Design no desenvolvimento de um projeto de interface : aprimorando o processo de modelagem em programas de estruturas tridimensionais por barras

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo criar um protótipo de interface para um software de análise de estruturas tridimensionais por barras, promovendo a usabilidade e reduzindo a carga cognitiva dos usuários no processo de modelagem por meio das heurísticas de usabilidade e da modelagem preditiva do comportamento humano. Para tal, o levantamento bibliográfico compreende temas como Ergonomia, Usabilidade, Modelagem Preditiva do Comportamento Humano, Heurísticas de Usabilidade, Interface Gráfica do Usuário e levantamento de softwares de análise estrutural por barras, através dos quais se busca entender os procedimentos de modelagem estrutural. Para atingir o objetivo geral foram traçados objetivos específicos, os quais consistem na identificação e análise dos procedimentos de modelagem, na verificação de dificuldades de interação e proposição de alternativas para melhoria. A verificação das dificuldades foi realizada através da ferramenta KLM-GOMS (Keystroke-Level Model - Goals, Operators, Methods, Selection Rules), a qual apresenta uma metodologia para mensurar a carga cognitiva, através do tempo de interação necessário, de interação com uma interface para realização de atividades específicas) e das heurísticas da usabilidade. Para tal, foram estabelecidas atividades que deviam ser cumpridas pelos softwares selecionados, resultando em um grande volume de dados. A partir destes dados, forem desenvolvidas alternativas as quais foram concebidas iterativamente, e resultaram em 3 opções: a primeira sugere a mescla dos procedimentos adotados pelos softwares estudados, selecionando-se os que apresentaram os melhores resultados em termos de redução da carga cognitiva. A segunda alternativa abrange esses mesmos procedimentos, porém com melhorias realizadas de acordo com os problemas encontrados através dos tempos mensurados. E a terceira alternativa consiste em considerações de usabilidade, as quais resultam na concepção da reutilização de conceitos e na geração de alternativas diferentes para melhorar o desempenho da modelagem. Esta terceira alternativa da origem ao protótipo que é objetivo da pesquisa. Seu desenvolvimento foi realizado através do Adobe XD, uma ferramenta de prototipagem de interfaces. Durante a criação do protótipo todos os passos obtidos através do KLM-GOMS foram revisados e ajustados, passando de uma ferramenta teórica para prática. O protótipo resultante diminuiu o tempo previsto de modelagem de uma estrutura em cerca de 33% em relação ao melhor resultado obtido pelos softwares estudados. As principais alterações referem-se à interação de modelagem geométrica, aplicação das restrições, e aplicação das cargas. Nessas duas últimas, o resultado foi um novo paradigma de modelagem, o qual apresenta, como principal característica, uma configuração visual e geométrica em detrimento dos formulários normalmente utilizados. Também foi realizada a implementação de catálogos de materiais e seções, os quais apresentam impacto significativo na redução da carga cognitiva.

The present work aims to create a prototype of an interface for software analysis of three-dimensional structures by bars, promoting usability and reducing the cognitive load of users in the modeling process through usability heuristics and predictive modeling of human behavior. To this end, the bibliographic survey comprises topics such as Ergonomics, Usability, Predictive Modeling of Human Behavior, Usability Heuristics, Graphical User Interface and survey of structural analysis software by bars, through which one seeks to understand the structural modeling procedures. To achieve the general objective, specific objectives were drawn up, which consist of the identification and analysis of the modeling procedures, the verification of interaction difficulties and the proposition of alternatives for improvement. The verification of difficulties was performed using the KLM-GOMS tool (Keystroke-Level Model - Goals, Operators, Methods, Selection Rules), which presents a methodology to measure the cognitive load, through the necessary interaction time, interaction with a interface for carrying out specific activities) and usability heuristics. To this end, activities were established that should be performed by the selected software, resulting in a large volume of data. From these data, alternatives are developed which were designed iteratively, and resulted in 3 options: the first suggests the mixture of the procedures adopted by the studied software, selecting the ones that presented the best results in terms of reducing the cognitive load. The second alternative covers these same procedures, but with improvements made according to the problems found through the measured times. And the third alternative consists of usability considerations, which result in the conception of the reuse of concepts and in the generation of different alternatives to improve the performance of the modeling. This third alternative from the origin to the prototype that is the objective of the research. Its development was carried out through Adobe XD, an interface prototyping tool. During the creation of the prototype, all steps obtained through KLM-GOMS were reviewed and adjusted, moving from a theoretical to a practical tool. The resulting prototype reduced the estimated time for modeling a structure by about 33% in relation to the best result obtained by the studied software. The main changes refer to the interaction of geometric modeling, application of restrictions, and application of loads. In these last two, the result was a new modeling paradigm, which presents, as its main characteristic, a visual and geometric configuration to the detriment of the forms normally used. Catalogs of materials and sections were also implemented, which have a significant impact on reducing cognitive load.