Simuleren samenwerking mens en computer aan boord
Moderne marineschepen worden uitgerust met steeds slimmere technologie. Die technologie verandert fundamenteel hoe de bemanning werkt: de rol van de operator verschuift van uitvoerend en controlerend naar steeds meer superviserend, terwijl de computer routineuze taken autonoom overneemt. Maar hoe weet je vooraf of die nieuwe taakverdeling ook écht werkt? En wat zijn de gevolgen voor de werkdruk van de bemanning?
Precies die vraag stond centraal in het SmartOps project, uitgevoerd bij TNO (defensie, veiligheid en beveiliging). Het project richtte zich op de verkenning van mens-computer samenwerking in de commandocentrale van patrouillevaartuigen, vóórdat nieuwe technologie daadwerkelijk wordt ingevoerd.
De kern: agent-gebaseerde simulatie
SmartOps maakte gebruik van Agent Based Modeling and Simulation (ABMS), een methode waarbij individuele actoren (operators, officieren, systemen) als autonome ‘agenten’ worden gemodelleerd in een realistische werkomgeving. ABMS is bij uitstek geschikt voor situaties waarbij fouten kostbaar zijn, of waarbij experimenten in de echte wereld om praktische of ethische redenen niet mogelijk zijn. Beide zijn van toepassing in de commandocentrale van een marineschip. Als simulatieomgeving werd gebruik gemaakt van Brahms, een gevestigd platform voor het modelleren van context-gedreven, adaptieve werkprocessen, eerder ingezet in domeinen als ruimtevaart, rampenbestrijding en luchtverkeersleiding.
De innovatie: gebruiksvriendelijke schil voor praktijkexperts
Een belangrijk knelpunt bij ABMS is de hoge technische drempel: het vereist programmeerkennis die praktijkexperts doorgaans niet hebben. SmartOps loste dit op door een prototype gebruikersschil te ontwikkelen, een reeks Excel-templates waarmee domeinexperts zonder programmeerkennis zelf simulatiemodellen kunnen bouwen en aanpassen. De schil structureert alle invoer die nodig is voor een volledig simulatiemodel: agenten en groepen, objecten en locaties, scenario’s en activiteiten. Een herbruikbare templatestructuur zorgt ervoor dat elementen uit eerdere modellen eenvoudig opnieuw kunnen worden gebruikt, hetgeen de modelleertijd aanzienlijk verkort.
De use case: werkdruk bij variërende automatisering
Om de schil te testen werd een concrete use case uitgevoerd op een Offshore Patrol Vessel (OPV). Onderzocht werd hoe de werkdruk van de stuurman (Helmsman) verandert bij drie niveaus van automatisering:
- LOA 0: geen extra automatisering: de operator doet alles zelf
- LOA 5: mens-computer samenwerking: de computer monitort, de operator detecteert en verwerkt alleen de moeilijk classificeerbare contacten
- LOA 10: volledige automatisering van monitoring, detectie en verwerking
Het scenario simuleerde 33 minuten operationele activiteit aan boord, inclusief koerswijzigingen, radarcontacten, FRISC-inzet en helikoptercoördinatie, met acht rollen in de commandocentrale. De resultaten lieten zien dat in een relatief rustige periode geen significant verschil in werkdruk werd gemeten tussen de drie niveaus. Zodra de operationele druk toenam, had een hoger automatiseringsniveau wel degelijk een dempend effect op de werkdruk van de stuurman, een plausibel en waardevol inzicht voor toekomstige ontwerp- en inrichtingskeuzes.
Conclusie
SmartOps toonde aan dat een gebruiksvriendelijke simulatieomgeving – toegankelijk voor praktijkexperts, gebaseerd op wetenschappelijk gevalideerde ABMS-methoden – in staat is om complexe, scenario-gebaseerde mens-computer samenwerkingen te modelleren en te simuleren. De aanpak biedt een krachtig instrument voor de verkenning en optimalisatie van werkprocessen in veeleisende, hoogrisico-omgevingen, ruim vóórdat technologische veranderingen daadwerkelijk worden ingevoerd.