Vom Konzept direkt ins Cockpit: Optimierte HMI-Entwicklung mittels automatischer Codegenerierung

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Erich Melsbach
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1 : Optimierte HMI-Entwicklung mittels automatischer Codegenerierung Christian Semmler MT323 Human Factors Engineering Seite 1

2 Gliederung HMI-Entwicklungsprozess Werkzeuge Einsatz an einem Beispielprojekt Flugzulassung Zusammenfassung Ausblick Seite 2

3 HMI-Entwicklungsprozess: Definition HMI Human Machine Interface Das HMI ist die Schnittstelle zwischen Mensch und Technik HMIs bestehen aus Anzeigen und Bedienelementen HMIs können unterschiedlich komplex sein; die Bandbreite reicht vom Griff eines Werkzeugs bis zum Cockpit eines Flugzeugs Seite 3

Anzeigen und Bedienelementen HMIs können unterschiedlich komplex sein; die

4 HMI-Entwicklungsprozess: Definition HMI Human Machine Interface Das wichtigste Kriterium bei der Entwicklung von HMIs ist Nutzbarkeit (usability): Effektivität (effectiveness): erfüllt das Produkt seinen Zweck und die Anforderungen des Nutzers? Effizienz (efficiency): Sind die Funktionen schnell erlernbar? Können die Aufgaben mit geringstem Aufwand und einem Minimum an Fehlern bewältigt werden? Zufriedenheit (satisfaction): Sind die Nutzer mit dem Produkt zufrieden? Reduziert es die Beanspruchung (stress)? Seite 4

Effizienz (efficiency): Sind die Funktionen schnell erlernbar?

5 HMI-Entwicklungsprozess: bisheriger Prozess Idee Modell / Simulation Format-, Symbol- & Funktionsdefinitionen Software Anforderungen Hand Coding Ausführbarer Code für Moding & Anzeige Zielsystem Seite 5

6 HMI-Entwicklungsprozess: neuer Prozess automatisch Idee Modell / Simulation Ausführbarer Code für Anzeige Funktionsdefinitionen Software-Anforderungen Hand Coding Ausführbarer Code für Moding Zielsystem Seite 6

Anzeige Funktionsdefinitionen Software-Anforderungen

7 Werkzeuge: VAPS Virtual Application Prototyping System Hersteller ist engenuity Technologies Inc. Werkzeug zur Modellierung von virtuellen Geräten und Display-Inhalten Vektorbasiertes Zeichnen Definition von Eingabe- und Ausgabeobjekten Logik auf Basis eines Zustandsautomaten Direkte Ansteuerung über Datenkanäle Seite 7

Werkzeug zur Modellierung von virtuellen Geräten und Display-Inhalten

8 Werkzeuge: VAPS Virtual Application Prototyping System Display mit Symbolik Bedienelemente Seite 8

9 Werkzeuge: QCG Qualified Code Generator Hersteller ist engenuity Technologies Inc. Generiert aus VAPS-Modellen C-Quelltexte, die nach DO-178B Class A qualifizierbar sind Ausschließliche Unterstützung von Display- Inhalten Verzicht auf Zustandsautomat Ansteuerung über Datenkanäle Seite 9

Generiert aus VAPS-Modellen C-Quelltexte, die nach DO-178B Class A

10 Werkzeuge: QCG Qualified Code Generator Eingesetzte Komponenten QCG Porting & Treiber Handgeschriebener Code VAPS VAPS Design Dateien QCG Automatisch generierter Code make Ausführbare Applikation QCG Runtime Bibliotheken Systembibliotheken Seite 10

VAPS Design Dateien QCG Automatisch generierter Code make

11 Einsatz an einem Beispielprojekt A-MMS Advanced Mission Management System Technologieprojekt zur Entwicklung eines generischen Missionscomputers für den Einsatz in neuen Flugzeugmodellen und für Upgrades älterer Flugzeuge Erstes Projekt bei der EADS-M mit dem QCG Entwicklung generischer und projektspezifischer Display-Formate Integration mit OFP (Operational Flight Program) Erfolgreiche Flugtests Seite 11

Upgrades älterer Flugzeuge Erstes Projekt bei der EADS-M mit dem QCG Entwicklung generischer und

12 Einsatz an einem Beispielprojekt Generische Formate 9 Formate auf 3 Displays ¼ Mannjahr für Erstellung 1 Mannmonat für Integration generierte Code-Zeilen Projektspezifische Formate 5 Formate auf 1 Display ¾ Mannjahr für Design und Erstellung 1 Mannmonat für Integration generierte Code-Zeilen Seite 12

000 generierte Code-Zeilen Projektspezifische Formate 5 Formate auf 1 Display

13 Flugzulassung: Qualifikation nach DO-178B Einreichen der Qualifizierungsdokumentation bei der zuständigen Zulassungsbehörde Nach Prüfung erfolgt die Erteilung der Zulassung mit Zertifikat QCG Porting & Treiber Systembibliotheken Handgeschriebener Code Automatisch VAPS Design VAPS QCG generierter make Dateien Code Ausführbare Applikation Dokumente sind bei QCG dabei Dokumente kommen vom Zulieferer Selbst zu qualifizieren QCG Runtime Bibliotheken Seite 13

Systembibliotheken Handgeschriebener Code Automatisch VAPS Design VAPS QCG generierter make Dateien Code

14 Flugzulassung: Dokumentation Erfüllung der Anforderungen von DO-178B QCG-VAPS Modell ist Teil der Dokumentation als ausführbares Endprodukt Dokumente sind nicht mehr in der bisherigen Form notwendig Konzentration auf Symbolikerklärung und Funktionalitätsbeschreibung Seite 14

Endprodukt Dokumente sind nicht mehr in der bisherigen Form

15 Zusammenfassung Ergebnisse Durchgehender rechnergestützter Entwicklungsprozess Code ist nach DO-178B bis Class A (Flight Critical) qualifizierbar Frühzeitige Kopplung von HMI- und Software- Entwicklung Vorteile Spezifikation und Implementierung deckungsgleich Risikominimierung Reduzierter Aufwand bei Entwicklung und Zulassung Zeit- und Kosteneinsparung Seite 15

und Software- Entwicklung Vorteile Spezifikation und Implementierung deckungsgleich

16 Ausblick Ähnlicher Prozess für das Moding Modellierung des Modings als ablauffähiges Zustandsmodell (z.b. mit Statemate) Codegenerierung aus diesem Zustandsmodell Seite 16

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