Öffentliche Profile

Google Scholar Researchgate ORCID: 0000-0002-1174-7113

Dissertation

Work in Progress

Monografien englisch

2020 Development of a UI Submodel for the Industry 4.0 Component

Peer-Reviewed Open Access Link zur Ressource
A provision of user interfaces (UI) by use of the Industry 4.0 component and its asset administration shell (AAS) requires the development of a new UI submodel. Depending on the intended use case and the planned context of use, the submodel needs to be able to store and characterize multiple UI fragments (Variants of the UI) that shall be included in UI solutions. For that, appropriate properties need to be identified and a submodel structure has to be designed. In order to apply the newly designed UI submodel in a plug and produce scenario, the properties need to be formally specified, thus, being interpretable by automatic tools. This contribution presents a UI submodel, a catalogue of UI fragment properties, and a first case study applying these properties to UI fragments of existing industrial systems.
@article{BARON202010395,
title = {Development of a UI Submodel for the Industry 4.0 Component},
journal = {IFAC-PapersOnLine},
volume = {53},
number = {2},
pages = {10395-10402},
year = {2020},
note = {21st IFAC World Congress},
issn = {2405-8963},
doi = {https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.2779},
url = {https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896320335424},
author = {L. Baron and A. Braune},
keywords = {Asset Administration Shell, Industry 4.0, Human Machine Interface, Semantics},
abstract = {A provision of user interfaces (UI) by use of the Industry 4.0 component and its asset administration shell (AAS) requires the development of a new UI submodel. Depending on the intended use case and the planned context of use, the submodel needs to be able to store and characterize multiple UI fragments (Variants of the UI) that shall be included in UI solutions. For that, appropriate properties need to be identified and a submodel structure has to be designed. In order to apply the newly designed UI submodel in a plug and produce scenario, the properties need to be formally specified, thus, being interpretable by automatic tools. This contribution presents a UI submodel, a catalogue of UI fragment properties, and a first case study applying these properties to UI fragments of existing industrial systems.}
}

2018 Integrating Explicit Context Conditions into Model Transformations for User Interfaces

Co-Authorship Double-blind Peer-Reviewed Closed Access Link zur Ressource
Model-based User Interface Development represents a promising concept for the automatic generation of user interfaces that allow interacting with technical systems like process plants. However, the development of the model transformations required for the realization of this concept proves to be a complex, error-prone, and thus costly task. Moreover, a single technical process often requires multiple manifestations of UIs (e.g. for different target platforms or environments). This is all the more problematic because existing approaches usually require the adaptation or even re-implementation of a model transformation in case of a changed target context. Based on an existing approach for the simplified development of model transformations by means of declarative mapping models, this paper illustrates an extension to solve this problem by promoting the use of explicit context conditions.
@INPROCEEDINGS{8471947,
title={Integrating Explicit Context Conditions into Model Transformations for User Interfaces},
author={Freund, Matthias and Martin, Christopher and Baron, Lukas and Braune, Annerose},
booktitle={2018 IEEE 16th International Conference on Industrial Informatics (INDIN)},
year={2018},
volume={},
number={},
pages={309-314},
doi={10.1109/INDIN.2018.8471947},
abstract = {Model-based User Interface Development represents a promising concept for the automatic generation of user interfaces that allow interacting with technical systems like process plants. However, the development of the model transformations required for the realization of this concept proves to be a complex, error-prone, and thus costly task. Moreover, a single technical process often requires multiple manifestations of UIs (e.g. for different target platforms or environments). This is all the more problematic because existing approaches usually require the adaptation or even re-implementation of a model transformation in case of a changed target context. Based on an existing approach for the simplified development of model transformations by means of declarative mapping models, this paper illustrates an extension to solve this problem by promoting the use of explicit context conditions.}
}

2016 Case study on applying augmented reality for process supervision in industrial use cases

Peer-Reviewed Closed Access Link zur Ressource
Augmented Reality (AR) applications gain more and more relevance in various industrial applications, e. g. for product presentations, education, engineering, etc. In the industrial domain, especially in process supervision applications, a number of standards and guidelines have been established to ensure that the design of user interfaces meets the safety requirements of plants or factories. Hence, we seek an evaluation if these guidelines can be applied to AR applications. In this paper, we present the first preliminary results of a case study on the application of those standards to a visual AR application for in-field inspection and servicing scenarios.
@INPROCEEDINGS{7733639,
author={Baron, Lukas and Braune, Annerose},
booktitle={2016 IEEE 21st International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA)},
title={Case study on applying augmented reality for process supervision in industrial use cases},
year={2016},
volume={},
number={},
pages={1-4},
doi={10.1109/ETFA.2016.7733639},
abstract = {Augmented Reality (AR) applications gain more and more relevance in various industrial applications, e. g. for product presentations, education, engineering, etc. In the industrial domain, especially in process supervision applications, a number of standards and guidelines have been established to ensure that the design of user interfaces meets the safety requirements of plants or factories. Hence, we seek an evaluation if these guidelines can be applied to AR applications. In this paper, we present the first preliminary results of a case study on the application of those standards to a visual AR application for in-field inspection and servicing scenarios.}
}
Original Publication
IEEE Explore
DOI
10.1109/ETFA.2016.7733639

2016 Challenges for the Application of Migratory User Interfaces in Industrial Process Visualizations

Abstract-Reviewed Open Access Link zur Ressource
Augmented Reality (AR) applications gain more and more relevance in various industrial applications, e. g. for product presentations, education, engineering, etc. In the industrial domain, especially in process supervision applications, a number of standards and guidelines have been established to ensure that the design of user interfaces meets the safety requirements of plants or factories. Hence, we seek an evaluation if these guidelines can be applied to AR applications. In this paper, we present the first preliminary results of a case study on the application of those standards to a visual AR application for in-field inspection and servicing scenarios.
@InProceedings{10.1007/978-3-319-39516-6_35,
author={Baron, Lukas and Braune, Annerose},
editor={Kurosu, Masaaki},
title={Challenges for the Application of Migratory User Interfaces in Industrial Process Visualizations},
booktitle={Human-Computer Interaction. Interaction Platforms and Techniques},
year={2016},
publisher={Springer International Publishing},
address={Cham},
pages={364--378},
abstract={The increasing familiarity of users with modern human-machine interaction concepts (e. g. touch gestures) and corresponding devices makes these devices and concepts interesting for industrial applications. However, the combination of well-established stationary devices and newer mobile devices may cause negative effects on human operator's workflows if the applications -- industrial process visualizations in our case -- are not well-designed to conform to the user's expectations. These expectations especially focus on the ability of simultaneously used devices to allow users to collaborate with each other or to change their devices frequently. This motivates the use of migratory user interfaces (MUI) which are able to change devices without losing relevant information, and thus, without interrupting the workflow. Hence, in this paper, we present excerpts of the established concept of MUIs and analyze it with respect to the demands given by the domain of industrial process visualizations. We are able to show that these demands require certain extensions of current MUI techniques, for example, explicit markup telling relevant and non-relevant parts of the UI state apart. Our review of the related work reveals that there is no suitable solution which meets the demands. In order to demonstrate the feasibility of migratory UIs in the industrial domain, we present a case study which focuses on extending already existing user interfaces with the required functionality for migration.},
isbn={978-3-319-39516-6}
}

Monografien deutsch

2020 Entwicklung eines UI-Teilmodells für die Industrie 4.0 Komponente

Abstract-Reviewed Closed Access Link zur Ressource Zweitpublikation
Die Bereitstellung von Benutzungsschnittstellen (UI) per Industrie 4.0 Komponenten und ihrer Verwaltungsschalen (AAS) setzt den Entwurf eines neuen UI-Teilmodells voraus. In Abhängigkeit des geplanten Anwendungsfalls und des Nutzungskontexts muss das Teilmodell in der Lage sein mehrere UI-Fragmente (Varianten des UIs) bereitzustellen, die in UI-Lösungen eingefügt werden können. Dafür ist die Identifikation relevanter Merkmale und die Spezifikation einer Teilmodellstruktur nötig, um die Fragmente beschreiben und später das richtige auswählen zu können. Für den Einsatz des entworfenen Teilmodells in einem Plug-and-Produce-Szenario, müssen diese Merkmale formal spezifiziert sein, um durch automatische Werkzeuge korrekt interpretiert werden zu können. In diesem Beitrag werden der Entwurf eines UI-Teilmodells, ein Katalog von UI-Fragment-Merkmalen sowie eine erste Fallstudie zu deren Anwendung in einem industriellen Szenario vorgestellt.
@inproceedings{baronEntwicklungUITeilmodellsFuer2020,
title = {Entwicklung eines UI-Teilmodells für die Industrie 4.0 Komponente},
eventtitle = {Automation 2020},
volume = {VDI Berichte 2375},
author = {Baron, L. and Braune, A.},
editor = {{VDI Wissensforum GmbH}},
date = {2020},
pages = {373--392},
publisher = {{VDI Verlag}},
location = {{Düsseldorf}},
doi = {10.51202/9783181023754-373},
url = {https://elibrary.vdi-verlag.de/index.php?doi=10.51202/9783181023754-373},
urldate = {2021-06-02},
isbn = {978-3-18-102375-4},
langid = {ngerman},
abstract={Die Bereitstellung von Benutzungsschnittstellen (UI) per Industrie 4.0 Komponenten und ihrer Verwaltungsschalen (AAS) setzt den Entwurf eines neuen UI-Teilmodells voraus. In Abhängigkeit des geplanten Anwendungsfalls und des Nutzungskontexts muss das Teilmodell in der Lage sein mehrere UI-Fragmente (Varianten des UIs) bereitzustellen, die in UI-Lösungen eingefügt werden können. Dafür ist die Identifikation relevanter Merkmale und die Spezifikation einer Teilmodellstruktur nötig, um die Fragmente beschreiben und später das richtige auswählen zu können. Für den Einsatz des entworfenen Teilmodells in einem Plug-and-Produce-Szenario, müssen diese Merkmale formal spezifiziert sein, um durch automatische Werkzeuge korrekt interpretiert werden zu können. In diesem Beitrag werden der Entwurf eines UI-Teilmodells, ein Katalog von UI-Fragment-Merkmalen sowie eine erste Fallstudie zu deren Anwendung in einem industriellen Szenario vorgestellt.}
}
Originale Veröffentlichung
VDI-Verlag
DOI
10.51202/9783181023754-373
Zweitpublikation
Qucosa

2017 Aspekte zur Entwicklung von industriellen Augmented Reality Lösungen

Abstract-Reviewed Closed Access Link zur Ressource Zweitpublikation
Anwendungen unter Einsatz von Augmented Reality (AR)-Technologien gewinnen zunehmend an Relevanz in diversen industriellen Anwendungen, zum Beispiel für Produktpräsentationen, Ausbildung und Lehre, Engineering, etc. Bei der Entwicklung solcher Anwendungen – im Speziellen von Bedien- und Beobachtungslösungen – müssen verschiedene Normen und Richtlinien beachtet werden, um zu gewährleisten, dass Anforderungen an die Betriebssicherheit in der jeweiligen Anlage eingehalten werden. In diesem Beitrag sollen einige Aspekte bezüglich der Anwendbarkeit solcher Richtlinien auf AR Anwendungen untersucht werden. Darüber hinaus werden weitere Aspekte betrachtet, die bei der Einführung von AR Anwendungen im großen Maßstab relevant sind, wie etwa die durchgängige Nutzbarkeit von CAD-Anlagenmodellen zur automatischen Erzeugung von AR-Lösungen. Schließlich stellen wir eine Fallstudie einer AR-Anwendung für eine prozesstechnische Kleinversuchsanlage vor.
@inproceedings{baron_aspekte_2017,
title = {Aspekte zur Entwicklung von industriellen Augmented Reality Lösungen},
author = {Baron, Lukas and Freund, Matthias and Martin, Christopher and Braune, Annerose},
date = {2017},
volume = {VDI Berichte 2293},
publisher = {{VDI Verlag GmbH}},
location = {{Düsseldorf}},
eventtitle = {Automation 2017},
isbn = {978-3-18-092293-5},
langid = {ngerman},
abstract={Anwendungen unter Einsatz von Augmented Reality (AR)-Technologien gewinnen zunehmend an Relevanz in diversen industriellen Anwendungen, zum Beispiel für Produktpräsentationen, Ausbildung und Lehre, Engineering, etc. Bei der Entwicklung solcher Anwendungen – im Speziellen von Bedien- und Beobachtungslösungen – müssen verschiedene Normen und Richtlinien beachtet werden, um zu gewährleisten, dass Anforderungen an die Betriebssicherheit in der jeweiligen Anlage eingehalten werden. In diesem Beitrag sollen einige Aspekte bezüglich der Anwendbarkeit solcher Richtlinien auf AR Anwendungen untersucht werden. Darüber hinaus werden weitere Aspekte betrachtet, die bei der Einführung von AR Anwendungen im großen Maßstab relevant sind, wie etwa die durchgängige Nutzbarkeit von CAD-Anlagenmodellen zur automatischen Erzeugung von AR-Lösungen. Schließlich stellen wir eine Fallstudie einer AR-Anwendung für eine prozesstechnische Kleinversuchsanlage vor.}
}
Originale Veröffentlichung
VDI-Verlag
DOI
10.51202/9783181022931-47
Zweitpublikation
Qucosa

2015 Konzeption migrierbarer Benutzungsschnittstellen in der industriellen Automatisierungstechnik

Abstract-Reviewed Closed Access Zweitpublikation
Die zunehmende Gewöhnung von Benutzern an neue Interaktionskonzepte und Endgeräte ermöglicht deren Einführung in industriellen Umgebungen. Daraus folgen Anwendungsszena-rien, in denen es, selbst während der Bearbeitung einer einzelnen Arbeitsaufgabe, zu häufigen Änderungen in der Zusammensetzung der verwendeten Geräte kommt. Dies motiviert die Entwicklung migrierbarer Benutzungsschnittstellen (MUI). In diesem Beitrag stellen wir zunächst die anerkannte Theorie der MUIs vor, inklusive verschiedener Klassifikationsmerkmale und spiegeln diese an den Anforderungen der Automatisierungstechnik. Anhand dessen diskutieren wir anschließend zwei Anwendungsszenarien. Die Analyse verwandter Arbeiten zeigt auf, dass existierende Ansätze nur eingeschränkt in diesen Szenarien eingesetzt werden können. Am Ende stellen wir eine Fallstudie vor, die die Anwendbarkeit von MUIs in industriellen Prozessvisualisierungen demonstriert.
@inproceedings{baron_konzeption_2015,
title = {Konzeption migrierbarer Benutzungsschnittstellen in der industriellen Automatisierungstechnik},
author = {Baron, Lukas and Braune, Annerose},
date = {2015},
volume = {VDI-Bericht 2258},
publisher = {{VDI Verlag GmbH}},
location = {{Düsseldorf}},
eventtitle = {Automation 2015},
isbn = {978-3-18-092258-4},
abstract = {Die zunehmende Gewöhnung von Benutzern an neue Interaktionskonzepte und Endgeräte ermöglicht deren Einführung in industriellen Umgebungen. Daraus folgen Anwendungsszena-rien, in denen es, selbst während der Bearbeitung einer einzelnen Arbeitsaufgabe, zu häufigen Änderungen in der Zusammensetzung der verwendeten Geräte kommt. Dies motiviert die Entwicklung migrierbarer Benutzungsschnittstellen (MUI). In diesem Beitrag stellen wir zunächst die anerkannte Theorie der MUIs vor, inklusive verschiedener Klassifikationsmerkmale und spiegeln diese an den Anforderungen der Automatisierungstechnik. Anhand dessen diskutieren wir anschließend zwei Anwendungsszenarien. Die Analyse verwandter Arbeiten zeigt auf, dass existierende Ansätze nur eingeschränkt in diesen Szenarien eingesetzt werden können. Am Ende stellen wir eine Fallstudie vor, die die Anwendbarkeit von MUIs in industriellen Prozessvisualisierungen demonstriert.}
}
Zweitpublikation
Qucosa

Weitere Publikationen deutsch

2018 Eine Handreichung zum Zitieren in studentischen Arbeiten

Gerade für die Ausarbeitung studentischer oder wissenschaftlicher Arbeiten im Bereich der Ingenieurswissenschaften stehen wenige konkrete Handlungsanweisungen für das korrekte Zitieren zur Verfügung. Diese Handreichung formuliert einige konkrete Hilfestellungen für häufig auftretende Fragen bzgl. des korrekten wissenschaftlichen Zitierens.
@inproceedings{baronEntwicklungUITeilmodellsFuer2020,
title = {Eine Handreichung zum Zitieren in studentischen Arbeiten},
author = {Baron, L. and Braune, A.},
date = {2018-06-12},
organization = {{Institut für Automatisierungstechnik, Technische Universität Dresden}},
url = {https://tu-dresden.de/ing/elektrotechnik/ifa/ressourcen/dateien/richtlinie_wiss_arbeiten/handreichung_zum_zitieren_in_studentischen_arbeiten-2018-06-12.pdf},
langid = {ngerman},
abstract={Gerade für die Ausarbeitung studentischer oder wissenschaftlicher Arbeiten im Bereich der Ingenieurswissenschaften stehen wenige konkrete Handlungsanweisungen für das korrekte Zitieren zur Verfügung. Diese Handreichung formuliert einige konkrete Hilfestellungen für häufig auftretende Fragen bzgl. des korrekten wissenschaftlichen Zitierens.}
}