseisen käyttäjän tarpeita, vaatimuksia, rajoituksia ja kokemuksia vastaavaksi. Ei ole olemassa yhtä ainoaa ihmistyyppiä, jota voitaisiin ajatella järjestelmän keskivertokäyttäjänä. [25] Toinen lähestymistapa käytettävyyteen nousee ISO:n standardista 9241, joka käsittelee näyttöpäätetyöskentelyn ergonomiaa. Osana toimivaa näyttöpäätetyöskentelyä standardissa määritellään käytettävyys ja sen merkitys työskentelylle. Käytettävyyden katsotaan koostuvan toiminnan tehokkuudesta, asetettujen tavoitteiden saavuttamisesta ja käyttäjän tyytyväisyydestä. ISO 9241 tuo lisäksi esille käyttötilanteen merkityksen käytettävyyden osa-alueena ja painottaa, että järjestelmän tulee olla käytettävä kaikissa niissä tilanteissa, joissa järjestelmää yleensä pystyy käyttämään. [13] Kolmas tapa tarkastella käytettävyyttä on ajatella sitä ihmisen ja koneen välisenä vuorovaikutuksena (eng. Human-Computer Interaction, HCI) ja ihmisen toiminnan osana. Ihminen ei ole konemainen yksikkö vaan tunteva, persoonallinen, ajatteleva ja virheitä tekevä olento. Sinkkonen et al painottavat, että ihmistä ei tule asettaa konemaiseen rooliin vaan käytettävä järjestelmä tukee ihmisen työskentelyä juuri sellaisena kuin ihminen on. [27] Käytettävyydeltään hyväksi luokiteltavia järjestelmiä voidaan kehittää kurinalaisesti vasta silloin, kun käytettävyydelle on määritelty konkreettisia osa-alueita ja ominaisuuksia. Tällöin mittauksilla, tutkimuksilla, arvioinneilla ja jatkuvalla kehittämisellä voidaan tuottaa käytettävämpiä ja siten parempia tuotteita. [23] Esitettyjen määritelmien valossa on helppo havaita, että käytettävyys terminä on hyvin abstrakti. Käytettävyys herättää positiivisia tuntemuksia, mutta on hyvin hankala sanoa, mitkä asiat todella tekevät järjestelmästä käytettävän. Lisäksi on pidettävä mielessä se, että käyttöliittymä suunnitellaan ihmistä varten eikä ihmistä käyttöliittymää varten. Tässä diplomityössä käytettävyydellä tarkoitetaan pääasiallisesti Nielsenin määrittelemää jakoa viiteen eri osa-alueeseen. Valintaperusteena on Nielsenin tunnettavuus ja hänen esittämänsä mallin yksityiskohtaisempi jaottelu. Samalla painotetaan myös käyttäjän käyttötilanteen ja -ympäristön merkitystä, sillä tämän diplomityön yhteydessä suunniteltava sikojen tilatestausohjelman käyttöliittymä on työkalu hyvin omaperäisessä ympäristössä. 16

24 KÄYTTÖLIITTYMÄN KÄYTTÄJÄKESKEINEN SUUNNITTELU 3.2 Käyttäjäkeskeisen suunnittelun ominaispiirteet Käyttäjäkeskeisellä suunnittelulla (eng. User-Centered Design, UCD) pyritään ensisijaisesti tuottamaan tuotteita, järjestelmiä ja laitteita, jotka perustuvat käyttäjän tarpeisiin ja toimintatapoihin. Ottamalla käyttäjät mukaan suunnitteluun pyritään tuottamaan miellyttävämpi, tehokkaampi ja käytettävämpi tuote. Käyttäjäkeskeinen suunnittelu ei ole aina ollut itsestäänselvyys. Toisen maailmansodan jälkeisessä ajassa järjestelmien käyttäjät olivat myös järjestelmien suunnittelijoita ja rakentajia [23]. Tällainen asiantuntijaympäristö suosi pikemminkin monimuotoista toiminnallisuutta helppokäyttöisyyden sijaan. Tekniikan kehitys muutti tämän toiminnan. Käyttäjät eivät enää tehneetkään järjestelmiä eikä heillä ollut myöskään koulutusta niiden käyttöön. Käyttäjät oli pakko ottaa huomioon jo järjestelmiä suunniteltaessa. Faulknerin mukaan ensimmäisenä käyttäjäkeskeisen suunnittelun periaatteet esitteli Lewisin ja Gouldin vuonna He totesivat, että suunnittelussa tulisi keskittyä käyttäjiin ja heidän tehtäviinsä jo suunnittelun alkuvaiheessa. Tehtyjä suunnitelmia tulisi myös iteroida ja testata käyttöliittymäprototyypin toimintaa oikeilla käyttäjillä mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. [9] Lewisin ja Gouldin ajatukset ovat tarkentuneet ajan kuluessa. Jokelan mukaan ISO standardi vuodelta 1999 määrittelee nykyisen käyttäjäkeskeisen suunnittelun periaatteiksi seuraavat asiat [15]: Käyttäjien ja tekniikan välisen toiminnan määrittely: mitkä tehtävät kuuluvat käyttäjien vastuulle ja mistä tehtävistä tekniikka on vastuussa. Käyttäjien aktiivinen huomioiminen ja käyttäjien esittämien vaatimusten selkeä ymmärtäminen: käyttöliittymän tulee vastata käyttäjien tarpeita, ei suunnittelijan mielikuvaa käyttäjien tarpeista. Iteratiivinen suunnittelu: suunnitelmien uudistaminen ja korjaaminen sekä käyttäjiltä saadun palautteen että omien testien perusteella. Poikkitieteellinen suunnittelu: suunnitteluun osallistuu eri alojen asiantuntijoita, jolloin saadaan yhdistettyä esimerkiksi humanististen ja teknisten tieteenalojen tietämys. Tavoitteena on huomioida käyttäjät koko suunnitteluprosessin ajan. Suunnittelun tulee olla käyttäjälähtöistä ja ideat tulevat suoraan käyttäjiltä. Myös parannusehdotukset ja kommentit tulee kerätä suoraan käyttäjiltä. Käyttäjien vaikutusmahdollisuuksien parantaminen ja heidän tarpeitaan vastaavan tuotteen suunnitteleminen lisää toiminnan tehokkuutta ja miellyttävyyttä [23]. Täten käyttäjäkeskeisen suunnittelun voidaan katsoa johtavan keskimäärin parempaan käytettävyyteen kuin esimerkiksi perinteisillä suunnitteluprosesseilla. 17