HMI Benutzerfreundlichkeit ist oberstes Gebot

Bei technischen Entwicklungen spielt die Benutzerfreundlichkeit eine zentrale Rolle. Denn selbst die fortschrittlichste Technik kann sich beim Anwender kaum durchsetzen, wenn sie sich nicht einfach und intuitiv bedienen lässt. Dies gilt besonders für Alltagsprodukte wie Tablets oder Smartphones. Aber auch in der Montage- und Handhabungstechnik wird die ergonomische Bedienung und die attraktive und benutzerfreundliche Produktgestaltung immer mehr zum Kaufargument. IEF-Werner hat deshalb ein neues Oberflächenkonzept für die Bedienung von Montageanlagen entwickelt, das sowohl für das Bedien- als auch das Einrichtpersonal benutzerfreundlich ist.

Die Herausforderung, der sich Entwickler gegenüber sehen, lässt sich relativ einfach zusammenfassen: Die Technik wird immer komplexer, muss aber für den Anwender einfach zu bedienen sein. Dabei sind die Anforderungen gerade in der Montage- und Handhabungstechnik oft sehr speziell, weil der Funktionsumfang und die Komplexität steigen.

Kommunikation vereinfachen

„Die Bedienung technischer Produkte muss immer den menschlichen Fähigkeiten angepasst sein“, sagt Mark Sailer, Produktmanager bei IEF-Werner. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Mensch/Maschine-Schnittstelle (HMI), die dem Benutzer die Interaktion mit einer Maschine oder Anlage ermöglicht. Bei komplexeren Anwendungen kommt hier häufig eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) zum Einsatz: Der Anwender kommuniziert über Symbole mit der Technik.

Die Erkenntnisse der Psychologie haben großen Einfluss auf die Entwicklung von HMI. Um komplexe Informationen verständlich darzustellen, müssen diese bestmöglich strukturiert sein. Die Psychologie bezeichnet das Zerlegen einer komplexen Funktion in mehrere Unterfunktionen sowie das Zusammenfassen kleiner Funktionen zu einer größeren als Chunking. Der Mensch neigt dazu, einzelne Informationseinheiten wie Buchstaben, Zahlen oder Funktionen zu so genannten Chunks zusammenzufassen. Studien des amerikanischen Psychologen George A. Miller aus dem Jahr 1956 haben ergeben, dass die Grenze dessen, was das Kurzzeitgedächtnis aufnehmen kann, bei etwa sieben Chunks liegt. Eine optimale Auslastung wird bereits bei drei bis fünf Chunks erreicht, abhängig von der Vorbildung der jeweiligen Person.

Einfach wie ein Smartphone

Diese Tatsache, die auch als Millersche Zahl bekannt ist, wird ebenfalls in der Programmierung berücksichtigt. Zum Beispiel wird empfohlen, dass eine Webseite nicht mehr als sieben Navigationspunkte haben soll. Auch IEF-Werner machte sich Millers Erkenntnisse bei der Entwicklung eines neuen Konzepts für die Benutzeroberfläche von Montageanlagen zunutze. „Ausschlaggebend für das Projekt war die Diskussion mit einem Kunden über die GUI. Der Kunde hielt sein Smartphone in die Höhe und forderte, dass auch seine Maschine so einfach und attraktiv zu bedienen sein sollte“, erinnert sich Sailer.

Das wichtigste Kriterium bei der Entwicklung einer GUI ist die Benutzerfreundlichkeit oder Gebrauchstauglichkeit. Diese hat in der Software-Entwicklung einen so hohen Stellenwert eingenommen, dass sie sogar normiert ist: Die DIN EN ISO 9241 mit dem Titel „Ergonomie der Mensch/System-Interaktion“ nennt als Kriterien für die Gebrauchstauglichkeit einer Software die Effektivität zur Lösung einer Aufgabe, die Effizienz der Handhabung des Systems und die Zufriedenheit des Nutzers. Eng verbunden mit der Benutzerfreundlichkeit ist auch der Begriff der Ergonomie. In der Software-Entwicklung versteht man darunter die Anpassung eines Programms an die kognitiven und physischen Fähigkeiten des Menschen, also seine Möglichkeiten zur Verarbeitung von Informationen, aber auch von softwaregesteuerten Merkmalen der Darstellung, etwa Farben und Schriftgrößen.

Mehr Benutzerfreundlichkeit

Die Skalierbarkeit einer Software ist von entscheidender Bedeutung, um ein Höchstmaß an Ergonomie und damit Benutzerfreundlichkeit zu erreichen. Die Experten bei IEF-Werner berücksichtigten hierbei die Erkenntnisse aus der Psychologie und die Theorie des Chunking. „Bei der Entwicklung sind wir von der Annahme ausgegangen, dass das Bedienpersonal einer Maschine durchschnittlich drei bis fünf Chunks problemlos verarbeiten kann, das höher qualifizierte Service- und Einrichtpersonal sogar bis zu sieben“, erläutert Sailer: „Für beide Benutzergruppen wollten wir eine gleichermaßen optimale Gebrauchstauglichkeit erreichen.“

Um diese Herausforderung zu lösen, hat IEF-Werner die GUI zunächst in zwei Teile gegliedert. Bedienen wird komplett im Hauptregister abgebildet, die Bedien- und Zusatzfunktionen werden in Gruppen von jeweils vier Menüpunkten angeboten. Einrichten wird mit maximal sieben Folgeregistern – wie Karteikarten angeordnete Fenster – dargestellt. Alle Folgeregister werden permanent angezeigt, auch wenn einzelne gesperrt sind. Dies verbessert die Übersicht und erleichtert es dem Anwender, die gewünschten Funktionen schneller zu finden.

Das Hauptregister und die Folgeregister bilden jeweils eine Navigationsachse der Oberfläche. Zusätzlich kann der Benutzer in jedem Folgeregister am unteren Bildrand zwischen einzelnen Unterfunktionen blättern. Dies bildet die dritte Navigationsachse. Pro Folgeregister werden maximal sieben solcher Blätter angezeigt. Das Navigationskonzept mit drei Achsen kombiniert die beiden Teile der GUI und ermöglicht eine höchstmögliche Skalierbarkeit der Bedienoberfläche.

Optisch ansprechend

Zur Darstellung nutzt die neue Oberfläche Registerkarten sowie das Prinzip des Schieberegisters als Vorlage. Dies ermöglicht die strukturierte und übersichtliche Abbildung auch von komplexen Maschinenfunktionen. Darüber hinaus legten die Entwickler großen Wert darauf, die Bedienung der Oberfläche so intuitiv und einfach wie möglich zu gestalten. Hierbei folgten sie der simplen Maxime „Alles, was blinkt, muss gedrückt werden“. Durch diese Vorgehensweise wurde die Bedienung der IEF-Werner-Anlagen vereinfacht. Darüber hinaus heben unterschiedliche, kontrastreiche Farben die einzelnen Steuerungselemente voneinander ab.

Hinter beidem steckt wiederum ein psychologischer Trick: Besondere Eye Catcher wie Animationen oder kräftige Farben erregen Aufmerksamkeit. Die Konzentration des Benutzers wird dadurch erhöht, was auch zu einer geringeren Fehlerquote führt. Die optisch ansprechende Gestaltung hat jedoch noch einen weiteren Zweck: Nur das Zusammenspiel von guter Gestaltung und einfacher Bedienung hinterlässt beim Anwender einen guten und bleibenden Eindruck. Es macht die neue ­Bedienoberfläche zu dem, was sie am allermeisten sein soll: ­benutzerfreundlich.