Asiantuntijajärjestelmän käyttäjävaatimusten kerääminen. Eeva-Kaisa Rouhiainen Numerola Oy

Transkriptio

1 Asiantuntijajärjestelmän käyttäjävaatimusten kerääminen Eeva-Kaisa Rouhiainen Numerola Oy

2 Sisält ltö Numerola Käytech-projekti Tutkimusongelma ACTA Workshop-haastattelut Tuloksia, huomioita Jatko Helppo yhtälö

3 Numerola Oy Suomen ensimmäinen monitieteisen laskennallisen teknologian yritys Perustettu 12/1998, toiminta aloitettu 1/1999 Perustajat FT Kai Hiltunen, FT, ins. Antti Niemistö sekä FT Pasi Tarvainen, tausta: JY (tieteellinen laskenta), VTT Kaavat räätälöitynä

4 Numerola Oy Henkilötyövuosia Vuosi 2007: Palveluksessa 20 numeerisen mallinnuksen ammattilaista Haku päällä: data-analyysin ja tilastollisen mallinnuksen asiantuntija Sellu- ja paperiteollisuus, kemianteollisuus, prosessiteollisuus, energia- ja ympäristötekniikka, ajoneuvo- ja konepajateollisuus, matkapuhelinteollisuus... Ecocat, Ilmatieteen laitos, Kemira, Metso Paper, Nokia Research Center, Philips Medical Systems, Ramboll Finland, Vertex, VTT... Kehittänyt konseptin Laskennallisen teknologian palvelut yhteistyössä Kuava Oy:n ja Promastia Oy:n kanssa House full of top models

5 Laskennallisen teknologian palvelut Palvelukokonaisuus, joka tarjoaa asiakkaalle maamme monipuolisimmat palvelut koetoiminnan tehostaminen laskennalliseen tuotesuunnitteluun tuotannon optimointiin Palveluidemme kolme pääryhmää ovat: Osaamispalvelut Tekninen laskenta Ohjelmistoratkaisut Enemmän merkitseviä numeroita

6 Simulaattorit Asiakaslähtöiset mallinnukseen, simulointiin ja optimointiin perustuvat räätälöidyt ohjelmistotuotteet. Laskennallisen tuotekehityksen täsmätyökaluja; monimutkaisesta yleistyökalusta räätälöityyn täsmätyökaluun. Asiakashyöty: Laskennallisen teknologian hyödyt ilman yleisohjelmistojen edellyttämää erikoisosaamista Simulaattorien nopea kehitys Numerrin- ja Waveller-ohjelmistojen avulla Lukuisia ratkaisuja

7 Numerola ja käytettk ytettävyys Simulaattori-palvelussa tärkeässä osassa käytettävyys. Asiantuntijajärjestelmiä Monimutkaisuus, taustalla usein monivuotisia mallinnusprojekteja jne Paljon dataa vähän aikaa perehtyä asiaan: käyttöliittymän oltava intuitiivinen ja selkeä ~10 vuoden kokemus asiakasprojekteista valmiita esimerkkejä ja toimintatapoja Jatko-opintoja, opinnäytteitä... Mathemagical results

8 Käytech miksi mukaan? Verkottuminen tärkeä osa Numerolan toimintaa (5-8 verkottumisprojektia / vuosi) Tiivis yhteistyö yliopistomaailman kanssa (JY, UKU, TKK...) Oltava ajan hermolla Kokeilu -> jos projekti tuo lisäarvoa, siinä kannattaa olla mukana jatkossakin. Omat intressit - omat jatko-opinnot Talo täynnä huippumalleja

9 Tutkimusongelma Workshop tutkimusongelman rajaus haastavaa. Lähtökohdat: Miten saadaan asiakkaan asiantuntijatieto kerättyä tehokkaasti, nopeasti ja kattavasti? Miten asiantuntijan päätöksentekoprosessia voidaan tukea ja automatisoida, jolloin asiantuntija voi keskittyä edelleen syvemmin toimintaansa. Miten sekä asiakkaan asiantuntemus että ohjelmistokehittäijen oma kokemus voidaan saada puhumaan samaa kieltä Miten asiantuntijatiedosta voidaan jatkaa ohjelmistokehitykseen Tehtäväanalyysi työkaluksi. Teemme innovaatiostasi ison numeron

10 Applied Cognitive Task Analysis Cognitive Task Analysis (CTA) Menetelmä, jonka avulla voidaan tunnistaa kognitiivisia taitoja tai mentaalisia vaatimuksia, joita tarvitaan tehtävän suorittamiseen. Applied Cognitive Task Analysis (ACTA) Saadaan selville ammattitaitoa vaativien tehtävien suorittamiseen vaadittavia kognitiivisia osatekijöitä Muunnetaan saatu tieto suunnittelumalleiksi ja suosituksiksi. Kehitetty käytännön koulutustilanteisiin ja systeemiohjelmoijille. L. Militello, R. Hutton, Applied cognitive task analysis (ACTA): a practitioner's toolkit for understanding cognitive task demans, Ergonomics, 41 (11), , ACTA mahdollistaa esittää asiantuntijan tieto sellaisessa formaatissa, että se on mahdollista soveltaa tuotteiksi (esim. koulutusskenaario, käyttöliittymäsuositus) Älyllistä tiedonvirtaa

11 Applied Cognitive Task Analysis Koostuu kolmesta haastattelumenetelmästä, joiden avulla kerätään tietoa asiantuntijatehtävään vaadittavista vaatimuksista ja taidoista. Task Diagram Interview Knowledge Audit Simulation Interview Tässä projektissa ACTA muokattu omiin tarpeisiin sopivaksi yhdistämällä kaksi ensimmäistä haastattelumenetelmää yhteen haastatteluun. Mathemagical results

12 Task Interview Diagram Tehtävänkuvauksen läpikäyminen haastattelun avulla Antaa haastattelijalle karkean yleiskuvan asiantuntijan tehtävistä Tuo esiin tehtävän vaikeita kognitiivisia osa-alueita, joita tutkitaan tarkemmin menetelmän seuraavissa haastatteluissa. Helppokäyttöistä numeriikkaa

13 Knowledge Audit Käydään läpi niitä asiantuntijuuden näkökulmia, joita vaaditaan tietyn tehtävän tai osatehtävän tekemiseen. Tunnistetaan, miten asiantuntijuutta käytetään ja tarjoaa esimerkkejä käytännön kokemuksesta. Periytyy suoraan kirjallisuudessa olevista Asiantuntija- Noviisi -näkökohdista. Data analysis - when you want to watch your figures

14 Simulation Interview Tutkitaan kognitiivisia prosessia, joita asiantuntija (Subject Manner Expert, SME) käy läpi tietyssä skenaariossa. Annetaan asiantuntijalle skenaario (operatiivinen tehtävä, prototyyppi, käyttöliittymän hahmotelma paperilla tmv) ja asiantuntija käy läpi skenaarion / testaa sen toimivuutta. Hyvin simuloitu on puoliksi tehty

15 Workshop Kehitettiin haastattelumenetelmä; tavoitteena kerätä asiantuntijatieto on nopeasti, mutta tehokkaasti. Haastattelut kahdessa osassa, välissä analyysi 1 vaihe: Expert interview; yhdistetty ACTA:n kaksi menetelmää (Task Interview Diagram ja Knowledge Audit) 2 vaihe: Evaluation study (analyysivaihe) 3 vaihe: Simulation Interview (prototyypin läpikäynti) Testattiin menetelmää kahteen eri tapaukseen Helmi-maaliskuu 2007: UKU ja VTT (3 hlöä haastateltavana) Touko-kesäkuu 2007: Metso Paper (2 hlöä haastateltavana) Kahden tapauksen välissä pientä muokkausta haastattelulomakkeissa The future is clear with a numerical advantage

16 Workshop <jatkuu> Haastattelut nauhoitettiin jatkotutkimusta varten. Ensimmäisessä haastatteluosiossa pelkkä ääni, Simulation Interview -osiossa myös näkymä. Ennen haastattelua kerrottiin tutkimuksen tarkoitus ja käytännön toimenpiteet Haastateltavan luottamuksen saavuttaminen Tavoitteena rento tilanne; haastattelijan ja haastateltavan persoonasta riippuu paljon. Enemmän merkitseviä numeroita

17 1 vaihe: Expert interview Määrittele tehtävä ja tehtävän tavoitteet Nimeä 3-8 välttämätöntä osatehtävää/työvaihetta Tehtävän sekä sen osien suhteen kartoittaminen, ovatko kaikki osatehtävät pakollisia, toistuvatko osatehtävät, onko vaihtoehtoisia siirtymätapoja osatehtävien välillä. Osatehtävittäin tehtävissä vaadittavat taidot ja osaaminen/tarvittava informaatio? Asiantuntija-aloittelija eroavaisuudet Modelling - when you want to watch your figures

18 1 vaihe: Expert interview Poikkeukset, ongelmat ja vaikeat kohdat osatehtävissä? Asiantuntijan neuvot/ohjeet vaikeiden kohtien/ongelmatilanteiden välttämiseksi tai ratkaisemiseksi Mitä olemassa olevia menetelmiä? Mitkä ovat näiden menetelmien puutteet? Käytännön skenaario. Haastattelu n. tunnin. Kaavat räätälöitynä

19 2 vaihe: Evaluation study Data/havaintoaineiston läpikäynti Laskentamenetelmät/mallit? Mihin osatehtäviin apua järjestelmällä? Sovelluskehittäjän rajaukset. Prototyypin valmistus (mock-up, prototyyppi, jo valmiin simulaattorin muokkaus tarpeiden mukaiseksi...) Määritetyn tehtäväskenaarion valmistelu seuraavaa haastattelukertaa varten. Increasing competence

20 3 vaihe: Simulation Interview Tehtävän läpikäynti skenaarion pohjalta (prototyypin tai paperi mock-upien avulla) osatehtävittäin Näkymät tarvittavan informaation saatavuuden arviointi Potentiaalisten virhekohtien kartoittaminen Parannusehdotusten toimivuus verrattuna aikaisempiin menetelmiin? Räätälöinti (vuorovaikutteista määrittelyä) Mallinnus, ymmärrys, menestys

21 Case 1: Ultraää äänilaitteen mallintaminen Numerola kehitti yhdessä VTT:n kanssa ultraäänilähettimien suunnitteluun tarkoitetun simulaattorin, joka mahdollistaa: Värähtelytaajuuksien ja muotojen tarkastelun ja optimoinnin Sähköisen impedanssin laskennan Materiaaliominaisuuksien ja muodon optimoinnin Lähettimien keskinäisen vuorovaikutuksen analysoinnin Käytössä: VTT, FinnSonic Rational numbers

22 Case 1: Ultraää äänilaitteen mallintaminen Numerolan omaa tuotekehitystä, ei-salainen projekti Haastateltavat asiantuntijoita omalla alueellaan. Haastateltava 1: Ultraäänilaitteen mallintamisen asiantuntija (UKU) Haastateltava 2: Yksittäisten ultraäänilaitteiden valmistaja (VTT) Haastateltava 3: Ultraäänilaitteiden valmistuksen asiantuntija yleisemmällä tasolla (VTT) 1 osion haastattelijat: Käytech-projektilaiset Tuomo Kujala, Tero Heiskanen ja Eeva-Kaisa Rouhiainen Simulation Interview: Erkki Heikkola (Numerola) Mallikelpoisia ratkaisuja

23 Case 1: Ultraää äänilaitteen mallintaminen Osatehtäviin jako (haastateltava 1): Esimerkki: osatehtävä 2, eli materiaali valinta: Vaikeus valita oikea materiaalin värähtelytaajuus, teho, kestävyys ja aine, joka on nopea reagoimaan jne. Noviisilla ei kokemusta materiaalin valinnassa. Olemassa olevat menetelmät: valmiita speksejä valmistajilta, yleisesti käytettyjä materiaaleja, tutkimustuloksia, kokemusperäistä tietoa. Esimerkkitapaus: Materiaalin värähteytaajuus oltava tietty khz, että värähtely saadaan kohdistettua syöpäsoluihin vahingoittamatta muuta kudosta. Enemmän merkitseviä numeroita

24 Case 1: Ultraää äänilaitteen mallintaminen Mihin voisi saada apua simulaattorista: mm. värähtelytaajuuksien ja muotojen tarkasteluun ja optimointiin. Simulaattori oli jo tehty aikaisemmin, mutta sitä oli mahdollista muokata annettujen skenaarioiden pohjalta. 1 vaihe ja 2 vaihe samana päivänä peräkkäin. Välissä Aktinum-simulaattorin muokkaus annettuun tehtävään sopivaksi. Kokemusta 1 vaiheen haastatteluista ja haastattelutekniikoista. Simulation Interview -osio jäi pieneksi ja siitä ei saatu tarpeeksi kokemuksia. Taltuta tiedon tulva - virtaussimulointi

25 Case 2: Mittausprosessin mallinnus Paperinvalmistukseen liittyvän mittausprosessin mallinnus. Ei-avoin projekti. Haastateltavat asiantuntijoita omalla alueellaan. Haastateltava 1: Mittausprosessin toteuttaja Haastateltava 2: Mallintaja / prosessin ylätaso Haastattelijat: Numerolan työntekijöitä Eeva-Kaisa Rouhiainen ja Heikki Uuksulainen 1 vaihe ja 2 vaihe erikseen. Välissä sovelluksen prototyypin valmistus annettujen speksien mukaan. Kokemusta myös Simulation Interview -osiosta (ryhmäkeskustelu) Good simulation is half the battle

26 Case 2: Mittausprosessin mallinnus Osatehtäviin jako (haastateltava 1): Iterointi eri osatehtävien välillä (haastateltava 1): Data analysis - when you want to watch your figures

27 Case 2: Mittausprosessin mallinnus Esimerkki: osatehtävä 4, eli mittausdatan analysointi: Vaikeus saada datasta irti olennainen tieto. Asiantuntija näkee olennaiset kohdat jo pienistä vihjeistä, noviisin tehtävä syvällisempiä simulointeja oikeiden päätelmien saavuttamiseksi. Olemassa olevat menetelmät: Excel -taulukoita, fysikaalisia kaavoja, graafien piirtoa jne. Mihin voisi saada apua simulaattorista: Mittaustilanteen suunnittelutyökalu, mittauspositioiden suunnittelu. Mitatun tiedon analysointi, simulointi ja optimointi jo ennen varsinaista mittausta. House full of top models

28 Case 2: Mittausprosessin mallinnus Toteutus: Käyttöliittymä ilman varsinaista toiminnallisuutta. Käyttöliittymässä kaksi osiota: mittausprosessin suunnittelu ja tuloksien simulointi / optimointi. Simulation Interview: ryhmäkeskustelu Asiantuntijat kokeilivat itse käyttöliittymän intuitiivisuutta. Tarvittavien tietojen löytyminen käyttöliittymästä, osien löydettävyys jne. Lisäehdotuksia, eikös tämä voisi tehdä myös tätä, tuo ominaisuus olisi kiva... Hyvin simuloitu on puoliksi tehty

29 Huomioita, kokemuksia Haasteet: haastattelu abstraktilla tasolla terminologia rönsyily Menetelmä vaatii selkeitä toimintatapoja ja purkukeinoja haastattelusta saadun tiedon keräykseen ohjelmistokehityksen tueksi. Nyt: pinnallinen läpikäynti haastattelijoiden kesken Simulation Interview-osio vaatii lisätutkimusta ja selkeytystä. Menetelmä tässä muodossaan liian raskas käyttöön, muokkaaminen yritykselle sopivaan muotoon. Menetelmällä voidaan saada irti jatko-ideat jo projektin alkuvaiheessa -> nämä voidaan ottaa huomioon jo alusta lähtien. Lukuisia ratkaisuja

30 Jatkosuunnitelmat Aineistoa ja materiaalia on olemassa; mutta sitä ei ole vielä käyty läpi syvällisemmin. Aineiston läpikäymistä Tutkimuksellinen ote asiaan Menetelmä-osion kriittinen tutkiminen ja soveltuvuus teolliseen ympäristöön. Osion muokkausta yritykselle sopivaksi -> integrointi luontevaksi osaksi yrityksen arkea. Lisähaastatteluja ym. mahdollisuuksien mukaan muokattujen haastattelujen kautta Numeroiden valossa näet paremmin

31 Jatkosuunnitelmat <jatkoa> Julkaisu / julkaisuja mahdollisuuksien mukaan Yhteistyön jatkuminen yliopiston kanssa: Jatkoprojektiin on kiinnostusta, mutta Numerola ei ole tehnyt vielä virallisia päätöksiä seuraavien vuosien verkottautumisprojekteista. Rational numbers

32 Kiitos! Lisätietoa: Enemmän merkitseviä numeroita