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Gear it up! Human potential in manual assembly - subjective evaluations and performance effects of augmented and virtual reality in industrial training

Daling, Lea M.^RWTH*

2024

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Lea Marleen Daling, M.Sc.

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2024

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2024, Kumulative Dissertation

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak07

Hauptberichter/Gutachter
Schlittmeier, Sabine Janina (Thesis advisor)^RWTH* ; Isenhardt, Ingrid (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-05-14

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2024-07521
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/990840/files/990840.pdf

Einrichtungen

1. Lehr- und Forschungsgebiet Arbeits- und Ingenieurpsychologie (721220)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
assembly training (frei) ; augmented reality (frei) ; long-term effects (frei) ; performance evaluation (frei) ; task load (frei) ; usability (frei) ; virtual reality (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 150

Kurzfassung
In der manuellen Montage werden Technologien wie Augmented (AR) und Virtual Reality (VR) zunehmend eingesetzt, um Menschen sicher, flexibel und effektiv auf ihre Aufgaben vorzubereiten. Jedoch fehlt es an wissenschaftlichen Auseinandersetzungen mit der Frage, welche Effekte diese neuen Trainingsmethoden auf die Nutzenden und ihre Leistungsfähigkeit haben. In dieser Dissertation untersuchte ich in vier wissenschaftlichen Publikationen die psychologischen Effekte AR- und VR-basierter Trainings auf die subjektive Wahrnehmung von NutzerInnen sowie auf deren Leistung in der manuellen Montage. Die ersten beiden Publikationen zeigen die positive Einstellung der NutzerInnen zu AR und VR im Trainingskontext. Dennoch wurden die Benutzerfreundlichkeit der Technologien und deren Auswirkungen auf die wahrgenommene Aufgabenbelastung im Vergleich zu traditionellem Training negativer bewertet. In der dritten Publikation zeigt ein Literaturreview, dass die Benutzerfreundlichkeit von AR- und VR-basiertem Training vergleichbar oder besser bewertet wurde als traditionelles Training. AR-basiertes Training führte darüber hinaus zu einer Reduktion der wahrgenommenen Aufgabenbelastung. In Bezug auf die menschliche Montageleistung erzielten AR- und VR-basierte Trainings im Vergleich zu traditionellen Trainings überwiegend vergleichbare Effekte und keinen durchgängigen Vorteil. In der vierten Publikation zeigt eine experimentelle Studie vergleichbare Effekte kurz- und langfristiger Montageleistung nach AR-, VR- und traditionellem Video-basierten Training. Die subjektiven Bewertungen des AR- und des Video-basierten Trainings waren jedoch signifikant besser als die des VR-basierten Trainings. Die Ergebnisse der Dissertation zeigen, dass insbesondere eine Kombination aus AR-basiertem Training mit realen Montagebauteilen sowohl in Bezug auf die subjektiven Bewertungen der NutzerInnen als auch in Bezug auf die kurz- und langfristigen Auswirkungen auf die menschliche Leistung Potenzial für das erfolgreiche Anlernen manueller Montageaufgaben verspricht. Die Arbeit diskutiert Implikationen für die weitere Forschung in diesem Bereich und leitet Empfehlungen für die praktische Anwendung von AR- und VR-basiertem Training in der manuellen Montage ab.

Digital technologies such as augmented (AR) and virtual reality (VR) are increasingly being used in the context of manual assembly to prepare humans for their tasks in a safe, flexible and effective manner. However, there is a lack of scientific research into the effects of these new training methods on users and their performance. In this dissertation, I investigated the psychological effects of AR- and VR-based training on users' subjective evaluations and human performance in manual assembly in four scientific publications. The first two publications show that workers from the industry positively evaluated the use of AR and VR in training. Nevertheless, they rated the usability of the technologies and their impact on the perceived task load less favorably compared to traditional training. Within the third publication, I conducted a literature review comparing the effects of AR- and VR-based and traditional training on subjective user evaluations and on human performance in manual assembly. The results indicate comparable or superior usability of AR- and VR-based training to traditional training methods, with a reduction in the perceived task load through AR-based training. As for human assembly performance, AR- and VR-based training showed comparable effects to traditional training. However, there was no consistent advantage of AR- and VR-based training over traditional training. Within the fourth publication, I investigated and compared the short- and long-term effects of AR-, VR- and traditional video-based training by means of an experimental study. Results reveal comparable outcomes in short- and long-term assembly performance across training methods. Subjectively, users preferred AR-based and traditional video-based training over VR-based training. The results of this dissertation indicate that a combination of AR-based training with real assembly components promises potential for successfully training manual assembly tasks, both in terms of users' subjective evaluations and in terms of the short and long-term effects on human performance. The thesis discusses implications for further research in this field and derives recommendations for the practical application of AR- and VR-based training in manual assembly.

OpenAccess:
PDF
(additional files)

Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis

Format
online

Sprache
English

Externe Identnummern
HBZ: HT030819278

Interne Identnummern
RWTH-2024-07521
Datensatz-ID: 990840

Beteiligte Länder
Germany