로봇 프로세스 자동화를 위한 그래픽 사용자 인터페이스 설계 및 평가에 대한 연구

Abstract

Robotic Process Automation (RPA) is a technology used to automate repetitive and formal tasks that humans have to handle into computer processes, and the concept of robotic process automation has recently been used to analyze user patterns through a graphical user interface (GUI) of applications. This paper aims to discuss the direction of designing robotic process automation by area of work for the Manufacturing Execution System applied in the field. Experimental design based on 40 task scenarios in the Preventive Maintenance (PM) and Maintenance Repair and Operation (MRO) domains, leading to automated input device mice to evaluate increased mouse-click coordinates, mouse-movement, and mouse-movement data. In the experiment using process automation, two groups (applied process automation, not applied process automation) were divided into two groups, and two subjects were allowed to perform full work scenarios for a month. The average number of clicks using process automation was M=12.2 (SD=5.0), indicating an increase in clicks compared to subjects using non-modulated systems (M=11.1, SD=6.1). It can be seen that click errors and click errors in the user interface decrease over the experimental period of the user. In addition, when using process automation, the mouse moves M=2.9 (SD=0.8), the average distance between processes is 484 pixels (pixels, px), and M=3.1 (SD=0.5) moves on average without automation. Although there were no significant differences, scenario-specific analysis showed that mouse movement caused by user interface deployment had an effect. This ensures that as operators learn about the user interface, they become accustomed to using the user interface and appear in coordinate accuracy. In the same case as the mouse's overall movement time, it is found that M=44.8 (SD=29.7) and M=50.6 (SD=47.1) are used for users who run automated aesthetics applications. There was no significant difference, but there was a significant time difference by omitting the delay in a specific scenario in which the user interface structure was displayed as a complex pop-up window. The results of this study demonstrate that robotic process automation system can improve automation efficiency based on user data in graphical user interface, improve operation efficiency and reduce initial design difficulty. This is of great significance in the study of graphical user interfaces, especially input device usage pattern analysis and robotic process automation interactions. Keywords: Robotic process automation, graphical user interface, input device, automation, computer process|로봇 프로세스 자동화(Robotic Process Automation, RPA)는 사람이 처리해야 하는 반복적이고 정형적인 작업을 컴퓨터 프로세스로 자동화하는 기술로, 최근 다양한 산업 분야에 활용되고 있으며, 로봇 프로세스 자동화의 개념은 사용자 대상의 응용 프로그램의 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI)를 통해 사용자 패턴을 분석하는 방법을 이용한다. 본 논문은 현업에 적용 되어있는 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System)을 대상으로, 작업자의 업무 영역 별 로봇 프로세스 자동화 설계 방향에 대하여 논의하고자 한다. 실험 설계는 예방보전(Preventive maintenance, PM)과 기업 소모성 자재(Maintenance Repair and Operation, MRO) 영역에서의 40개의 작업 시나리오를 기초를 도출하였으며, 시나리오를 반복적으로 수행하는 과정에서 주 입력기기 마우스를 통하여 마우스 클릭 좌표, 마우스 이동시간, 마우스 이동거리 데이터를 수집하여 분석하였으며, 로봇 프로세스 자동화의 특징 정확도 개선, 생산성 향상 및 할애 시간 줄이기를 평가하기 위해 선행적으로 주요 프로세스의 저장 데이터를 연동시켜 지연이 발생하는 업무 이벤트의 프로세스 속도 증가를 위해 프로세스 자동화를 만들었다. 프로세스 자동화를 이용한 실험에서는 두 그룹(프로세스 자동화 적용, 미적용)으로 나뉘어 2명의 실험 대상에게 한달 간 전체 업무 시나리오를 수행하도록 하였다. 프로세스 자동화를 이용한 실험 대상자의 클릭 횟수는 평균 M=12.2(SD=5.0)로 자동화 미적용 시스템을 이용한 작업자에 비해 늘어남을 확인 할 수 있었다(M=11.1,SD=6.1). 해당 클릭 횟수가 증가한 특정 시나리오를 확인했을 때, 사용자의 실험 기간이 지날수록 클릭 횟수의 오류와 사용자 인터페이스를 클릭하는 오차가 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 또한 마우스의 이동거리는 프로세스 자동화를 사용했을 때, M=2.9(SD=0.8)로 픽셀 단위로는 평균 484픽셀(Pixel, px)를 시나리오 수행 시 프로세스 사이에서 움직였으며, 자동화 미적용에서는 M=3.1(SD=0.5)로 평균 517픽셀 움직인 것으로 확인하였다. 큰 차이가 나지는 않았으나 시나리오 단위로 분석하였을 경우 사용자 인터페이스의 배치에 따른 마우스 동선이 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 작업자가 사용자 인터페이스에 대해 테스트가 진행될수록 학습함에 따라 사용에 대해 익숙해지고 그것이 좌표의 정확성에서 나타난 것으로 확인된다. 마우스의 전체 이동 시간 같은 경우 프로세스 자동화를 사용한 작업자의 시간이 M=44.8(SD=29.7), 자동화 미적용을 수행한 사용자의 경우 M=50.6(SD=47.1)으로 나타났다. 큰 차이가 나타나지는 않았으나, 특정 시나리오에서 지연을 생략하게 됨으로써 의미 있는 시간 차이를 보였는데 이는 복잡한 구조의 사용자 인터페이스가 있는 팝업창이 있는 시나리오로 나타났다. 연구결과, 로봇 프로세스 자동화 시스템이 그래픽 사용자 인터페이스의 사용자 데이터를 기초로 자동화 효율성을 높이고, 사용자 또한 작업 효율성 향상 및 초기 설계 난이도가 낮다는 관점에서 이점이 있다는 것을 실험적으로 설명하였다. 이는 그래픽 사용자 인터페이스, 특히 입력장치 사용 패턴분석과 로봇 프로세스 자동화 상호작용에 대한 접근에서 연구의 의의가 있다.