Attraktives Design interaktiver HMIs zur Überwachung und Steuerung von Maschinen und Anlagen trägt zur Produktivität und Zufriedenheit der Nutzer bei. Deren Anforderungen und Bedürfnisse genau zu treffen - am besten positiv zu übertreffen - ist der beste Ansatz, ein Produkt nachhaltig erfolgreich zu machen. Dies gilt für technische Geräte für Endkonsumenten genauso wie für Arbeitsmaschinen und industrielle Anlagen.
Usability und User Experience Design
für HMI-Panels im industriellen Umfeld
Man unterscheidet zwischen der Zweckmäßigkeit und Benutzerfreundlichkeit (Usability) des Interface-Designs und dem darüber hinausgehenden Nutzungserlebnis (User Experience). Eine gute Usability erhöht die Produktivität und verringert Bedienfehler und Schulungsaufwand. Eine positive User Experience trägt zusätzlich zu Motivation und Leistungsbereitschaft der Nutzer bei.
Die Usability besagt, wie leicht Nutzern die Interaktion mit dem HMI-Interface fällt. Ein diesbezüglich gutes HMI-Design kann die Arbeitslast des Nutzers verringern und seinen Überblick über die Situation verbessern. Fehlbedienungen kommen dadurch seltener vor. Nutzer erreichen bei guter Usability ihre Ziele schneller und sind dabei zufriedener.
Gute User Experience bedeutet, dass psychologische Bedürfnisse des Anwenders über die Nutzerfreundlichkeit hinaus erfüllt werden. Ein zu hoher Grad an Automatisierung und damit geringe Handlungsmöglichkeiten für den Anwender kann beispielsweise demotivierend wirken. Der Anwender möchte sich als wirksam erleben. Nach einer gemeinsamen Studie "Emotional Design für HMIs" der Stuttgarter Hochschule der Medien und der User Interface Design GmbH (Zur Studie: Emotional Design für HMIs") nehmen vor allem lehrreiche und kreative Elemente der Arbeit positiven Einfluss auf das Befinden und damit die Leistungsfähigkeit der Beschäftigten. Ziel sollte es beim Interface-Design daher neben der reinen Funktionalität sein, das Kompetenzerleben der Nutzer zu stärken. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass der größere Zusammenhang seiner Aktionen visualisiert wird.
Arbeitnehmer nehmen heute auch Erwartungen aus der Consumer-Welt in die Arbeitswelt mit. Daher gewinnt ein positives Nutzererlebnis auch bei industriellen Produkten für die Anwenderakzeptanz an Bedeutung. Der Designfokus beschränkt sich im Maschinen- und Anlagenbau dagegen meist auf gute Usability durch eine intuitive Bedienung. Darüber hinaus ein positives Nutzungserlebnis zu schaffen - ohne von der Funktionalität ablenkende Redundanz - kann Mehrwert bieten und ein Alleinstellungsmerkmal sein, um sich von konkurrierenden Produkten abzuheben.
Human Centered Design Process
Ein etabliertes Verfahren zur Entwicklung nutzerorientierter interaktiver Systeme mit guter Usability und positiver User Experience ist der sog. Human Centered Design Process. Dieser Entwicklungsprozess richtet sich ganz auf die Nutzergruppe aus, mit ihren Eigenschaften, Aufgaben und Zielen unter Einbeziehung der Nutzungsumgebung.
Das Design soll daraufhin optimiert werden, wie künftige Nutzer das Interface nutzen können oder wollen. Nutzer sollen möglichst nicht gezwungen werden, ihr Verhalten dem Design anzupassen, sondern das Design soll sich dem Nutzer anpassen. Für Designer ist es häufig - auch entgegen eigener Annahme - schwierig, intuitiv zu verstehen, wie ein Erstbenutzer ihr Design auffasst und wie seine Lernkurve verläuft.
Es gilt daher, ein Verständnis der Benutzergruppe zu erlangen, auf die sich der Entwurfsprozess stützt. Reale Nutzer werden beim Human Centered Design Process in den Prozess zentral eingebunden, um möglichst umfassend auf ihre Anforderungen und Bedürfnisse einzugehen. Das Feedback der Zielgruppe treibt den Prozess voran.
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Nutzerzentriertes Design
Der Begriff nutzerzentriertes Design wurde 1986 von dem Design-Professor Donald A. Norman geprägt. Er proklamierte folgende Eigenschaften für gutes interaktives Design:
- Vereinfachung bzw. Aufteilung der Aufgaben so weit, dass die für
eine (Teil-) Lösung jeweils möglichen Aktionen intuitiv sind - Sichtbarmachung der Dinge, einschließlich des konzeptionellen
Modells des Systems, der Aktionen und ihrer Ergebnisse - Eindeutigkeit der Zuordnung zwischen den beabsichtigten Ergebnissen
und den dazu erforderlichen Aktionen - Beschränkungen des Systems einbeziehen und im Sinne der
Vereinfachung ausnutzen
ISO-Entwurfsverfahren zur Mensch-Computer-Interaktion
Die ISO-Norm 9241 beschreibt Richtlinien der Mensch-Computer-Interaktion mit dem Ziel, Nutzern die Ausführung ihrer Aufgaben zu erleichtern. Nach ISO 9241-210 (https://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/naerg/normen/wdc-beuth:din21:135399380) hat der User Centered Design Process vier Phasen:
1. Analyse und Anforderungen
Die Interface-Designer tragen Informationen über den Nutzungsvorgang zusammen, über die Aufgaben, die Ziele und den Nutzungskontext der Anwender. Fragestellungen sind: Wer sind die Benutzer des Interfaces, wozu nutzen sie es, welche Anforderungen haben sie, und in welcher Umgebung nutzen sie es? Auf dieser Basis werden die Anforderungen an das Interface-Design definiert.
2. Gestaltung
Die Anforderungen liefern die Grundlage für die der Informationsarchitektur. Die Designer entwerfen ein Interaktions- und Navigationskonzept und setzen es schrittweise in ein Design um.
3. Erfahrung
Mit Hilfe von Modellen und Prototypen werden die Konzepte erfahrbar gemacht. Nutzungsabläufe werden simuliert und ihre Auswirkungen auf das Nutzungserlebnis bewertet.
4. Testen
Schließlich werden die Entwürfe von repräsentativen zukünftigen Nutzern empirisch überprüft. Dazu werden Use Cases durch Usability-Tests, Experten-Reviews und Nutzerbefragungen geprüft. Ein Use Case (Anwendungsfall) beschreibt die Interaktion zwischen einem Individuum und der Maschine über das Interface. Jeder Anwendungsfall beschreibt ein Ereignis, das aus mehreren Interaktionen zwischen dem Handelnden und der Maschine bestehen kann. Es wird in Schritte unterteilt, mit denen der Handelnde sein Ziel in Form eines Ursache-Wirkungs-Schemas erreicht.
Ausführung
Dieser User Centered Design Process ist ein iteratives Verfahren. Die vier Phasen werden so lange durchlaufen, bis das Ergebnis die Anforderungen erfüllt. Es sollten kurze Zyklen möglich sein, und jederzeit sollte auch eine Phase zurückgesprungen werden können.
Entwicklungsteams sollten aus Mitgliedern unterschiedlicher Bereiche interdisziplinär zusammengesetzt sein - neben Designern z.B. auch Ingenieure, Softwareentwickler und Marketing-Fachleute.
Weitere Vorteile des User Centered Design Process
Investitionen in Nutzerfeedback während der Entwicklung zahlen sich vielfach aus, Korrekturen während oder erst recht nach der Implementierungen sind vergleichsweise teuer. Unternehmen sichern so ihre Produktentwicklung ab.
Eine ausgereifte Usability kann auch den Schulungsaufwand beträchtlich verringern. Je intuitiver das Produkt bedienbar ist, umso schneller ist seine Nutzung erlernbar. Auch Konsistenz in der Bedienung nach dem Vorbild gewohnter Standards erleichtert das Einarbeiten. So können Nutzer ihr Wissen von einem HMI auf ein neues übertragen.
