HMI-Usability

Der Begriff HMI-Usability setzt sich aus der Abkürzung HMI für Human-Machine-Interface, was die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine beschreibt, und dem englischen Terminus Usability für Benutzerfreundlichkeit zusammen. Daraus ergibt sich für HMI-Usability die Definition: Benutzerfreundlichkeit der Schnittstelle, über die Menschen mit Maschinen interagieren. Analog dazu wird auch der Terminus MMI, Man-Machine-Interface, und die deutsche Übersetzung Mensch-Maschinen-Schnittstelle, kurz: MMS, verwendet.

Die Standards, die solch eine HMI erfüllen muss, ist in der internationalen Norm ISO 9241 festgelegt. Diese umfasst in den Normreihen ISO 9241-11 auch die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit einer solchen Schnittstelle, und in ISO 9241-110 die Richtlinien zur Dialoggestaltung. Aus beiden ergibt sich der Standard zur Gestaltung einer möglichst benutzerfreundlichen HMI.

ISO 9241-11: Die Gebrauchstauglichkeit

Die Leitkriterien für die Gebrauchstauglichkeit umfassen die Effektivität und Effizienz einer HMI, sowie die Nutzerzufriedenheit mit dem entsprechenden System im individuellen Kontext. Zur echten Benutzerfreundlichkeit fehlen dabei aber noch einige Komponenten. Diese werden in der ISO-Norm 9241-110 beschrieben.

ISO 9241-110: Die Dialoggestaltung

Erst ein intuitives Design und funktionales Layout macht eine HMI benutzerfreundlich. Dazu zählen Faktoren wie

• ein hohes Maß an simpler Erlernbarkeit, sowie Lernförderlichkeit,
• eine geringe Maschinen-Fehlerquote und hohe Anwender-Fehlertoleranz,
• eine gute Einprägsamkeit, sowie Selbstbeschreibungsfähigkeit durch Rückmeldungen,
• hohe Funktionalität und effiziente Bedienung ohne unnötige Interaktionsschritte,
• eine möglichst flexible Individualisierbarkeit und Erwartungskonformität,
• und nicht zuletzt eine Möglichkeit zur Dialogsteuerung des HMI durch den Anwender.

Nur aus dem Zusammenspiel all dieser normativ festgelegten Standards kann eine Usability für HMIs entstehen, die man als eine Kombination aus Komponenten wie subjektiver Zufriedenheit des Users und objektiver Leistungsmessungen verstehen kann.

Für den User ist die Benutzerfreundlichkeit einer HMI eine Kennzahl zur Messung der Qualität seiner User Experience bei der Interaktion mit einem System, respektive einer Maschine.

Beispiele für HMIs

Die Benutzerschnittstelle oder HMI ist Bestandteil einer Maschine oder eines Gerätes, das die Interaktion von Menschen mit Maschinen verarbeitet. Haitische und sichtbare Beispiele für solche HMI-Schnittstellen aus dem Alltag sind etwa Membranschalter, Silikonschaltmatten oder Touchscreens an Tauchpumpen, Mobiltelefonen und Laptops oder Tablets.

HMIs in der Computertechnik

In komplexeren Systemen sind HMIs meistens computergesteuert. Für diese Art Benutzerschnittstelle ist der spezifische Begriff Human-Computer-Interface (HCI), also Mensch-Computer-Schnittstelle, gebräuchlich. Dabei umfasst die Definition von HCI in diesem Kontext oft auch etwa die verwendete Software, die die physischen Elemente steuert und kontrolliert, die der Interaktion von Menschen mit dem Computer dienen.

Funktionalität einer HMI

Die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine stellt das Bindeglied zwischen dem System Mensch, dem Anwender, und dem System Maschine, das ebenso gut ein Haushaltsgerät oder Alltagsgegenstand sein kann, wie ein Roboter oder ein Computer. Die HMI ist dafür verantwortlich, die Bedienbefehle des Menschen an die Maschine zu übermitteln und im Hintergrund, eventuell auch komplexe Vorgänge, anzustoßen.

Die Mensch-Maschine-Schnittstelle erfüllt unterschiedliche Funktionen, die aber alle unmittelbar miteinander verknüpft sind. Die HMI dient einerseits der Kommunikation des Menschen mit der Maschine, gleichzeitig transportiert sie aber auch Bedienbefehle und Anweisungen und übermittelt die Art der Ausführung und das gewünschte Ergebnis. Gleichzeitig ermöglicht die MMS dem Anwender, in die von der Maschine durchgeführten Prozesse korrigierend einzugreifen.

Die Usability einer HMI

Ein hohes Maß an Usability kann nur dann gewährleistet werden, wenn eine HMI alle an sie gestellten Ansprüche funktional und zuverlässig erfüllt und gleichzeitig intuitiv, leicht verständlich und individualisiert bedienbar ist.

In diesem Zusammenhang werden auch immer wieder Parameter wie die Ergonomie beim Interfacedesign angeführt, das sich in der Systemtechnik in Disziplinen wie Human Factors Engineering und Usability Engineering niederschlägt.

Die Usability betrifft alle Aspekte eines Systems mit dem der User interagieren könnte. Das beinhaltet auch die Installationsvorgänge, Updates und Wartungsprozesse. Von einer guten HMI-Usability kann man sprechen, wenn mindestens 5 Schlüsselkriterien aus der ISO 9241-110 beim technologischen, funktionalen, haptischen und optischen Design erfüllt werden:

• Die Lernförderlichkeit
  • Die Bedienung einer Maschine sollte leicht erlernbar sein, damit der Anwender möglichst sofort und ohne längere Einlernphase zur Interaktion mit der Maschine in der Lage ist.
• Die Effizienz
  • Die HMI sollte effizient bedienbar sein, um die Produktivität zu steigern, wenn der User ein Mal die Nutzung verinnerlicht hat.
• Die Einprägsamkeit
  • Die Bedienung über das HMI sollte einprägsam sein, damit auch gelegentliche Benutzer damit vertraut bleiben, selbst wenn sie die Anwendung längere Zeit nicht bedienen.
• Die Fehlerquote und -toleranz
  • Eine HMI mit hoher Usability verfügt über eine geringe Fehlerquote und reduziert Schwachstellen, die Anwenderfehler verursachen könnten; werden aber welche gemacht, sollte das System eine entsprechende Rückmeldung ausgeben und eine Fehlerbehebung anbieten.
• Die Nutzerzufriedenheit
  • Die Bedienbarkeit einer HMI sollte angenehm sein und den Bedürfnissen und dem Einsatzkontext entsprechen, damit der User subjektiv zufrieden damit ist.

Das Problem der Usability

Weil Usability ein großes Framework ist, ist es schwierig, immer alle Kriterien nach ISO-Norm einzuhalten und gleichzeitig den subjektiven User-Erwartungen gerecht zu werden. Daraus können sich Probleme mit der Implementierung des Faktors Usability in eine HMI ergeben.

So behalten Designer und Ingenieure in aller Regel nicht die vollständige Kontrolle über das Endprodukt und dessen Aussehen, weil diese gestalterischen Faktoren oft auch an den Einsatzkontext und Geräteökologie angepasst werden müssen. Darüber hinaus entwickelt sich Technologie in sehr hoher Geschwindigkeit weiter, weshalb bei der Entwicklung vielleicht nicht immer Schritt gehalten werden kann. Gleichzeitig sollten vor allem Web-Applikationen aber skalierter sein und sich automatisch an unterschiedliche Auflösungen, Browser, Verbindungsgeschwindigkeiten und Betriebssysteme anpassen, während gerade Reaktionszeiten und Übertragungsraten zwei der größten unbekannten Variablen darstellen. Und natürlich sollte eine benutzerfreundliche HMI sich auf verschiedene User einstellen, Anfänger, Fortgeschrittene, Experten, Gelegenheitsnutzer.

HMI-Usability

HMI-Usability beschreibt die Bedienkomfort einer Schnittstelle innerhalb eines Mensch-Maschine-Systems. Sie wird bestimmt durch gestalterische Faktoren, sowie durch technologisch-funktionale Aspekte einerseits und die individuelle, subjektive Wahrnehmung und Erwartungshaltung des Anwenders andererseits bestimmt — etwa, indem sie der menschlichen Kognition und Logik folgt.

Weblinks

• Human Machine Interfaces (HMI) — Definition, Copadata
• Human machine interface, Oshwiki
• Usability und Human-Machine-Interfaces in der Produktion, Fraunhofer IAO
• Interview mit UX-Experte Franz Koller, Smart MHI