https://hdl.handle.net/20.500.11984/469 2026-06-25T07:10:43Z 2026-06-25T07:10:43Z Elorza Azpiazu, Leire https://hdl.handle.net/20.500.11984/14597 2026-06-19T06:16:07Z 2025-01-01T00:00:00Z

Partial discharge-free electrical machine design for electromobility drives based on wide-bandgap semiconductors Elorza Azpiazu, Leire The transition to sustainable mobility has accelerated the development of electric vehicles, with Wide-Bandgap (WBG) converters enabling greater power density and efficiency. However, their fast-switching waveforms increase the risk of Partial Discharges (PD), especially in interturn insulation, posing reliability challenges and reducing insulation lifetime. This doctoral thesis proposes tools and guidelines to design reliable insulation systems for WBG-based drives, focusing on PD mitigation. The work follows three research lines: (1) PD Inception Voltage (PDIV) estimation under representative conditions, (2) assessment of design and manufacturing factors, and (3) evaluation of insulation endurance under thermal and electrical stress using diagnostic markers. Novel PDIV models, based on the Extended Dakin’s and parallel-plate, were validated across 140 round and rectangular wire samples under varied conditions, with mean errors of -5.3% and -2.5%. They match the accuracy of simulation-based methods but offer faster results without requiring experimentation. Even if initially developed for interturn insulation, they also proved effective for groundwall systems, notably the Extended Dakin’s model, which requires no parameter fitting. The influence of manufacturing processes was studied with industrial partners. For instance, several winding techniques and potting application benefits were analysed. PDIV measurements enabled early detection of design weaknesses, supporting robust final design and products. Ageing tests confirmed that high temperatures and WBG-induced electrical stress reduce insulation endurance. Thermomechanical ageing did not accelerate failure beyond isothermal ageing, indicating that mechanically induced stress does not dominate across all materials. PD-based health markers, PDIV and discharge magnitude, provided the most reliable indicators of insulation degradation and imminent failure. These results support the integration of insulation modelling and validation into machine development. Future work includes broader model validation, evaluation of interturn insulation across winding techniques, and expansion of ageing datasets, between others.; La transición hacia una movilidad sostenible ha acelerado el desarrollo de los vehículos eléctricos, en los que los convertidores de banda prohibida ancha (WBG) han permitido una mayor densidad de potencia y eficiencia. No obstante, su conmutación rápida ha planteado retos de fiabilidad en los sistemas de aislamiento, pudiendo reducir su vida útil al aumentar el riesgo de descargas parciales (PD). En esta tesis doctoral se han propuesto herramientas y directrices para diseñar sistemas de aislamiento fiables en accionamientos con convertidores WBG. El trabajo se ha estructurado en tres líneas: (1) estimar el voltaje de inicio de PD (PDIV) en condiciones representativas, (2) analizar factores de diseño y fabricación y (3) evaluar la durabilidad del aislamiento bajo estrés térmico y eléctrico mediante marcadores diagnósticos. Los modelos de PDIV desarrollados, el Extended Dakin’s y parallel-plate, que se han validado en 140 muestras de hilos circulares y rectangulares sometidos a diversas condiciones, han obtenido errores promedios de -5,3% y -2,5%. Estos modelos, con cálculos más rápidos y sin requerir experimentación, han igualado la precisión de los métodos por simulación. Aunque se han diseñado inicialmente para el aislamiento entre espiras, también se han mostrado eficaces para el aislamiento a tierra, destacando el modelo Extended Dakin’s, que no requiere ajuste de parámetros. La influencia de los procesos de fabricación se ha estudiado en colaboración con empresas industriales. Se han evaluado técnicas de bobinado y los beneficios de la aplicación de la resina. Las mediciones de PDIV han permitido detectar debilidades de diseño de forma temprana, contribuyendo así a diseños y productos finales más robustos. Los ensayos de envejecimiento han confirmado que las altas temperaturas y el estrés eléctrico asociado a convertidores WBG reducen la durabilidad del aislamiento. No se ha observado un fallo acelerado del envejecimiento termomecánico respecto al isotérmico, indicando que el esfuerzo mecánico no domina en todos los materiales. Se ha demostrado que los marcadores basados en PD, son los indicadores más fiables de fallo inminente. Los resultados respaldan la integración del modelado y validación del aislamiento en el desarrollo de máquinas. Se prevé como trabajo futuro ampliar la validación de modelos y evaluar el aislamiento entre espiras según técnicas de bobinado, entre otros.; Mugikortasun jasangarrirako trantsizioak ibilgailu elektrikoen garapena bizkortu du, eta banda debekatu zabaleko (WBG) bihurgailuek potentzia- eta efizientzia-dentsitate handiagoa ahalbidetzen dute. Hala ere, kommutazio azkarreko uhin-formek fidagarritasunarazoak sortzen dituzte isolamendu-sistemetan, deskarga partzialen (PD) arriskua handituz, bereziki espiren arteko isolamenduan, eta bizitza baliagarria murriztuz. Tesi honek WBG bihurgailuekin funtzionatzen duten eragingailuetarako isolamendu fidagarriak diseinatzeko tresnak eta jarraibideak proposatzen ditu, PDen murrizketan oinarrituta. Ikerketa hiru ildotan egituratzen da: (1) PDaren hasierako tentsioa (PDIV) baldintza adierazgarrietan estimatzea, (2) diseinu eta fabrikazioaren eragina ebaluatzea eta (3) estres termiko eta elektrikopeko iraunkortasuna aztertzea diagnostiko-markatzaileekin. PDIVa modelatzeko, Extended Dakin’s eta parallel-plate ekuazioak moldatu eta garatu dira. Garapen hauek 140 laginetan baliozkotu dira baldintza ezberdinetan, %–5,3 eta %–2,5 batez besteko errorearekin. Eredu hauek simulazioan oinarritutako metodoen zehaztasuna berdintzen dute, baina esperimentazio beharrik gabe eta kalkulu azkarragoekin. Espiren arteko isolamendurako garatuak izan arren, lurrerako sistemetan ere aplikagarriak direla erakutsi da, batez ere Extended Dakin’s modeloa, parametroen doikuntzarik behar ez duelako. Fabrikazio-prozesuen eragina enpresa industrialekin lankidetzan aztertu da. Esaterako, harilkatu mota desberdinak eta erretxinaren aplikazioa aztertu dira. PDIVaren neurketek diseinuaren ahuleziak garaiz atzematea ahalbidetu dute, azken deseinu eta produktu sendoagoak lortuz. Zahartze-probek baieztatu dute tenperatura altuak eta WBGak sortutako estres elektrikoak iraunkortasuna murrizten dutela. Zahartze termomekanikoak ez du akats bizkorragorik eragin isotermikoarekiko, esfortzu mekanikoaren eragina material guztietan ez dela orokorra adieraziz. PDen markatzaileak, PDIV eta deskarga magnitudea, degradazioaren eta akatsaren adierazle fidagarrienak izan dira. Emaitza hauek isolamenduaren modelatzea eta baliozkotzea motorraren garapenprozesuan txertatzearen alde egiten dute. Etorkizunean ereduen balidazioa zabaltzea eta bobinatze-tekniken eragina espiren artean ebaluatzea proposatzen da, besteak beste.

2025-01-01T00:00:00Z Abedul Moreno, David https://hdl.handle.net/20.500.11984/14073 2026-03-17T07:15:45Z 2023-01-01T00:00:00Z

Characterization and digitalization of shear cutting processes Abedul Moreno, David In the current era of exponential technological advancement, the world is witnessing a transformative evolution across all sectors and the manufacturing industry stands at the forefront of this revolutionary change. With cutting-edge innovations and groundbreaking digital technologies, the manufacturing sector has been elevated to new heights of efficiency and precision. As the manufacturing industry continues to embrace these digital advancements, it becomes increasingly crucial to extend their application to specific processes, for instance to shear cutting processes. The implementation of digital technologies in shear cutting processes holds immense potential to improve the way materials are separated and fabricated. By leveraging Artificial Intelligence-driven algorithms or employing digital twins for process simulations, manufacturers can enhance the accuracy, speed and adaptability of shear cutting, leading to reduced waste, improved material utilization and enhanced overall productivity. The application of digital technologies to shear cutting processes has been effectively addressed through two significant approaches. Firstly, the development of a process force and energy prediction tool, based on Machine Learning algorithms, has led to enhanced inputs for designing and manufacturing of blanking lines as well as for accurate estimations of force and energy requirements to cut materials with varying mechanical properties and thicknesses. Secondly, the debate of considering thermal and strain rate effects on Finite Element simulations during shear cutting has been addressed, characterizing the plastic and fracture behavior of a 2205 Duplex stainless steel at different temperatures and loading rates and utilizing it to develop Finite Element models that incorporate these phenomena, ensuring more accurate and reliable simulations of shear cutting operations. Furthermore, to validate these models, comprehensive experimental tests have been conducted. Cut-to-length shear cutting tests and punching tests have been utilized to thoroughly study the phenomena occurring during shear cutting operations, thus combining numerical and experimental approaches. Addressing these crucial aspects and incorporating digital technologies into cutting operations allows the manufacturing industry to optimize these type of processes. These advancements not only contribute to mark more steps forward for shear cutting processes but also exemplify the potential of digital technologies in driving progress and innovation throughout the manufacturing landscape.; Teknologia aurrerapen esponentzialaren garai honetan, mundua aldaketa eraldatzaile bat ikusten ari da sektore guztietan eta fabrikazio industria bera eraldatzaile aldaketa honen aurrean dago. Berrikuntza abangoardista eta teknologia digitalei esker, fabrikazio sektorea errendimendu eta zehaztasun maila berrietara iritsi da. Fabrikazio industriak teknologia digitalak bultzatzen dituen bitartean, bere aplikazioa prozesu zehatzetara hedatu behar da, adibidez ebaketa prozesuetara. Teknologia digitalen inplementazioa garrantzi handiko aukera ematen du materialak prozesatzen diren moduak hobetzeko. Adimen Artifizialaren algoritmoak eta prozesuen simulazio numerikoak erabiliz, fabrikatzaileek ebaketaren zehaztasuna, abiadura eta egokitasuna hobetu dezakete, materialen erabilera optimizatu hondakinak murriztuz eta emankortasunaren hobekuntza lortuz. Teknologia digitalen aplikazioa ebaketa prozesuetan egokitu egin da bi ikuspegien bidez. Lehenik, Machine Learning-en oinarritutako prozesuaren indarraren eta energia aurreikuspen tresna bat garatu da, ebaketa lerroen diseinu eta fabrikazioa hobetzeko eta ezaugarri mekaniko eta lodiera desberdinen materialak mozteko behar diren eskakizunak aurreikusteko aukerak eskainiz. Bestalde, tenperaturaren eta deformazio abiaduraren efektuak simulazioetan kontuan hartzearen eztabaida ere garrantzi handia du. Eztabaida horri erantzuteko 2205 Duplex altzairu herdoilgaitzaren plastikotasun eta hauskortasun portaera aztertu da tenperatura eta deformazio abiadura desberdinetan. Informazio hori Elementu Finituen ereduak garatzeko erabili da, ebaketa operazioen simulazio zehatzago eta fidagarriagoak lortzeko. Era berean, eredu hauen balidazioa egiteko, ebaketa prozesuen azterketa esperimentala burutu da. Zeharkako ebaketa eta puntzonaketa saiakuntzak egin dira ebaketa prozesuetan gertatzen diren fenomenoak aztertzeko, ikuspegi numeriko eta esperimentala bateratuz. Garrantzitsuak diren alderdi hauei erantzun bat emanez, eta ebaketa prozesuetan teknologia digitalak erantsiz fabrikazio industriari prozesu mota hauek optimizatzeko aukera ematen zaio. Aurrerapen hauek ez dituzte ebaketa prozesuak bultzatzen bakarrik, teknologia digitalak fabrikazioaren panorama osoan aurrera egiteko eta berrikuntza sustatzeko ahalera erakusten dute baita ere.; Con el actual avance tecnológico exponencial, el mundo está contemplando una evolución transformadora en todos los sectores y la industria manufacturera se encuentra al frente de este cambio revolucionario. A través de innovaciones vanguardistas y tecnologías digitales pioneras, el sector manufacturero se ha visto elevado a nuevos niveles de eficiencia y precisión. Mientras la industria continua abrazando estos avances tecnológicos, cada vez resulta más crucial ampliar su aplicación a procesos específicos, por ejemplo a los procesos de corte. La implementación de tecnologías digitales en los procesos de corte posee un gran potencial para mejorar la forma en que se procesan los materiales. Sacando provecho de algoritmos de Inteligencia Artificial o utilizando modelos numéricos para la simulación del proceso, la industria podría mejorar la precisión, velocidad y adaptabilidad de los procesos de corte, y consecuentemente, reducir los residuos optimizando el uso de material y mejorar la productividad. La aplicación de tecnologías digitales a procesos de corte se ha llevado a cabo a través de dos enfoques principalmente. En primer lugar, el desarrollo de una herramienta de predicción de esfuerzos y energía basada en algoritmos de Machine Learning, ha permitido facilitar el diseño y fabricación de líneas de corte, así como realizar estimaciones precisas de los esfuerzos y energía necesarias para cortar materiales de una gran variedad de propiedades mecánicas y espesores. En segundo lugar, se ha abordado el debate sobre considerar los efectos de la temperatura y de la velocidad de deformación en simulaciones de procesos de corte con el Método de Elementos Finitos. Para ello, se ha caracterizado el comportamiento plástico y de fractura de un acero inoxidable Duplex 2205 a diferentes temperaturas y velocidades de deformación y se ha utilizado para desarrollar modelos de Elementos Finitos que incorporen estos fenómenos, garantizando simulaciones más precisas y fiables de las operaciones de corte. Además, para validar estos modelos, se ha realizado una campaña de ensayos experimentales. Se han utilizado ensayos de corte transversal y de punzonado para estudiar a fondo los diversos fenómenos que se producen durante las operaciones de corte, combinando así el enfoque numérico y el experimental. Abordar estos aspectos cruciales e incorporar tecnologías digitales a las operaciones de corte, permite a la industria manufacturera optimizar este tipo de procesos. Además, estos avances no solo contribuyen a dar más pasos adelante en lo que a procesos de corte se refiere, sino que también ejemplifican el potencial de las tecnologías digitales para impulsar el progreso y la innovación en todo el panorama de la fabricación.

2023-01-01T00:00:00Z Landa-Oregi, Idoia https://hdl.handle.net/20.500.11984/14063 2026-03-13T11:00:47Z 2025-04-01T00:00:00Z

The enhancement of the engagement in citizen participation processes for urban regeneration through a human-centered design approach Landa-Oregi, Idoia Urbanization has experienced significant growth over the past century, with projections indicating a 34% expansion in high income countries within the next 50 years. By 2050, 68% of the global population is expected to reside in urban areas, intensifying concerns regarding climate change, resource depletion, and increased energy consumption. Given these challenges, cities have emerged as focal points for implementing sustainable and inclusive development models. Central to this challenge is the concept of citizen-centered cities, which emphasize participatory urban regeneration by empowering citizens in decision-making processes. This approach prioritizes social well- being and fosters collaboration among stakeholders to create cities that are designed for and with their inhabitants. Despite the recognized benefits of citizen participation, its implementation continues to face challenges, particularly regarding meaningful engagement. Without genuine citizen engagement, participatory processes risk becoming tokenistic, undermining public trust and democratic legitimacy. Addressing these limitations requires an in-depth understanding of engagement mechanisms, ensuring that participatory frameworks are both effective and equitable. In this context, Human-Centered Design (HCD) practices emerge as a potentially effective approach in improving citizen engagement and advancing through citizen-centered cities, as it ensures that participation is deeply rooted in citizens’ needs and aspirations. By fostering empathy, collaboration, and iterative problem-solving, HCD encourages citizen engagement in participatory urban regeneration. This doctoral thesis investigates how citizens’ engagement in urban regeneration initiatives can be improved by the application of HCD. For this purpose, first a deep understanding of citizen engagement and its influencial factors is gained. Then, a model integrating the principles and methods of HCD is developed to address the identified engagement factors. Lastly, through an participatory Action Research approach, this thesis explores a case study that was developed in the Santa Ana neighborhood in Ermua, which is in the process of rehabilitation. The research was structured in four iterative cycles in order to identify the critical engagement factors, define a HCD model to address the factors, evaluate the impact and analyze the replicability of the study. Each iteration allowed us to evaluate the effectiveness of the interventions and adjust the strategies implemented based on the results obtained and the feedback from the participants. viii The findings of this research indicate that HCD facilitates greater citizen engagement by generating spaces for listening and co-creation, fostering community ownership of the urban regeneration process. Likewise, it was evidenced that the iteration and flexibility inherent to HCD allow for adapting interventions to changes in neighborhood dynamics and to the emerging needs of residents. Additionally, the study identified that citizen engagement is primarily influenced by factors related to collective interactions and the clarity of the process. To assess engagement, a survey was designed and validated, providing a structured method for measurement. Furthermore, intersectionality was found to play a role, as the analysis of three variables demonstrated its influence on engagement dynamics. Lastly, an examination of a different geographical context revealed that while the study is partially replicable, variations in critical factors require adjustments to both the HCD model and the survey to ensure contextual relevance. As a result of this doctoral thesis, the following contributions are obtained: - The characterization of citizen engagement contemplating 36 factors divided into 3 categories and 9 sub-categories. - A model that integrates HCD tools into participatory processes, fostering citizen emngagement. - A survey to measure the levels of citizen engagement.; La urbanización ha experimentado un crecimiento significativo en el último siglo, y las proyecciones indican una expansión del 34% en los países de renta alta en los próximos 50 años. Para 2050, se espera que el 68% de la población mundial resida en zonas urbanas, lo que intensificará la preocupación por el cambio climático, el agotamiento de los recursos y el aumento del consumo de energía. Ante estos retos, las ciudades han surgido como puntos focales para la aplicación de modelos de desarrollo sostenibles e integradores. Un elemento central de este reto es el concepto de ciudades centradas en la ciudadanía, que hacen hincapié en la regeneración urbana participativa mediante la capacitación de la ciudadanía en los procesos de toma de decisiones. Este enfoque da prioridad al bienestar social y fomenta la colaboración entre las partes interesadas para crear ciudades diseñadas para y con sus habitantes. A pesar de los beneficios reconocidos de la participación ciudadana, su aplicación sigue afrontando retos, especialmente en lo que se refiere a un compromiso significativo de la ciudadanía. Sin un auténtico compromiso ciudadano, los procesos participativos corren el riesgo de convertirse en simbólicos, socavando la confianza pública y la legitimidad democrática. Para hacer frente a estas limitaciones es necesario comprender en profundidad los mecanismos de participación y garantizar que los marcos participativos sean eficaces y equitativos. En este contexto, las prácticas de Diseño Centrado en las Personas (HCD) surgen como un enfoque potencialmente eficaz para mejorar la participación ciudadana y avanzar a través de ciudades centradas en el ciudadano, ya que garantiza que la participación esté profundamente arraigada en las necesidades y aspiraciones de la ciudadanía. Al fomentar la empatía, la colaboración y la resolución iterativa de problemas, el HCD estimula el compromiso ciudadano en la regeneración urbana participativa. Esta tesis doctoral investiga cómo puede mejorarse el compromiso de la ciudadanía en las iniciativas de regeneración urbana mediante la aplicación del HCD. Para ello, en primer lugar se profundiza en el conocimiento del compromiso ciudadano y sus factores de influencia. A continuación, se desarrolla un modelo que integra los principios y métodos del HCD para abordar los factores de compromiso identificados. Por último, a través de un enfoque de Investigación Acción participativa, esta tesis explora un estudio de caso que se ha desarrollado en el barrio de Santa Ana en Ermua, que se encuentra en proceso de rehabilitación. La investigación se estructuró en cuatro ciclos iterativos con el fin de identificar los factores críticos de compromiso, definir un modelo HCD para abordar los factores, evaluar el impacto y analizar la replicabilidad del estudio. Cada iteración permitió evaluar la eficacia de las intervenciones y ajustar las estrategias aplicadas en función de los resultados obtenidos y de los comentarios de los participantes. Las conclusiones de esta investigación indican que el HCD facilita un mayor compromiso ciudadano al generar espacios de escucha y co-creación, fomentando la apropiación del proceso de regeneración urbana por parte de la comunidad. Asimismo, se puso de manifiesto que la iteración y la flexibilidad inherentes al HCD permiten adaptar las intervenciones a los cambios en la dinámica del barrio y a las necesidades emergentes de los residentes. Además, el estudio identificó que el compromiso ciudadano está influido principalmente por factores relacionados con las interacciones colectivas y la claridad del proceso. Para evaluar el compromiso, se diseñó y validó una encuesta que proporciona un método estructurado de medición. Además, se observó que la interseccionalidad desempeña un papel importante, ya que el análisis de tres variables demostró su influencia en la dinámica del compromiso. Por último, el análisis de un contexto geográfico diferente reveló que, si bien el estudio es parcialmente reproducible, las variaciones en los factores críticos requieren ajustes tanto en el modelo HCD como en la encuesta para garantizar la pertinencia contextual. Como resultado de esta tesis doctoral se obtienen las siguientes aportaciones: - La caracterización del compromiso ciudadano contemplando 36 factores divididos en 3 categorías y 9 subcategorías. - Un modelo que integra herramientas de HCD en procesos participativos, fomentando el compromiso ciudadano. - Una encuesta para medir los niveles de compromiso ciudadano.; Urbanizazioak hazkunde handia izan du azken mendean, eta proiekzioek adierazten dute % 34ko hedapena errenta handiko herrialdeetan hurrengo 50 urteetan. Aurreikuspenen arabera, 2050erako, munduko biztanleriaren % 68 hiriguneetan biziko da, eta horrek areagotu egingo ditu klima-aldaketari, baliabideen agortzeari eta energia-kontsumoaren igoerari buruzko kezkak. Erronka horien aurrean, hiriak sortu dira garapen-eredu iraunkorrak eta integratzaileak ezartzeko ardatz gisa. Erronka honetan funtsezkoa da herritarrak ardatz dituzten hirien kontzeptua; izan ere, hiri-birsorkuntza parte-hartzailea azpimarratzen dute, erabakiak hartzeko prozesuetan herritarrak ahaldunduz. Ikuspegi horrek gizarte-ongizatea lehenesten du, eta interesdunen arteko lankidetza sustatzen du, beren biztanleentzat eta biztanleekin diseinatuta dauden hiriak sortzeko. Nahiz eta herritarren parte-hartzearen onurak aitortuak izan, haren aplikazioak erronkei aurre egiten jarraitzen du, batez ere konpromiso esanguratsuari dagokionez. Herritarren benetako konpromisorik gabe, prozesu parte-hartzaileak tokenistiko bihurtzeko arriskua dago, konfiantza publikoa eta legitimitate demokratikoa hondatuz. Muga horiei aurre egiteko, konpromiso-mekanismoak sakon ulertu behar dira, partaidetza-esparruak aldi berean eraginkorrak eta bidezkoak direla bermatuz. Testuinguru horretan, Pertsonengan Zentratutako Diseinuaren (HCD) praktikak herritarren konpromisoa hobetzeko eta herritarrak ardatz dituzten hirietan aurrera egiteko ikuspegi potentzialki eraginkor gisa agertzen dira, parte-hartzea herritarren beharretan eta asmoetan oso errotuta dagoela bermatzen baitu. Enpatia, lankidetza eta arazoen konponbide iteratiboa sustatuz, HCDk herritarren konpromisoa sustatzen du hiri-birsorkuntza parte-hartzailean. Doktorego tesi honek herritarrek hiri-berroneratze ekimenetan duten konpromisoa HCDren aplikazioarekin nola hobetu daitekeen ikertzen du. Horretarako, lehenik eta behin, herritarren konpromisoa eta horren eragin-faktoreak sakon ulertzen dira. Ondoren, HCDren printzipioak eta metodoak integratuko dituen eredu bat garatzen da identifikatutako konpromiso-faktoreei aurre egiteko. Azkenik, Ekintza Ikerketa Parte-hartzailearen ikuspegi baten bidez, tesi honek Ermuko Santa Ana auzoan egin zen kasu azterlan bat aztertzen du, errehabilitazio prozesuan dagoena. Ikerketa lau ziklo iteratibotan egituratu zen, konpromiso faktore kritikoak identifikatzeko, faktoreei aurre egiteko HCD eredu bat zehazteko, inpaktua ebaluatzeko eta ikerketaren erreplikagarritasuna aztertzeko. Iterazio bakoitzak aukera ematen zigun esku-hartzeen eraginkortasuna ebaluatzeko eta ezarritako estrategiak doitzeko lortutako emaitzen eta parte-hartzaileen atzeraelikaduraren arabera. Ikerketa honen ondorioek adierazten dutenez, HCDk herritarren konpromiso handiagoa errazten du, entzuteko eta elkarrekin sortzeko espazioak sortuz, eta hiri-berroneratze prozesuaren jabetza komunitarioa sustatuz. Era berean, agerian geratu zen HCDri datxekion iterazioak eta malgutasunak aukera ematen dutela esku-hartzeak auzo-dinamikaren aldaketetara eta egoiliarren premia azaleratuetara egokitzeko. Gainera, ikerketak identifikatu zuen herritarren konpromisoa elkarrekintza kolektiboekin eta prozesuaren argitasunarekin lotutako faktoreek eragiten dutela nagusiki. Konpromisoa ebaluatzeko, inkesta bat diseinatu eta baliozkotu zen, neurtzeko metodo egituratu bat eskainiz. Gainera, intersekzionalitateak paper bat betetzen zuela ikusi zen, hiru aldagairen analisiak konpromiso-dinamiketan zuen eragina erakutsi baitzuen. Azkenik, testuinguru geografiko desberdin baten azterketa batek agerian utzi zuen azterketa partzialki erreplika daitekeen arren, faktore kritikoetan gertatzen diren aldaketek doikuntzak behar dituztela bai HCD ereduan, bai inkestan, testuinguruaren garrantzia bermatzeko. Doktore-tesi horren ondorioz, honako ekarpen hauek lortu dira: - Herritarren konpromisoa ezaugarritzea, 3 kategoriatan eta 9 azpikategoriatan banatutako 36 faktorerekin. - HCD tresnak prozesu parte-hartzaileetan integratzen dituen eredua, herritarren konpromisoa sustatuz. - Herritarren konpromiso maila neurtzeko inkesta bat.

2025-04-01T00:00:00Z Escallada Lopez, Oscar https://hdl.handle.net/20.500.11984/14027 2026-02-18T14:42:19Z 2025-01-01T00:00:00Z

Modelo de evaluación de la Interacción Persona Realidad Extendida en entornos industriales: ITPX-XR Escallada Lopez, Oscar Extended Reality (XR) is becoming established as a key technology in industrial environments to optimize processes, strengthen workforce training, and enhance competitiveness. In the transition toward Industry 5.0, the human factor gains particular importance: XR solutions must not only be technically robust but also respond to the needs and limitations of operators. In order to understand this phenomenom, a systematic literature review was conducted, which highlighted the lack of models adapted to the industrial sector that could comprehensively address cognitive, physiological, and contextual aspects. To fill this gap, this research presents the ITPX-XR model (Individual Task Performance eXperience – eXtended Reality), which merges a human-centered design approach with performance evaluations in real production scenarios. The model integrates both pragmatic criteria (efficiency, ergonomics, ease of learning) and hedonic factors (motivation, satisfaction, immersion), and introduces three key methodological contributions: - The HeurXtics heuristic tool, which facilitates expert review of XR environments by identifying design shortcomings in terms of safety, ergonomics, and multimodality. - The XRUX Map, a conceptual framework that organizes the main dimensions of the XR user experience, offering a structured overview of key evaluation elements. - A user evaluation process that combines performance indicators (time, errors), physiological response measurements (eye tracking, heart rate), and user perception indicators. Three case studies validate this approach through three analysis phases: (i) a pre-evaluation phase, where HeurXtics identifies initial usability barriers, (ii) real-time tracking of performance and physiological indicators, and (iii) a post-evaluation phase focused on user perception. The results confirm the effectiveness of ITPX-XR in diagnosing and optimizing Human–XR Interaction (HXRI) by anticipating design improvements and guiding the development of solutions better aligned with users’ capabilities, limitations, and expectations. Finally, this thesis provides an in-depth account of the foundations of ITPX-XR, the implementation of the XRUX Map, and the use of HeurXtics, along with the measurements and discussion of results. It also outlines future research directions focused on the incorporation of advanced haptic technologies, continuous evaluations via AI, and the expansion of accessibility and personalization criteria. In this way, ITPX-XR is positioned as a reference framework for the effective adoption of XR in industry, balancing innovation with user well-being.; Errealitate Hedatua (XR) prozesuak optimizatzeko, langileen gaikuntza indartzeko eta lehiakortasuna hobetzeko funtsezko teknologia gisa sendotzen ari da industria inguruneetan. 5.0 industriarako trantsizioan, giza faktoreak garrantzi berezia hartzen du: XR soluzioek, maila teknikoan sendoak izateaz gain, langileen beharrei eta mugei ere erantzun behar diete. Fenomeno hori ulertzeko, literaturaren berrikuspen sistematikoa egin da, eta horrek agerian uzten du ez dagoela industria sektorera egokitutako eredurik alderdi kognitiboak, fisiologikoak eta testuingurukoak modu integratuan hartzeko. Hutsune hori betetzeko, ikerketa honek ITPX-XR eredua aurkezten du (Individual Task Performance eXperience – eXtended Reality), zeinak pertsonengan oinarritutako diseinu ikuspegia eta ekoizpen egoera errealetako errendimendu ebaluazioak uztartzen dituen. Ereduak irizpide pragmatikoak (eraginkortasuna, ergonomia, ikasteko erraztasuna) eta faktore hedonikoak (motibazioa, gogobetetzea, murgiltzea) biltzen ditu, eta, gainera, hiru ekarpen metodologiko nabarmen sartzen ditu: - HeurXtics tresna heuristikoa, XR inguruneen berrikuspen aditua errazten duena, segurtasunean, ergonomian eta multimodalitatean diseinu gabeziak identifikatzeko. - XRUX Map, erabiltzailearen XR esperientziaren dimentsio nagusiak antolatzen dituen eskema kontzeptuala, ebaluatu beharreko funtsezko elementuen ikuspegi egituratua eskaintzen duena. - Erabiltzaileak ebaluatzeko prozesu bat, honako hauek barne hartzen dituena: jardunaren adierazleak (denborak, akatsak), erantzun fisiologikoen neurketa (begiaren jarraipena, bihotzaren erritmoa) eta erabiltzaileen pertzepzioaren adierazleak. Hiru azterketa-kasuk ikuspegi hori baliozkotzen dute, hiru analisi-faseren bidez: (i) aurretiazko ebaluazioa, non HeurXticsek hasierako erabilgarritasun-oztopoak erakusten dituen, (ii) jarduera-adierazleen eta adierazle fisiologikoen denbora errealeko jarraipena, eta (iii) ondorengo fase bat, erabiltzailearen pertzepzioa jomuga duena. Emaitzek berresten dute ITPX-XRk eraginkortasuna duela pertsona – XR interakzioa (HXRI) diagnostikatzeko eta optimizatzeko, diseinu hobekuntzak aurreratzen dituelako eta erabiltzaileen gaitasunekin, mugekin eta itxaropenekin hobeto bat datozen soluzioen garapena bideratzen duelako. Azkenik, tesi honek sakon zehazten ditu ITPX-XRren oinarriak, XRUX Map-en inplementazioa eta HeurXtics-en erabilera, neurketekin eta emaitzen eztabaidarekin batera. Gainera, etorkizuneko ikerketa ildoak aipatzen dira, honako gai hauetan zentratuta: teknologia haptiko aurreratuak txertatzea, AAren bidezko etengabeko ebaluazioak egitea eta irisgarritasun eta pertsonalizazio irizpideak zabaltzea. Horrela, ITPX-XR erreferentzia sendo bihurtzen da industrian XR eraginkortasunez erabiltzeko, berrikuntza eta erabiltzaileen ongizatea orekatuta.; La Realidad Extendida (XR) se está consolidando como una tecnología clave para optimizar procesos, fortalecer la capacitación del personal y mejorar la competitividad en entornos industriales. En la transición hacia la Industria 5.0, el factor humano adquiere especial relevancia de modo que las soluciones de la XR no solo deben ser sólidas a nivel técnico, sino también responder a las necesidades y limitaciones de las personas operarias. Con el fin de comprender este fenómeno, se ha llevado a cabo una revisión sistemática de la literatura que pone de manifiesto la falta de modelos adaptados al sector industrial para abarcar de forma integrada aspectos cognitivos, fisiológicos y contextuales. Para cubrir ese vacío, esta investigación presenta el modelo ITPX-XR (Individual Task Performance eXperience – eXtended Reality), el cual fusiona un enfoque de diseño centrado en las personas con evaluaciones de rendimiento en situaciones reales de producción. El modelo integra tanto criterios pragmáticos (eficiencia, ergonomía, facilidad de aprendizaje) como factores hedónicos (motivación, satisfacción, inmersión) y, además, introduce tres aportaciones metodológicas destacadas: - La herramienta heurística HeurXtics, que facilita una revisión experta de entornos de XR, identificando deficiencias de diseño en seguridad, ergonomía y multimodalidad. - El XRUX Map, un esquema conceptual que organiza las principales dimensiones de la experiencia de usuario en la XR, ofreciendo una visión estructurada de los elementos clave a evaluar. - Un proceso de evaluación de personas usuarias que integra indicadores de desempeño (tiempos, errores), medición de respuestas fisiológicas (seguimiento ocular, ritmo cardíaco) e indicadores de la percepción de las personas usuarias. Tres casos de estudio validan este enfoque mediante tres fases de análisis: (i) la evaluación previa, donde HeurXtics revela barreras iniciales de usabilidad, (ii) el seguimiento en tiempo real de indicadores de desempeño e indicadores fisiológicos, y (iii) una fase posterior enfocada en la percepción de la persona usuaria. Los resultados confirman la eficacia del ITPX-XR para diagnosticar y optimizar la interacción persona–XR (HXRI), al anticipar mejoras de diseño y orientar el desarrollo de soluciones más acordes con las capacidades, limitaciones y expectativas de las personas usuarias. Finalmente, esta tesis detalla en profundidad los fundamentos del ITPX-XR, la implementación del XRUX Map y el uso de HeurXtics, junto con las mediciones y la discusión de los resultados. Se señalan, además, futuras líneas de investigación centradas en la incorporación de tecnologías hápticas avanzadas, evaluaciones continuas a través de IA y la ampliación de criterios de accesibilidad y personalización. Así, el ITPX-XR se consolida como una referencia para la adopción efectiva de la XR en la industria, equilibrando la innovación y el bienestar de las personas usuarias.

2025-01-01T00:00:00Z