HMI-Design HMI-Entwurf komplexer verteilter Systeme

HMI-Aufgaben

Von großen hochwertigen Geräten bis zu winzigen tragbaren Sensoren, von Verkaufsautomaten über digitale Cockpits bis zu GPS-Trackern – HMIs sind unverzichtbar, damit die von uns täglich verwendeten IoT-Geräte tatsächlich genutzt werden können. Wie weiter oben erläutert, ermöglicht ein HMI die Interaktion von Menschen mit einer Maschine. Dies erfolgt über die Benutzerschnittstelle der Maschine. Der Erfolg (oder das Scheitern) eines HMI hängt fast vollständig von ihrer Benutzerschnittstelle ab. Wer mit einem Gerätehersteller oder Anwendungsentwickler ein Gespräch über das HMI des betreffenden Geräts führt, spricht sehr bald im Wesentlichen über die Benutzerschnittstelle.

Die heutigen Geräte und Maschinen sind unermesslich komplexer und technisch ausgefeilter als ihre Vorgänger und das Gleiche gilt für ihre HMIs und Benutzerschnittstellen. Frühe Mobiltelefone bestanden aus einem einfachen einfarbigen LCD-Bildschirm, „Apps“ bedeuteten eine Kontaktliste, eine Auswahl von Klingeltönen oder ein sehr einfaches Spiel. Heutzutage können Smartphones zahllose Apps umfassen (Bild 1), und sie enthalten Chips, die mehr Leistung als die Chips in einigen aktuellen Notebooks liefern – eine eigene Klasse schneller Laptops. Es versteht sich von selbst, dass das HMI für ein für solche Smartphones wesentlich komplexer sein muss, als bei Mobiltelefonen Anfang des Jahrtausends.

Moderne HMI-Lösungen können als eigenständiges Terminal implementiert werden, oder über größere Anwendungen verteilt liegen (ein Beispiel für ein komplexes verteiltes System). Letzteres kann Hardware für Server, ein Betriebssystem und mehrere Knoten für den Lastenausgleich der Anwendungsanforderungen umfassen. Die Anforderungen für diesen Typ von System variieren je nach Anwendung, das Display verfügt jedoch i. d. R. über Touch-Funktionalität, da dies die Benutzerfreundlichkeit des HMIs wesentlich erhöht. Zudem sind die Benutzer im Allgemeinen mit Touch-Funktionen sehr vertraut: Die Pinchgeste ist allgegenwärtiger Touchstandard. Diese Art von Funktionalität wird von HMIs immer häufiger erwartet, da die Nutzererfahrung im Bereich der Unterhaltungselektronik die Erwartungen an die Elektronik in jedem anderen Bereich diktiert.

Ein weiteres wichtiges Merkmal moderner HMI-Lösungen ist ihre Fähigkeit, funktionale Sicherheit zu bieten. Durch funktionale Sicherheit sollen die Auswirkungen von Fehlern verringert und Fehler nach Möglichkeit ausgeschlossen werden, um nicht hinnehmbaren Schaden für Personen zu vermeiden. Die funktionale Sicherheit lässt sich in vier wesentliche Komponenten unterteilen: Vermeiden von Fehlern, Beherrschen von Risiken, Bewahren der Einheitlichkeit und Einbeziehen der Sicherheitsaspekte vom Beginn der Entwicklung an. Die einfachste Variante eines Systems mit funktionaler Sicherheit erkennt einen potenziell gefährlichen Zustand und veranlasst korrigierende oder vorbeugende Maßnahmen, z. B. die Erkennung von Rauch durch Sensoren und die Aktivierung eines Feuerlöschsystems. Beim Entwickeln von HMIs für die Automobilindustrie, den Bereich Industrieautomatisierung und die Medizinprodukte-Branche muss die funktionale Sicherheit unbedingt berücksichtigt werden.