Visualization methods for system simulation results

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2012
Major/Subject
Käytettävyystutkimus
Mcode
T-121
Degree programme
Language
en
Pages
v + 78
Series
Abstract
System dynamics is a method to enhance learning in complex systems. With system dynamics models, one can understand the underlying structure of a system and try to employ different policies to get the system to behave in a desired way. System dynamics can be applied to almost any field from manufacturing to health care and military applications. In this thesis, goal-directed design method is used to design visualization methods for simulation results of system dynamics models. Information about existing modelling software and interviews with potential users serves as basis for creating personas and scenarios in the design. Two methods were chosen to be designed and implemented to Simantics system dynamics modelling software: simulation playback and custom charts with chart panel. With simulation playback, users can replay their simulation in different speeds. Variables are colour-coded to depict their values in each time step. Custom charts enable users to create different types of charts. Charts can be displayed in an active chart view, modelling diagram or a separate chart panel. Chart panel can hold multiple charts simultaneously. Implemented methods were evaluated by conducting usability tests with potential users. The overall feedback from usability tests was positive. Learning to use custom charts was fast and issues related to them were mainly traditional usability issues: too small controls, bad naming conventions and insufficient feedback about the state of the system. Simulation playback was unlike anything the users had used before, so the concept was hard for them to understand. It was encouraging, however, that one out of four test users was able to use simulation playback to solve a problem without any assistance.

Systeemidynamiikan avulla pyritään ymmärtämään monimutkaisia järjestelmiä. Systeemidynamiikkamallien avulla voidaan mallintaa järjestelmän rakenne ja kokeilla erilaisia menettelytapoja, joilla se saadaan käyttäytymään toivotulla tavalla. Systeemidynamiikkaa voidaan soveltaa melkein mille tahansa alalle tavaroiden valmistuksesta terveydenhuoltoon ja sotilaallisiin sovelluksiin. Tässä diplomityössä käytetään käyttäjäkeskeistä goal-directed design -suunnittelumenetelmää systeemidynamiikkamallien simulointitulosten visualisointimenetelmien kehittämiseen. Suunnittelun tausta-aineistona käytetään olemassa olevia mallinnusohjelmia sekä potentiaalisten käyttäjien haastatteluja. Aineiston perusteella luodaan suunnittelussa käytettävät, goal-directed design -menetelmän mukaiset persoonakuvaukset ja käyttöskenaariot. Simantics system dynamics -mallinnusohjelmaan suunniteltiin ja toteutettiin kaksi visualisointimenetelmää: simuloinnin toisto sekä muokattavat kuvaajat ja kuvaajapaneeli. Simuloinnin toiston avulla käyttäjät voivat toistaa simuloinnin eri nopeuksilla. Muuttujien arvot kuvataan väreillä erikseen jokaiselle aika-askeleelle. Muokattavat kuvaajat mahdollistavat kuvaajamäärittelyiden tekemisen. Määrittelyiden avulla voidaan luoda kuvaajia aktiiviseen kuvaajaikkunaan, mallikaaviolle ja kuvaajapaneelille. Kuvaajapaneelissa voi olla kerralla useampikin kuvaaja. Visualisointimenetelmät arvioitiin käytettävyystesteillä potentiaalisten käyttäjien kanssa. Yleinen palaute menetelmistä oli positiivista. Muokattavien kaavioiden käyttö oli nopea oppia ja niihin liittyvät ongelmat olivat pääasiassa perinteisiä käytettävyysongelmia: liian pienet interaktiiviset käyttöliittymäelementit, epäselvät nimet ja puuttuva palaute järjestelmän tilasta. Käyttäjien oli hankala hahmottaa simuloinnin toiston konsepti, sillä vastaavaa menetelmää ei ole olemassa muissa mallinnusohjelmissa. Käyttäjätesteissä kuitenkin yksi neljästä käyttäjästä onnistui ratkaisemaan ongelman käyttäen simuloinnin toistoa ilman minkäänlaisia apukeinoja, mikä on erittäin rohkaiseva tulos uudelle menetelmälle.
Description
Supervisor
Nieminen, Marko
Thesis advisor
Karhela, Tommi
Keywords
goal-directed design, systeemidynamiikka, system dynamics, tiedon visualisointi, information visualization
Other note
Citation