Kaum eine Branche kommt heute noch ohne Automation aus. So vielfältig der Einsatzzweck, so unterschiedlich sind die Anforderungen der Anwender an die Steuerung und die Bedienung von Maschinen. Die moderne Digitaltechnik hat Tasten sowie Schalter überflüssig gemacht, und der Trend geht eindeutig zu multimedialen Touchoberflächen mit kaum begrenzten Einsatzmöglichkeiten. Der Trend geht zu Panels, die sich einfach programmieren und deren Oberflächen sich grafisch frei gestalten lassen. Beim Erstellen von Bedienoberflächen können die Projektierer auf benutzerfreundliche Softwaretools zurückgreifen. Aber wie sieht es mit dem Anwender aus, der später damit die Maschine steuern soll? Kommt er mit der Steuerung zurecht? Ist ihm die grafische Darstellung in seinem Arbeitsalltag hilfreich?

Die Aufgaben effektiv lösen

Usability, Benutzungsfreundlichkeit oder Gebrauchstauglichkeit ist eine messbare Qualität bei der Interaktion von Mensch und Computer. Die DIN EN ISO 9241 spricht vom Ausmaß, in dem ein technisches System durch bestimmte Benutzer in einem bestimmten Nutzungskontext verwendet werden kann, um bestimmte Ziele effizient und zufriedenstellend zu erreichen. Die Beziehung zwischen Mensch und System wird in einem Nutzungskontext betrachtet. Welche Aufgaben will der Anwender mit dem System lösen? – Diese Aufgaben sollen effektiv gelöst werden, ohne lange Lernphase und ohne große Umwege.

Sind heute technische Funktionen und Leistungsmerkmale der Bedien-Lösungen unterschiedlicher Anbieter annähernd identisch, so machen Software- und Anwenderunterstützung den Unterschied aus. Wie hoch sind Schulungs- oder Umschulungsaufwand, um das System bedienen zu können, wie einfach sind die Funktionen aufrufbar, wie intuitiv lässt sich die Oberfläche bedienen?

Für den Projektierer stellt sich die Aufgabe, die Bedienung an den Anforderungen des Maschinenführers auszurichten. Was für ihn als Projektbeteiligten auf Anhieb klar und plausibel erscheint, muss nicht automatisch der Sichtweise des Bedieners entsprechen. Diesen benutzerzentrierten Gestaltungsprozess – User Centered Design – gilt es in das Gesamtprojekt einzubeziehen. Für die Projektplanung bedeutet dies, dass von Anfang an der spätere Benutzer oder eine Benutzergruppe eine bedeutende Rolle in der gesamten Entwicklung spielen muss.

User Centered Design

Der benutzerzentrierte Gestaltungsprozess lässt sich in folgende Arbeitsblöcke strukturieren:

· Analyse

· Modellieren

· Spezifikation

· Realisierung

· Evaluation

Bei der Analyse wird hinterfragt, welche Anforderungen an das System gestellt werden und vom wem es benutzt werden soll. Die Ergebnisse werden analysiert und dokumentiert, um sie in Nutzerszenarien zu überführen, also grafische oder sprachliche Ausformulierungen des realen Anwenders. Beim Modellieren werden aus den gesammelten Daten Benutzerprofile erstellt, die beispielhaft, aber auf realen Daten basierend, den Anwender skizzieren. Ihnen beigestellt werden Szenarien, die den Anwender mit einer ihm typischen Aufgabenstellung zeigen. Beides dient zur Ausarbeitung der Systemfunktionen. Diese werden anschließend in Use Cases beschrieben.

Aus diesen Dokumenten heraus kann der Gestaltungsprozess beginnen. Die Anwendungsfälle werden beispielsweise in einem Prototyp umgesetzt. Wichtig dabei ist immer das Zusammenspiel aus Anwendungsfall, Anwender und System. Das heißt, der Anwender überprüft einen Prototypen in einem typischen Aufgaben-Ziel-Umfeld. Er löst eine reale Aufgabe, um so Hinweise auf die Benutzungsfreundlichkeit aus seiner Sicht geben zu können.

So entsteht ein immer klareres Bild. Die Spezifikationen werden festgehalten und in Szenarien übertragen. Die Umsetzung wird regelmäßig durch die Anwender überprüft und erneut in die Spezifikation eingebracht. Dieses Vorgehen bietet einen großen Vorteil: Gewonnene Erkenntnisse können in andere Projekte einfließen und so zu einer besseren Benutzungsfreundlichkeit beitragen. Was kompliziert und aufwändig klingt, ist von hoher Relevanz. Zum einen für die Produktqualität und zum anderen für die Effizienz des Projektes.

Benutzerorientierte Produktentwicklung bringt beiden Seiten mehr Produktivität. Zum einen dem Endanwender, dessen Arbeitsumfeld in der Gestaltung des technischen Hilfsmittels berücksichtigt wird, zum anderen dem Entwickler der Anwendung. Dieser versteht die Anforderungen des Endanwenders besser und kann diese effektiver umsetzen. Er spart somit Ressourcen, die für andere Projekte genutzt werden können. Es gibt Untersuchungen, bei denen festgestellt wurde, dass eine benutzerorientierte Entwicklung die Produktivität des Endanwenders um bis zu 25% erhöht. Die Qualität seiner Arbeit erhöhte sich demnach sogar um 30%.

Wird die Bedienoberfläche optimal an die Anforderungen des Anwenders und seiner Aufgaben angepasst, so reduziert sich auch der Aufwand beim technischen Support. Sind Funktionen so in der Bedienungsoberfläche eingebunden, dass eine dem Arbeitsumfeld entsprechende intuitive Bedienung möglich ist, minimieren sich Schulungs- und Unterstützungsaufwände. Der Hersteller spart an Hilfestellung, der Anwender die Zeit, die er für den Anruf bei der Hotline benötigt. Da Nacharbeiten die Kosten bei Projekten treiben, reduziert Usability als Bestandteil der Projektarbeit die Kosten, weil sich Fehler vermeiden lassen. Durch den iterativen Ansatz des Usability-Engineerings ist das ständige Prüfen der Anwendung mit seinen typischen Anwendern ein Bestandteil des Qualitätsmanagements während der Entwicklung.

Usability-Engineering

Der Einsatz von Usability-Engineering-Methoden während des Gestaltungsprozesses reduziert die Fehlerrate beim Endanwender. Eine dem Endanwender angepasste Bedienung ist weniger anfällig für Fehlbedienungen und Missverständnisse. Neben den eigentlichen Kosten für das System fallen meist noch weitere Aufwändungen an, beispielsweise für Schulungen. Durchsatzzeiten, Standzeiten und Fehlerquoten sind ebenfalls Kostenfaktoren, die zu berücksichtigen sind. Eine gute Usability kann auch diese Kosten senken. Wer bei der Lösungsentwicklung all diese Vorgaben beachtet, hat im Markt, in dem Funktionen und Technik fast nicht mehr differenzierbar sind, deutliche Wettbewerbsvorteile. Ist ein System an den Anforderungen des Anwenders vorbei entwickelt worden, lassen sich die Fehler nur schwer korrigieren. Ein kompletter Verzicht auf eine benutzerzentrierte Gestaltung rächt sich meist bei den Projektnacharbeiten.

Die Methoden des Usability Engineerings sind vielfältig und können einfach an das vorhandene Zeit-Geld-Kontingent angepasst werden können. Schon wenige Beobachtungen vor Ort können oft wichtige Informationen zum Nutzungskontext bringen. Fragebogen minimieren zusätzlich den Aufwand während der Analysephase. Auch beim Prototyping können die wichtigsten Abläufe bei der Bedienung einer Oberfläche durchaus als Handskizzen vorgelegt werden, anhand derer der Anwender durch Erläuterungen aufzeigt, wie er damit umgehen würde.

Einfache Methoden

Mit Methoden wie dem Card Sorting steht ein kosten- und zeitgünstiges Verfahren zur Verfügung. Dieses Prinzip kommt dann zum Einsatz, wenn es darum geht, Funktionen in einem Menü zu sortieren und sinnvoll zu gruppieren. Usability-Experten überprüfen mittels einfacher Walkthroughs Oberfläche und Menü und können so Schwächen in der Struktur aufdecken. Der wichtigste Grundsatz lautet deshalb: Besser günstige Methoden anwenden als keine. Schon bei der Erstellung von Bedienoberflächen hilft es, Grundregeln zu beachten. Dazu zählen unter anderem Richtlinien der Aufgabenangemessenheit, der Steuerbarkeit sowie der Erwartungskonformität.

Projektierungstools wie die HMI-Lösung iX von Beijer Electronics bieten viele Funktionen für ein User-Centered-Design und dessen effektive Umsetzung. Dabei handelt es sich um Funktionen wie das Abspeichern der Oberfläche in unterschiedlichen Layouts, das Ausrichten von Elementen an vorgegebenen Rastern, das schnelle Abändern von Hintergründen, Farbangaben, Skalenwerten und ähnlichem, sowie das leichte Verknüpfen von Bildschirmseiten im Navigationsmanager. Darüber hinaus gewährleisten sogenannte Masterseiten eine durchgängige Projektierung, die ein wichtiges Hilfsmittel für die Orientierung sowie für die Marken-Wiedererkennung des Maschinenbauers darstellen.

Wer sich jedoch erst am Ende eines Projektes Gedanken über die Bedienung macht, verschwendet wertvolle Ressourcen. Neben der Nacharbeit der Projektingenieure trägt auch die Einarbeitung beim Endkunden zur Verringerung der Gewinnmarge bei. Macht sich der Entwickler jedoch schon zu Projektbeginn Gedanken und spricht mit den potenziellen Bedienern über die gewünschten Funktionalitäten, werden mit einfachen Mitteln viele Hindernisse bereits im Vorfeld beseitigt. Dann kann Usability deutlich zur Kostensenkung beitragen.

DER AUTOR Dipl.-Ing. Dirk Hartmann ist Produktmarketing Manager bei Beijer Electronics GmbH in Unterensingen ( www.beijerelectronics.de )