Erweiterte Anwendungsfallmodellierung (e-AFM) – Ein Beitrag zur nutzerzentrierten Entwicklung von Power-Tools = Advanced Use Case Modeling (e-AFM) – A Contribution to the User-Centered Development of Power Tools

Im Rahmen der vorliegenden Forschungsarbeit wird die Methodik der erweiterten Anwendungsfallmodellierung (e-AFM) entwickelt. Die Methodik unterstützt Produktentwickler bei der nutzerzentrierten Entwicklung von Power-Tools.
In vielen Anwendungen stehen technische Systeme in direkter Beziehung mit dem Menschen oder wechselwirken mit ihm. Besonders stark sind diese Wechselwirkungen bei handgehaltenen Geräten, sogenannten Power-Tools. Bei Power-Tools hängt die Funktionserfüllung stark von dem Nutzungsverhalten ab – von welchem Anwender, in welcher Anwendung, unter welchen Umweltbedingungen und mit welchem Arbeitsziel es genutzt wird. ... mehrDaher sollte das Nutzungsverhalten möglichst umfänglich erfasst, beschrieben und für die Produktentwicklung nutzbar gemacht werden. Das Nutzungsverhalten kann bei der realen Benutzung von Power-Tools beobachtet werden. Aus dem Nutzungsverhalten lassen sich Anforderungen und quantifizierbare Messgrößen für die Produktentwicklung inklusive der Validierung ableiten. Um eine Vergleichbarkeit über mehrere Anwender zu erreichen, muss das Nutzungsverhalten geclustert, abstrahiert und in Anwendungsfälle (generalisierte Tätigkeiten) überführt werden. Anwendungsfälle können mit der Systems Modeling Language (SysML) modelliert werden. Allerdings besteht Forschungsbedarf, um die Modellierungssprache, der Entwicklungspraxis von Power-Tools anzupassen.
Auf Basis des Stands der Forschung wird eine initiale Methodik der erweiterten Anwendungsfallmodellierung (e-AFM) entwickelt. Die Methodik besteht aus drei Phasen mit Aktivitäten und unterstützenden Methoden. Die e-AFM-Methodik geht über die klassischen Modellierungsansätze hinaus. Sie kombiniert die Top-Down mit der Bottom-up-Modellierung und stellt Entwicklern Methoden sowie Handlungs-empfehlungen zur Verfügung, um das Nutzungsverhalten bei der Power-Tool-Benutzung zu erfassen, zu beschreiben und zu analysieren. Um die Methodenentwicklung bestmöglich auf die Bedürfnisse von Power-Tool-Entwicklern auszurichten, werden Interviews mit Experten sowie eine projektbegleitende Fallstudie durchgeführt. Basierend auf den daraus gewonnenen Erkenntnissen wird die Methodik weiterentwickelt und in zwei Fallbeispielen validiert.
Abschließend wird im Ausblick aufgezeigt, wie die Forschung in dem Forschungsfeld der Anwendungsfallmodellierung weitergeführt werden kann.

Within this thesis, the methodology of extended use case modelling (e-UCM) is developed. It supports product developers by user-centered development of power tools.
In many applications, technical systems interacting directly with the user. These interactions are particularly strong in hand-held devices, so-called power tools. In the case of power tools (e.g. chainsaws, angle grinders or brush cutters), the performance of the overall system depends on the user, the application, the environmental conditions and the objectives. Therefore, the usage behaviour should be identified, described and made usable for the product development. ... mehrThe usage behaviour can be observed during the real usage of power tools. The usage behaviour helps to derive requirements for the product development including the validation. In order to allow comparability between several users, the context-specific usage behaviour must be clustered and abstracted in order to translate it into generalized use cases. Use cases can be modelled by using the Systems Modelling Language (SysML). However, there is research needed to adapt the modelling language to the development practice of power tools.
Based on the state of the art, an initial methodology for extended use case modelling (e-UCM) will be developed. The methodology consists of three phases with activities and methods. The e-UCM methodology exceeds classical modelling approaches. It combines top-down with bottom-up modelling techniques and provides methods and recommendations to capture, describe, and analyse usage behaviour. In order to adjust the methodology to the needs of Power Tool developers, interviews with experts and a project study will be conducted. Based on the findings, the methodology will be improved and validated in two case studies.
Finally, the outlook highlights how future research in the field of use case modelling can be carried forward.