Vehicles are becoming increasingly complex and are prone to faults and failures, which threaten the dependability of vehicles in terms of availability, reliability, safety, and security. When vehicles are detected with certain types of faults and get into alarm situations, human drivers play a vital role in deciding what strategies and actions to take. Once driverless vehicles are introduced, human drivers' roles in decision-making will no longer exist, which urges new solutions on both technological and managerial levels. 

This thesis depicts the current human decision-making process by analyzing field study data in the truck industry, which contributes to gaining domain knowledge and identifying research gaps. An integrated vehicle health management scheme is applied to automate this decision-making process by integrating vehicle health state estimation and prediction, resource utilization, and self-adaptive management. To implement this scheme, fault diagnosis and decision-making methods are proposed, and a decision support system is designed. 

Fault diagnosis is a critical functional module for providing reliable vehicle health state information for decision-making. To address the influence of uncertainties in fault diagnosis, we propose an uncertainty analysis framework and a fault diagnosis method using Bayesian inference.Simulation experiments validate that the proposed method could effectively diagnose the root cause of fault symptoms under environmental uncertainty. 

A risk-based automated decision-making method is presented, which imitates the human decision-making process.On this basis, a collaborative decision-making method is proposed by considering traffic congestion, which is a currently neglected public concern.Experiment results show that the proposed methods could effectively reduce the economic risk and the risk of traffic congestion.

In the end, a decision support system is designed to provide decision information to its human users. Besides, reviewing and learning functions are considered for gaining knowledge and achieving full automation in the long run. Additional system stakeholders from the public sector regarding safety, traffic, and the environment are considered. A transparent, interactive, and adaptive graphical user interface of the system is designed to enhance user experience and trust.

This thesis shows the potential of automated decision-making and technical system design in increasing corporate profits, catalyzing public-private partnerships, enabling technological transformation, and achieving a more sustainable transportation system.

Fordon blir allt mer komplexa och är benägna att få fler felkällor, vilket hotar fordonens pålitlighet när det gäller tillgänglighet, tillförlitlighet och säkerhet.När fordon upptäcks med vissa typer av fel och hamnar i larmsituationer spelar mänskliga förare en avgörande roll när det gäller att bestämma vilka åtgärder som ska vidtas.När förarlösa fordon väl har introducerats kommer mänskliga förares roller i beslutsfattandet inte längre vara tillgängligt, vilket kräver nya lösningar på både teknisk nivå och på ledningsnivå.

Denna avhandling skildrar den nuvarande mänskliga beslutsprocessen genom att analysera fältstudiedata i lastbilsindustrin, vilket bidrar till mer kunskap om området och att identifiera forskningsluckor.Ett integrerat system för fordonshälsa används för att automatisera denna beslutsprocess genom att integrera uppskattning och förutsägelse av fordonets hälsotillstånd, resursanvändning och fordonets möjlighet att själva anpassa sig för att hantera fel.För att implementera detta schema föreslås feldiagnostik och beslutsmetoder, och ett beslutsstödssystem utformas.

Feldiagnos är en kritisk funktionsmodul för att tillhandahålla tillförlitlig information om fordonets hälsotillstånd för beslutsfattande.För att hantera osäkerheter i feldiagnostik, föreslår vi ett ramverk för osäkerhetsanalys och en feldiagnosmetod som använder Bayesiansk slutledning.Simuleringsexperiment bekräftar att den föreslagna metoden effektivt kan diagnostisera grundorsaken till felsymptom, även vid osäkerhet om fordonets kontext.

En riskbaserad automatiserad beslutsmetod presenteras, som imiterar den mänskliga beslutsprocessen.På grundval av detta föreslås en samarbetsmetod för beslutsfattande genom att överväga trafikstockningar, som är ett stort allmänt problem.Experimentresultat visar att de föreslagna metoderna effektivt kan minska den ekonomiska risken och risken för trafikstockningar.

Dessutom har ett system för beslutsstöd utformats för att ge information till mänskliga användare.Dessutom övervägs gransknings- och inlärningsfunktioner för att få kunskap och uppnå full automation på längre sikt.Ytterligare aktörer från offentlig sektor avseende säkerhet, trafik och miljö beaktas även.Ett transparent, interaktivt och adaptivt grafiskt användargränssnitt för systemet är utformat för att förbättra användarupplevelsen och förtroendet.

Denna avhandling visar potentialen hos automatiserat beslutsfattande och teknisk systemdesign för att öka företagens vinster, ökad möjligheten till partnerskap mellan offentlig och privata aktörer samt möjliggöra teknisk transformation och för att uppnå ett mer hållbart transportsystem.

The transportation system is undergoing a transformation to enable socially, environmentally, and economically sustainable transport solutions, and driverless trucks are considered one innovation that can contribute to a more sustainable and efficient transportation system. Nevertheless, introducing driverless trucks will cause disruptions in the system, and one considerable change is that the driver is no longer present. The effects of removing the driver from the transportation system are little explored, but it is reasonable to argue that it will affect the system design, such as how system actors interact, their relationships, and how they need to be organized.

The fault-handling system is one crucial subsystem that enables uptime in the transportation system and is the system that provides activities that maintain vehicle health. Such activities can be maintenance, repair, and vehicle monitoring services. However, the fault-handling system provides service centers with experienced technicians, diagnosis and troubleshooting tools, maintenance planning support, and fleet management. Thus, maintenance and repair can be put in the context of a service.

Service design methods have been applied in this thesis to generate insights regarding the fault-handling system today and to develop a concept of how a future system for driverless trucks could be designed. The study has involved interviews with system actors, generating patterns, and understanding the system today, and Scania experts have been engaged in creating scenarios. Later, those were used during a workshop to explore the present system and co-create a desired future. Moreover, a prototype was developed to perform interventions. 

This thesis has two purposes: to explore how design methods can contribute to changing complex socio-technical systems, such as the transportation system, and to explore what design considerations are needed to support uptime when manually driven trucks become driverless. The questions explored are: how can design methods be used to contribute to changes in socio-technical systems, such as the transportation system? How may a system for fault-handling and decision-making be designed to support uptime in a transportation system with driverless vehicles? What is the driver's role concerning uptime in the transportation system?

The driver's role in the fault-handling system can give insight into how the system is structured today, such as existing mental models, relationships, institutional arrangements, and other aspects to consider when redesigning it for driverless trucks. The study showed that the driver has a significant role in the fault-handling system considering five themes: 1) fault detection, 2) decision-making, 3) information exchange, 4) information retrieval, and 5) tacit knowledge and experience. The themes were further developed into considerations for redesigning the fault-handling system for driverless trucks.

This thesis contributes to Scania's development as a provider of sustainable transport solutions and, specifically, how the fault-handling system can be designed for the future transport system. It also gives insights into how design can be used as a tool at Scania when studying disruptive innovation. The results have derived new insights and questioned existing assumptions regarding the fault-handling system, which can be the beginning of questioning existing mental models in the organization because of the change.

Keywords: Driverless vehicles, vehicle health management, service design, system transformation, complex socio-technical system.

Transportsystemet genomgår en förändring för att möjliggöra socialt, miljömässigt och ekonomiskt hållbara transportlösningar, och förarlösa lastbilar anses vara en innovation som kan bidra till ett mer hållbart och effektivt transportsystem. Införandet av förarlösa lastbilar kommer att påverka transportsystemet, och en betydande förändring är att föraren inte längre är närvarande. Effekterna av att ta bort föraren från transportsystemet är föga utforskade, men det är rimligt att hävda att förändringarna kommer att påverka systemdesignen. Såsom hur systemaktörer interagerar, deras relationer och hur de behöver organiseras.  

Servicemarknadssystemet är ett avgörande delsystem som möjliggör drifttillgänglighet i transportsystemet och är det system som tillhandahåller aktiviteter som upprätthåller fordonshälsa. Sådana aktiviteter kan vara underhåll, reparation och fordonsövervakning. Men servicemarknadssystemet förser även servicecenter med erfarna tekniker, diagnos- och felsökningsverktyg, underhållsplaneringsstöd och flotthantering. Underhåll och reparation kan alltså sättas i ett sammanhang av en tjänst. 

I denna avhandling har tjänstedesignmetoder använts för att generera insikter om dagens servicemarknadssystem och för att utveckla ett koncept för hur ett framtida system för förarlösa lastbilar skulle kunna utformas. Insamling av data har skett genom intervjuer med systemaktörer, identifiering av mönster och teman för att skapa förståelse om systemet med förare. Scaniaexperter har varit engagerade i att skapa olika felscenarier som användes en workshop för att utforska det nuvarande systemet och samskapa en önskad framtid. Dessutom utvecklades en prototyp för att utföra interventioner. 

Detta arbete har två syften: att utforska hur designmetoder kan bidra till att förändra komplexa sociotekniska system, såsom transportsystemet, och att utforska vilka designöverväganden som behövs för att stödja drifttillgänglighet när manuellt körda lastbilar blir förarlösa. Frågorna som utforskas är: hur kan designmetoder användas för att bidra till förändringar i sociotekniska system, såsom transportsystemet? Hur kan ett system för felhantering och beslutsfattande utformas för att stödja drifttillgänglighet i ett transportsystem med förarlösa fordon? Vilken är förarens roll när det gäller drifttid i transportsystemet? Att studera förarens roll i servicemarknadssystemet kan dessutom ge förståelse för hur systemet är uppbyggt idag, såsom befintliga mentala modeller, relationer och institutionella arrangemang, och andra aspekter att ta hänsyn till vid design för förarlösa lastbilar. Studien visade att föraren har en betydande roll i servicemarknadssystemet, vilket presenteras genom fem teman: 1) feldetektering, 2) beslutsfattande, 3) informationsutbyte, 4) informationssökning och 5) tyst kunskap och erfarenhet. Temana utvecklades vidare till rekommendationer för design av servicemarknadssystemet för förarlösa lastbilar.

Denna avhandling bidrar till Scanias utveckling som leverantör av hållbara transportlösningar och specifikt hur servicemarknadssystemet kan utformas för framtidens transportsystem. Avhandlingen ger också insikter i hur design kan användas som ett verktyg på Scania när man studerar disruptiv innovation. Resultaten har gett nya insikter och ifrågasatt befintliga antaganden om servicemarknadssystemet, vilket kan vara början på att ifrågasätta befintliga mentala modeller i organisationen som en effekt av förändringen. 

Nyckelord: Förarlösa fordon, fordonshälsa, servicedesign, systemförändring, komplexa sociotekniska system.