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User Interfaces für die Darstellung rückverfolgbarer Messresultate

Usability für Labormessinstrumente in zentralisierten Laborsoftwaresystemen

Igor Knapp (Mettler-Toledo GmbH)

Die optimale Wiedergabe und Navigierbarkeit von historischen Messdaten in zentralen Laborsoftwaresystemen ist wichtig, um die Dokumentation und insbesondere die Rückverfolgbarkeit von Messresultaten bestmöglich zu unterstützen. Es ist aber auch für einige Labormessinstrumente nützlich, den Benutzer auf historische Messdaten zugreifen zu lassen.

Das Arbeiten mit zentralisierten Messdaten bringt jedoch einige besondere Herausforderungen für die Entwicklung der Benutzeroberfläche oder -schnittstelle (engl. User Interface, UI) der eingesetzten Instrumente mit sich. Es gilt, hier eine optimale Benutzungsfreundlichkeit zu erreichen und dem Anwender die Arbeit so leicht wie möglich zu machen.

Die Usability oder auch Benutzungsfreundlichkeit eines Messinstruments, oder allgemeiner eines Produktes, setzt sich aus verschiedenen Aspekten zusammen. Ein Softwaresystem wird typischerweise auf Basis der Auffindbarkeit von Funktionen und Daten beurteilt und die für den Benutzer ermöglichte Effizienz oft mit der Anzahl der erforderlichen Navigationsschritte verglichen. Die Verbesserung solcher Aspekte in der Produktentwicklung kann mit methodischen Vorgehensweisen, dem sogenannten Usability Engineering, erreicht werden (mehr Details hierzu siehe Infobox).

Generalisierung von Messdaten als besondere Herausforderung in Labor-Workflows

Wenn man die Displaygröße von Messinstrumenten mit PC-Monitoren vergleicht, wird einem klar, dass dem Benutzer auf dem Display nicht gleich viel Information in der gleichen Zeitdauer verfügbar gemacht werden kann. Das Messinstrument wurde ja auch dafür optimiert, im Labor nicht unnötig viel Platz einzunehmen. Somit ist der Navigationsaufwand vergleichsweise höher. In der unserer Arbeit zugrunde liegenden Laboranwendung ist zusätzlich die besondere Herausforderung der Generalisierung der Messdaten gegeben. Dies ist der Fall, weil die Messdaten von verschiedenen Instrumententypen – zum Beispiel Waagen, Titratoren, Spektrometern oder auch pH-Metern – in einem zentralen Laborsoftwaresystem wie LabX natürlich auf eine einheitliche Art verfügbar gemacht werden sollen. Auch soll die Flexibilität bestehen, in manchen Anwendungsfällen die Resultate eher bezogen auf eine Probe zu suchen, in manch anderen eher auf einen Auftrag.

Würde man in der Produktentwicklung ein User Interface erst bewerten, wenn die Software funktionstüchtig ist und feststellen, dass sie sich nicht im Sinne des Benutzers verhält, dann wären bereits erhebliche Aufwände sinnlos verschwendet worden. Zudem hat der Lösungsraum für das Design des User Interface eine nicht zu unterschätzende Größe. Er beruht nicht nur auf funktionalen Anforderungen, aus welchen ein User Interface schlicht herzuleiten wäre, sondern in der Lösungsfindung müssen auch qualitative Aspekte berücksichtigt werden – zum Beispiel eben Auffindbarkeit, Konsistenz im Verhalten oder benutzergerechte Terminologie.

Benutzerzentrierte Produktentwicklung

Aus diesen und anderen Gründen werden heutzutage in Unternehmen, die Produktentwicklung betreiben, häufig Interaktionsdesigns oder Prototypen entworfen und im Hinblick auf die Benutzung in einem iterativen Prozess [1, 2] mit den Anspruchsgruppen zusammen bewertet und verfeinert. Zu den Anspruchsgruppen zählen neben den Benutzern auch Domänenexperten, Marktexperten und die Entwicklungsabteilungen. Häufig prüft man auch schon früh und iterativ ein Produkt mit Usability Testing [1, 2] – (mehr Details hierzu siehe Infobox).

Optimierung des User Interface für die Navigation in Messresultaten

Auch bei unserer Anwendung stand die optimale Bedienbarkeit stets im Vordergrund und es konnten mit benutzerzentrierten Vorgehensweisen neben vielen kleineren Detailoptimierungen auch strukturell substanzielle Verbesserungen erreicht werden.

Abb. 1 Einfachste Struktur / Spezialisierung (links) und komplexeste Struktur / Generalisierung (rechts): Es werden beispielhafte Strukturen mit der gleichen Anzahl Proben verglichen. Je nach Instrumententyp und Anwendung kann eine schnelle, einfache Liste von Proben und Messwerten genügen (links) und je nach Instrumententyp und Anwendung wird ein flexibles Suchsystem benötigt und Messwerte können zu Statistiken und spezifischen Resultaten weiterverrechnet werden (rechts).

Schnellere Navigation in Messdaten

Neben allgemein nützlichen Leistungseigenschaften, die hinzugefügt wurden – wie zum Beispiel allgemein konfigurierbare Sichten und speicherbare und wiederverwendbare Suchabfragen – ist vor allem der Lösungsansatz für den Umgang mit der Generalisierung der Messdaten von Interesse. Hier wurde in der Produktentwicklung eine zusätzliche Leistung erbracht, um die Navigationstiefe der generalisierten Form reduzierbar zu machen und damit die Effizienz bzw. die Benutzungsfreundlichkeit zu erhöhen. Dies wird mittels verfeinerter Darstellungsregeln und einer dezidierten Konfiguration erreicht. Nun kann der Benutzer gemäß seinem Anwendungsbereich und eigener Interessenabwägungen den optimalen Grad zwischen Navigationsgeschwindigkeit und Informationsfülle bestimmen (Abb. 1).

Bessere Orientierung in Messdaten

Eine weitere interessante Beobachtung, die mit frühen Prototypen gemacht werden konnte, ist, dass es teilweise schwierig war, sich bei der Navigation zu orientieren. Dies lag den Aussagen nach aber weniger an der Begriffswahl der Menüpunkte. Das Problem lag wohl eher darin begründet, dass in der Navigation der Messdaten zunächst direkte, netzartige Verlinkungen zugelassen wurden, aber die gesamte restliche Navigation im System rein hierarchisch aufgebaut war. So besteht die Möglichkeit, dass ein Bruch in der Bewegungsrichtung erlebt wurde oder die ursprünglich für die hierarchische Navigation ausgerichteten Bedienelemente nicht für diesen Zweck optimiert waren. Im verbesserten Prototyp wurden dann fast nur noch hierarchische Verlinkungen zugelassen und nachdem dieser getestet wurde, konnte das Problem nicht mehr festgestellt werden. Leider kann aber dieser Lösungsaspekt aufgrund mangelnder Vergleichbarkeit nicht als allgemeingültig bewertet werden (Abb. 2).

Abb. 2 (A) Frühe Entwurfsphase – vernetzte und zyklische Navigationsstrukturen wurden in ein hierarchisch aufgebautes Gesamtsystem integriert. In dieser Abbildung kann das als Fremdkörper in der Bewegungsrichtung gesehen werden. (B) Finale Entwurfsphase – Es fand eine Vereinheitlichung statt, hin zu einer fast rein hierarchischen Navigationsstruktur. Nur mittels Konfigurationsmöglichkeiten können gewisse Datenobjekte über alternative Wege erreicht werden.

Wesentliche Optimierungen dank frühem Einbezug der Anspruchsgruppen

Entscheidend für die vorhin erwähnten Optimierungen ist aber die Flexibilität, diese grundlegenden Aspekte während der Produktentwicklung überhaupt verändern zu können. Wenn das Interaktionsdesign möglichst früh in einer möglichst greifbaren Form als Flowchart oder besser als Simulation über einem interaktiven Prototyp erlebbar gemacht werden kann, dann werden auch die Bedürfnisse und die Möglichkeiten der Optimierung früher erkennbar.

Teamarbeit macht es möglich

Dass diese benutzerzentrierten Vorgehensweisen auch in unserem Projekt gut umgesetzt werden konnten, ist dem ganzen Produktentwicklungsbereich zu verdanken. Vom Management, das die wesentlichen strategischen Prioritäten gesetzt hatte, über das Engagement und die Umsichtigkeit der Teammitglieder in der Zusammenarbeit, bis hin zur professionellen Realisation des Systems.

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Infobox

  • Usability Engineering
    Usability Engineering ist ein methodisches Vorgehen zur Erreichung der Usability bzw. Benutzungsfreundlichkeit von Produkten durch die Definition, Messung und Sicherstellung der Usability in einem Produktentwicklungsprozess [1, 2, 3].
  • Usability und User Experience
    Der Begriff Usability selbst wird etwas nüchtern als das Produkt aus Effektivität, Effizienz und Zufriedenstellung des Benutzers definiert [4], aber natürlich gibt es auch viele weitere Bewertungskriterien [5]. Konkreter kann man sich vorstellen, dass die Qualität des Produkts in Usability Tests mit entsprechenden Metriken gemessen wird. Aktuell wird gerne auch der Begriff User Experience verwendet. Dieser umfasst aber gesamthaft Wahrnehmungen und Reaktionen einer Person, die aus der Benutzung eines Produkts, eines Systems oder einer Dienstleistung resultieren [1].
  • Interaction Design
    Interaction Design ist eine Designdisziplin, die dazu dient, die Form und insbesondere das Verhalten eines interaktiven Produkts oder Systems zielgerichtet und zum Zweck der Verwendung zu entwerfen. Dies geschieht über die Visualisierung von konkreten Lösungsvorschlägen [1, 6, 7].
  • Usability Tests
    Mit Usability Tests werden Testpersonen bei der Durchführung einer Aufgabe beobachtet, welche durch ein Testszenario vorab definiert wurde, welches wiederum auf der Setzung von Messkriterien und Messzielen beruht. Im Wesentlichen wird getestet, ob und wie viele Benutzer mit der Anwendung ihre Arbeitsschritte (typischerweise ohne Unterstützung) erfolgreich durchführen können [1, 3].

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Kategorie: Labormanagement | Usability

Literatur:
[1] DIN EN ISO 9241-210 (2011) Prozess zur Gestaltung interaktiver Systeme
[2] Mayhew, D. (1999) The Usability Engineering Lifecycle, 1st, Morgan Kaufmann
[3] Nielsen, J. (1993) Usability Engineering, 1st, Morgan Kaufmann
[4] DIN EN ISO 9241-11 (2011) Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit
[5] DIN EN ISO 9241-110 (2011) Grundsätze der Dialoggestaltung
[6] Cooper, A., Reimann, R., Cronin, D. (2007). About Face 3: The Essentials of Interaction Design, 1st, Wiley
[7] Kim Goodwin (2009). Designing for the Digital Age: How to Create Human-Centered Products and Services, 1st, Wiley

Publikationsdatum: 26.03.2019

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • User Interfaces
  • Rückverfolgbarkeit
  • Labormessgeräte
  • Produktentwicklung
  • LabX

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