Garz & Fricke Partner Event 2018 User Experience als Technologietreiber

Beim Garz&Fricke Partner Event 2018 erklärte Dr. Constantin Tomaras (DESIGN&ELEKTRONIK), weshalb der HMI-Entwurf die Komplexität eines embedded-computing-Designs übertrifft.
Beim Garz & Fricke Partner Event 2018 erklärte Dr. Constantin Tomaras (DESIGN&ELEKTRONIK), weshalb der HMI-Entwurf die Komplexität eines embedded-computing-Designs übertrifft.

Der wissenschaftliche Vortrag am Garz & Fricke – Partner Event 2018 definiert den HMI-Begriff entwicklungsnah und zeigte Evolutionsrichtungen auf.

Der Titel User Experience als Technologietreiber bedeutet bereits die Kernthese, obwohl sie je nach Perspektive in der Wertschöpfungskette eine andere Interpretation besitzt. Die unmittelbare Bedeutung im Verbrauchersegment wäre:

„Embedded Imaging / Machine Vision scheint ein nützliches und imposantes Feature und wächst zum differenzierenden Faktor. Mit dem einhergehenden Rechenaufwand muss die Hardware schneller werden.“

Natürlich teilen einige industrielle Anwendungen dieses Paradigma.

Das gängige industrielle Szenario ersetzt dagegen existente Technologien auf selber Performanzstufe zu besseren Attributen. Für HMIs bedeutet das: Die existente HMI-Technologie muss in der Art und Weise ersetzt werden, dass sie die User Experience erhält. Dafür werden spezifisches EinDesignen und die Entwicklung ergänzender Technologien nötig.

Beispiel:

PCAP-Touches ersetzen analoge Taster zu besserem Formfaktor, erhöhter Verunreinigungsresistenz und flexibler Funktionalität durch Softwareupdates.

Aufwand:

  • Spezifisches EinDesignen – GUI-Entwicklung muss Bedienerlebnis adressieren und Hardwareeffizienz optimieren
  • Technologieentwicklung – Spezifische Covermaterialien zur Verbesserung von Bedienerlebnis und der funktionalen Sicherheit
  • Technologieentwicklung – Haptisches Feedback zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit

HMI-Design macht den Unterschied

Das Design einfacher analoger Audioverstärker gehört zur Grundausbildung eines jeden Elektroingenieurs: Dabei müssen lediglich Ein- und Ausgangscharakteristika  nachfolgender Blöcke aufeinander abgestimmt werden. Sensorfusion ist etwas anspruchsvoller, da sie unterschiedliche Signale auf verschiedenen Zeitskalen synchron und in einheitlicher Qualität zusammenführt. Allerdings misst dieses System oftmals nur an einem einzigen spezifizierbaren DUT.

Das HMI-Design erhöht den Anspruch dahingehend, dass es eine Sensor-Aktor-Fusion auf den unterschiedlichen Ebenen Mensch und Maschine mit unterschiedlichen Attributen (Zeitskalen, Robustheit, Performanz, etc.) darstellt. Die Diversität der Attribute auf menschlicher Ebene fällt ebenso vielfältig aus wie die Anwenderpräferenz. Weiterhin besteht ein HMI immer aus einer Mischung vieler unterschiedlicher Komponenten aus unterschiedlichen Qualitätssegmenten. Die Komplexität im HMI-Design zeigt Bild 1.

Aneinander grenzende Bereiche sind auch im Designprozess verbunden. Beispielsweise gibt es eine Beziehung zwischen der zu steuernden Maschine und den angezeigten GUI-Symbolen.

Das „optimale GUI“ ist aber bedienerabhängig: Sofern die Applikation die anzuzeigende Information spezifiziert, hängt es an den Bedienergewohnheiten, welche Anzeige die Nützlichste sein kann. Umgekehrt kann der Bediener die Information spezifizieren, mit der er eine bestimmte Anwendung am Besten steuert. Damit ist eine konsistente Technologiespezifizierung auf beiden Ebenen simultan nicht ohne Weiteres möglich.

Generische Spezifizierungen wie „Fünf-Achsen-Robotersteuerung mit µm-Präzision 

für einen Anwender in Besitz eines Führerscheins“ sind eine Möglichkeit.

Aus Sicht der Produktentwicklung koppelt das Diagramm viele unterschiedliche Expertisen. Die Ebene Mensch erfordert biometrisches wie humanistisches Wissen (etwa Linguistik oder Wissensmanagement). Auf der Embedded-Ebene arbeitet ein erfahrener Embedded-Ingenieur auf Hard- und Softwareebene über sämtliche Performanzklassen hinweg. Die Applikationsebene beinhaltet ebenso Ablaufplanung wie Applikationswissen, was algorithmisch oft in die NP-hart-Klassifizierung fällt.