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Human Machine Interface (HMI)

Human Machine Interface (HMI)

Human Machine Interfaces (HMI) - Definition

Eine computergestützte Benutzerschnittstelle oder Benutzeroberfläche, eigentlich Benutzungsschnittstelle – auch Human Machine Interface (HMI), ist der Teil eines Computerprogramms, der mit dem Benutzer kommuniziert. In DIN EN ISO 9241-110 ist der Begriff der Benutzungsschnittstelle definiert als „alle Bestandteile eines interaktiven Systems (Software oder Hardware), die Informationen und Steuerelemente zur Verfügung stellen, die für den Benutzer notwendig sind, um eine bestimmte Arbeitsaufgabe mit dem interaktiven System zu erledigen.“ Die Benutzerschnittstelle/Human Machine Interface (HMI) (nach Gesellschaft für Informatik, Fachbereich Mensch-Computer-Interaktion auch Benutzungsschnittstelle) ist die Stelle oder Handlung, mit der ein Mensch mit einer Maschine in Kontakt tritt. Im einfachsten Fall ist das ein Lichtschalter: Er gehört weder zum Menschen, noch zur „Maschine“ (Lampe), sondern ist die Schnittstelle zwischen beiden. Damit ein Human Machine Interface (HMI)für den Menschen nutzbar und sinnvoll ist, muss sie auf seine Bedürfnisse und Fähigkeiten angepasst sein. So wäre beispielsweise die Programmierung eines Roboters, der das Licht einschaltet, zu kompliziert und ein Schalter auf dem Dach für das Kellerlicht impraktikabel.

Einordnung Human Machine Interface (HMI)

Systematisch betrachtet gehört die Benutzerschnittstelle zu den Mensch-Maschine-Systemen (MMS): Mensch ↔ Mensch-Maschine-Schnittstelle ↔ Maschine. Verschiedene Wissenschaften widmen sich dem Thema, etwa die Informatik, die Kognitionsforschung und die Psychologie. Die Grundlagenkenntnisse für eine benutzerfreundliche Schnittstellen-Gestaltung werden in der Wissenschaftsdisziplin der Ergonomie erarbeitet. Die konkreten Tätigkeitsfelder sind hier Kognitive Ergonomie, Systemergonomie und Software-Ergonomie (usability engineering).

Bedienen und Beobachten

Die Benutzerschnittstelle wird neben „Mensch-Maschine-Schnittstelle“ (MMS) oder englisch „Human Machine Interface“ (HMI) auch „Man Machine Interface“ (MMI) genannt und erlaubt dem Bediener unter Umständen über das Bedienen der Maschine hinaus das Beobachten der Anlagenzustände und das Eingreifen in den Prozess. Die Bereitstellung der Informationen („Feedback“) erfolgt entweder über Bedienpulte mit Signallampen, Anzeigefeldern und Tastern oder per Software über ein Visualisierungssystem, das zum Beispiel auf einem Terminal läuft. Beim Lichtschalter besteht das visuelle Feedback aus dem Eindruck „hell“ und der Schalterstellung „ein“ beziehungsweise „dunkel“ und „aus“. Der Fahrerbereich eines Autos weist zahlreiche Benutzerschnittstellen auf – von den Befehlsgebern (Pedale, Lenkrad, Schalt- und Blinkerhebel usw.) bis zu den optischen Rückmeldungen der „Maschine“ Auto (Anzeigen für Geschwindigkeit, Reichweite, Radioprogramm, Navigationssystem usw.).

Bedienungsfreundlichkeit des Human Machine Interface

Der Erfolg eines technischen Produktes hängt nicht nur von den Faktoren Preis, Zuverlässigkeit und Lebensdauer ab, sondern auch vom Faktor Handhabbarkeit bzw. Bedienungsfreundlichkeit (Usability). Idealerweise erklärt sich ein Human Machine Interface (HMI) intuitiv von selbst, also ohne Schulungsaufwand. Der Lichtschalter ist trotz seiner Beliebtheit und Einfachheit keine ideale Benutzerschnittstelle, sondern der Kompromiss eines Zielkonflikts. Dieser besteht darin, dass der Schalter einerseits direkt am einzuschaltenden Gerät angebracht sein sollte, also an der Lampe selbst (damit man ihn nicht suchen muss). Andererseits sollte er in der Nähe der Tür sein (wo er in der Regel auch ist), damit man nicht im Dunklen erst nach der Lampe tasten muss. Eine ebenso beliebte, aber auch nicht ideale Schnittstelle ist der berührungsempfindliche Bildschirm: Hier ruft man zum Beispiel durch Berühren des Bildschirmsymbols für E-Mail das Programm auf, welches die E-Mail abholt. Während man jedoch auf das Icon drückt, verdeckt der Finger das Icon selbst. Dies schafft in der Regel keine Probleme, aber das präzise Malen oder Schreiben mit Fingern auf dem Bildschirm ist unmöglich.

Evolution von Human Machine Interfaces (HMI)

Bei langlebigen Produkten werden im Laufe der Jahre die Human Machine Interfaces (HMI) optimiert. So fehlen heute bei Abspielgeräten für Audio oder Video zwei Schalter, die noch in den 1980er Jahren üblich waren: Die Funktionalität der Schalter für den Sprung zum vorhergehenden oder nächsten Take wurden in die Schalter für schnelles Vor- oder Zurückspulen integriert. Dafür wurde die Benutzerschnittstelle komplexer, weil jeder der beiden Knöpfe nun zwei Funktionen erfüllt. Bei den Entwicklern von Benutzerschnittstellen spielt die Reduktion wie in diesem Beispiel eine zentrale Rolle: Die Reduktion des Zugangs zu einer komplexen Maschine auf nur wenige Bedienungselemente mag die grundsätzliche Bedienbarkeit erleichtern, wird aber meist der Komplexität nicht gerecht. Bei den sehr komplexen Betriebssystemen moderner Computer löst man diesen Zielkonflikt durch zwei Kategorien von Benutzerschnittstellen/Human Machine Interfaces (HMI): Die eine zeigt dem Anwender für den Alltag die Icons, den Papierkorb, die Ordner usw., die er ohne Lernaufwand sofort versteht und bedienen kann: Der Klick auf einen Link zum Beispiel öffnet die Ziel-Webseite. Die andere ermöglicht ihm über die Kommandozeilenoberfläche einen tiefen Eingriff in das Computersystem, erfordert jedoch einen hohen Lernaufwand. So beendet etwa taskkill /F /IM iexplore.exe alle mit dem Internet Explorer zusammenhängenden Prozesse auf einem Windows-System.