Innovatiivinen GUI-suunnittelu integroitua sähköistä aluksen ohjausta varten
Tämä sulautettu GUI-suunnittelu antaa operaattoreille suoran hallinnan aluksen käyttövoimasta kaikissa tilanteissa – nopeasta liikkumisesta avovedessä tarkkoihin säätöihin satamamanöövereissä. Se selkeyttää myös aluksen energianhallintajärjestelmää yhdistämällä propulsiojärjestelmän, generaattorit, akut ja apukuormat yhteen sulautettuun käyttöliittymään, joka tuntuu luotettavalta myös paineen alla.
Tämä projekti on osa jatkuvaa työtämme sulautettujen HMI-ratkaisujen ja merijärjestelmien parissa, jossa näyttöön perustuva UX, reaaliaikaiset rajoitteet ja interaktioarkkitehtuuri muovaavat ohjausliittymiä vaativiin käyttöolosuhteisiin.
Seitsemän vuoden sulautettujen järjestelmien suunnittelukokemukseen pohjautuva ja UX-suunnittelutoimistomme merellisiin olosuhteisiin kehittämä käyttöliittymä toimii ennustettavasti myös silloin, kun alus kiihtyy tai näkyvyys heikkenee. Kapteenit näkevät yhtenäisen kokonaiskuvan propulsiosta ja energiasta erillisten näkymien sijaan. Tämä vahvisti Torqeedon markkina-asemaa ja myötävaikutti yhtiön yritysostoon Yamahan toimesta.
Sovelsimme Dynamic Systems Design -menetelmää, joka kasvattaa ratkaisuja sulautetun kokeilun kautta, ratkaisee jännitteitä paikallisen optimoinnin ja järjestelmän koherenssin välillä ja ohjaa toteutusta, kunnes organisaatiot saavuttavat riippumattomuuden.
PANOKSEMME
Maritime Field Research
Domain Learning
Option Space Mapping
Interaktioarkkitehtuuri
Sea Trial Validation
UI Design - Day/Dusk/Night
Design System
Implementation Partnership
PERITYN LEGACY-JÄRJESTELMÄN RAJOITUSTEN YMMÄRTÄMINEN
Aiempi sulautettu käyttöliittymä sisälsi vuosien käytännön kokemusta, mutta ei enää vastannut nykyaikaisten hybridialusten monimutkaisuutta. Propulsion tila näkyi yhdellä näytöllä, akun tila toisella ja generaattoritiedot kolmannella, mikä pakotti kapteenit siirtymään näkymästä toiseen ymmärtääkseen energian saatavuuden manööverien aikana. Kirkkaassa päivänvalossa heikkokontrastiset ikonit tekivät kriittisistä yksityiskohdista vaikeasti luettavia sulautetulla näytöllä.
Tutkimuksessamme tämä legacy-järjestelmä muodostui arvokkaaksi evidenssin lähteeksi. Sen rakenne paljasti, miten kapteenit olivat oppineet kompensoimaan hajanaista tietoa ja missä tämä kompensointi aiheutti stressiä ja epäröintiä. Analysoimalla näitä malleja constraint respecting -ajattelun kautta pystyimme päättämään, mitä tuli säilyttää ja mitä oli rakennettava uudelleen. Uusi ohjausliittymä kunnioittaa näin vanhaan suunnitteluun koodattua kokemusta ja samalla poistaa rakenteelliset rajoitteet, jotka hidastivat aluksen toimintaa.
RAKENNE, JOKA YHDISTÄÄ KOKO JÄRJESTELMÄN
Alus nojaa moniin toisiinsa kytkeytyviin rutiineihin, ja sulautettu käyttöliittymä kokoaa ne nyt yhteen rakenteelliseen logiikkaan, joka pysyy vakaana 27 näytön across neljässä ensisijaisessa käyttötilassa. Hybridikäytön tasapaino, propulsiotarve ja apujärjestelmien toiminta päivittyvät eri aikaväleillä, mutta interaktiosuunnittelu pitää ne linjassa, jotta kapteenit voivat ymmärtää järjestelmän toiminnan yhdellä silmäyksellä useiden sijaan.
Tämä rakenteellinen selkeys on tärkeää aluksilla, jotka vaihtelevat noin kuusimetrisistä pienveneistä yli 55 metriä pitkiin kaupallisiin aluksiin, joissa merikäyttöliittymien on tuettava nopeaa hahmottamista hitaamman tulkinnan sijaan. Sama järjestävä periaate näkyy kaikissa konteksteissa, mikä tarkoittaa, että kun miehistö oppii mallin yhdellä aluksella, se voi siirtää tämän osaamisen muihin kokoonpanoihin. Kurinalainen Design System tekee tämän mahdolliseksi ja sallii silti vaihtelun aluksen laitteistossa ja asettelussa.
Rakenteen tuli saada hyväksyntä useilta sidosryhmiltä, jotta se vastasi teknisten, tuote- ja operatiivisten vaatimusten kanssa.
TARKKA VISUAALINEN VASTE KAIKISSA OLOSUHTEISSA
Tällä tasolla sulautetun käyttöliittymän on esitettävä jokainen järjestelmän tila täsmällisellä selkeydellä. Propulsioindikaattori liikkuu kolmen merkityksellisen tilan välillä: joutokäynti, matkanopeus ja täysi teho, kun taas hybridikäyttö näyttää lataus- ja purkusyklinsä siirtymäajoilla, jotka tuntuvat reagoivilta ilman levottomuutta. Akun osuus, generaattorin teho ja apukuormien käyttäytyminen päivittyvät omissa rytmeissään, ja näyttö toimii tiukoissa resoluutio- ja virkistystaajuusrajoissa.
Nämä rajoitteet ohjaavat viivan paksuutta, välistyksiä ja tilamuutosten rytmiä. Tavoitteena on, että kapteenit havaitsevat muutoksen yhdellä silmäyksellä ilman, että heidän tarvitsee seurata näyttöä useiden sekuntien ajan. Merikokeissa tämä tarkkuus tarkoitti, että manööverit, jotka aiemmin vaativat toistuvia tarkistuksia, voitiin suorittaa harvemmilla vilkaisulla – myös tärinässä, äkillisissä liikkeissä tai heikossa näkyvyydessä.
SELKEÄ VISUAALINEN KIELI OPERAATTOREILLE
Kuvakkeet ja käyttöliittymäelementit muodostavat visuaalisen kielen, joka heijastaa sitä, miten kapteenit työskentelevät päivittäisessä toiminnassa. Propulsiosymbolit ilmaisevat kunkin moottorin tilan, akkuindikaattorit näyttävät energian virtauksen rytmin ja tilavihjeet vaihtuvat selkeästi miehistön siirtyessä navigoinnin, manööveroinnin ja kiinnittymisen välillä. Samat graafiset käytännöt toistuvat kaikissa käyttötiloissa, mikä vähentää niiden tulkintaan tarvittavaa henkistä kuormitusta.
Jokaisen elementin on pysyttävä luettavana kymmenen tuuman sulautetulla näytöllä, jonka pikselitiheys on rajallinen, myös häikäisyssä, sateessa ja hanskat kädessä käytettäessä. Siksi käyttöliittymä noudattaa tiukkoja sääntöjä kontrastin, kosketusalueiden vähimmäiskoon ja auringonvalossa luettavan typografian osalta. Nämä tarkennukset perustuvat testaukseen, eivät esteettisiin mieltymyksiin. Rutiinitarkistuksista tulee selkeitä hetkiä rasituksen sijaan, myös silloin kun operaattorit tarkistavat kosketusnäyttöä yöllä tai kovassa aallokossa.
KÄYTTÖLIITTYMÄN TAUSTALLA OLEVA JÄRJESTÄVÄ PERIAATE
Näyttöjen taustalla on rakenteellinen malli, joka selittää koko hybridialuksen toiminnan. Se yhdistää propulsiotarpeen, generaattoritehon, akkuvarannot noin 40–200 kilowattitunnin välillä, muunnosyksiköt ja apukuormat yhdeksi luettavaksi kokonaisuudeksi. Malli sovittaa yhteen aluksen eri rytmit, niin että nopeat propulsiopäivitykset asettuvat mielekkäästi hitaampien energiakiertojen rinnalle.
Ammattikapteenit luottavat yhteen mentaaliseen karttaan arvioidessaan aluksen tilaa. HMI-suunnittelu tarjoaa tämän kartan visuaalisessa muodossa. Se pitää toisiinsa liittyvät arvot vakaissa paikoissa, yhdenmukaistaa asteikot eri näyttöjen välillä ja varmistaa, että yhden alijärjestelmän muutokset heijastuvat asianmukaisina vihjeinä muissa. Tämä rakenteellinen selkeys mahdollistaa sulautetun GUI:n skaalautumisen yksinkertaisemmista aluksista monimutkaisiin monigeneraattorikokoonpanoihin ilman, että taustalla olevaa logiikkaa tarvitsee muuttaa.
EVIDENCE BASED UX/UI DESIGN PERUSTUU TODELLISUUTEEN
Suuri osa suunnittelutyöstä perustui suoraan vesillä kerättyyn evidenssiin käyttäjätutkimuksen ja kapteenien kanssa pidettyjen yhteissessioiden kautta. Sandbox Experiments -vaiheen aikana, kahdentoista merikokeen aikana kuuden kuukauden ajanjaksolla viidentoista ammattikapteenin kanssa, havainnoimme, miten tärinä vaikuttaa luettavuuteen, miten hybridienergian tasapaino muuttuu kiihdytyksessä ja miten kylmän veden heijastus heikentää kontrastia sulautetuilla näytöillä.
Testaus lämpötiloissa miinus viidestä 35 asteeseen sekä yöoperaatioiden aikana myöhäisillasta varhaiseen aamuun paljasti skannausmalleja, joita esiintyy vain aidossa merityössä. Nämä havainnot ohjasivat konkreettisia päätöksiä kontrastisäännöistä, vuorovaikutuksen ajoituksesta, hälytysten näkyvyydestä ja näyttöhierarkiasta. Ne toivat esiin myös ohjausjärjestelmien käyttöliittymien emotionaalisen ulottuvuuden, erityisesti sen helpotuksen, jota miehistöt kokevat, kun tieto pysyy vakaana, vaikka alus käyttäytyisi arvaamattomasti.
SUUNNITTELU SUURTEN HYBRIDIALUSTEN MITTAKAAVAAN
Torqeedon laajentumisen tukeminen suurempiin hybridialuksiin vaati enemmän kuin olemassa olevan käyttöliittymän hienosäätöä. Se edellytti merikäyttöliittymän luomista, joka pystyy viestimään alusten toimintaa huomattavasti syvemmällä teknisellä tasolla. Nämä alukset voivat olla yli 55 metriä pitkiä ja sisältää useita dieselgeneraattoreita, kaksinkertaiset akkupankit 40–200 kilowattitunnin alueella, suurta tehoa hallitsevia muunnosyksiköitä sekä monimutkaisia jäähdytys- ja jakelujärjestelmiä.
Ammattikapteenit tarvitsevat sulautetun käyttöliittymän, joka heijastaa näitä vuorovaikutuksia sen sijaan, että mittaukset eristettäisiin erillisille näytöille. Aluksen rakennekaaviosta – propulsiomoottoreineen, keskusohjauskeskuksineen, energian tasapainotusjärjestelmineen ja apukuormineen – tuli siksi HMI:n viiterakenne. Kun vuorovaikutussuunnittelu ankkuroitiin tähän arkkitehtuuriin, varmistettiin, että näytöllä näkyvä vastaa suoraan aluksen todellista toimintaa.
Useiden sisäisten ja ulkoisten sidosryhmien kanssa työskentely edellytti aluksen logiikan, teknisten rajoitteiden ja käyttöliittymän toiminnan yhteensovittamista tiimien välillä.
KOKO UX-MAHDOLLISUUSKENTÄN KARTOITTAMINEN
Ennen lopulliseen interaktioarkkitehtuuriin siirtymistä käynnistimme divergentin tutkimusvaiheen lateral exploration -lähestymistavan avulla kartoittaaksemme koko UX-mahdollisuuksien kirjon. Tiimi tunnisti keskeiset haasteet, jotka muovaavat päivittäistä käyttöä, kuten miten propulsiotila esitetään, miten hybridienergian virtaus näytetään ja miten navigointia ja kiinnittymistä voidaan tukea yhtenäisen ä kokemuksena erillisten tilojen sijaan.
Jokaista haastetta varten loimme ja testasimme useita käyttöliittymäkonsepteja option space mapping -menetelmän avulla. Osa painotti ensisijaisesti propulsiotilaa, toiset korostivat energian virtausta, ja jotkut yrittivät yhdistää molemmat näkökulmat yhteen näkymään. Todellisten datarytmien käyttö testauksessa paljasti, missä lupaavat ideat romahtivat tärinän alla tai aiheuttivat epäröintiä kriittisillä hetkillä. Konseptit, jotka vaativat liikaa siirtymiä tai hidastivat yömanöövereitä, hylättiin. Jäljelle jäi yhtenäinen Design System, jossa on 27 näyttöä neljän käyttötilan alla.
YKSINKERTAISTIMME ABSTRAKTEJA KÄSITTEITÄ KAIKILLE
Tämän sulautetun käyttöliittymän taustalla oleva rakenne perustuu ruudukkoon, joka synkronoi hybridialuksen monet rytmit. Propulsioanturit päivittyvät nopeasti, akut seuraavat hitaampia jaksoja ja generaattorit reagoivat muuttuvaan kuormaan. Ruudukko yhdistää nämä signaalit yhdeksi yhtenäiseksi rytmiksi sulautetulla näytöllä, jotta kapteenit kokevat järjestelmän yhtenä kokonaisuutena eivätkä irrallisina osina.
Kaikki tämä toimii jo määriteltyjen teknisten rajoitteiden puitteissa, kuten resoluution, päivitysnopeuden, kontrastin, kosketusalueiden ja typografian osalta. Nämä parametrit ohjaavat välistystä, kohdistusta sekä tiedon ja hälytysten visuaalista hierarkiaa. Tuloksena on sulautettu GUI, jonka avulla kapteenit voivat arvioida energiatilannetta ja propulsiovalmiutta lähes välittömästi, myös tärinässä, äkillisissä liikkeissä tai vaihtelevassa valaistuksessa. Abstraktit käsitteet, kuten hybridienergian virtaus, muuttuvat konkreettisiksi ilman, että taustalla olevaa monimutkaisuutta peitetään.
SELKEÄMPI PERUSTA MERELLISILLE PÄÄTÖKSILLE
Uudistettu sulautettu käyttöliittymä vaikuttaa mitattavasti siihen, miten kapteenit hallitsevat hybridialuksia todellisissa operaatioissa. 27 näyttöä neljään tilaan jaoteltuna mahdollistavat miehistöille siirtymisen navigoinnin, manööveroinnin ja kiinnittymisen välillä säilyttäen jatkuvan käsityksen energian saatavuudesta ja propulsiojärjestelmän vasteesta.
Vertailutesteissä kapteenit tunnistivat keskeiset energiatilat huomattavasti nopeammin kuin vanhalla käyttöliittymällä, ja tehtävät, jotka aiemmin vaativat useita siirtymiä, voidaan nyt vahvistaa yhdellä silmäyksellä. Tämä parannus syntyi merellisestä kenttätutkimuksesta, yhteistyöhön perustuvasta suunnittelusta ja kohdennetusta testauksesta, joissa huomioitiin sekä kognitiivinen kuormitus että emotionaalinen rasitus. Käyttöliittymästä tulee näin paitsi ohjauspinta myös vakaa tuki, joka auttaa tekemään varmoja päätöksiä epävarmoissa olosuhteissa.
UX/UI-SUUNNITTELU TEKEE JOHTAVAN TUOTTEEN
Lopullinen järjestelmä kokoaa kehittyneiden hybridialusten toiminnan yhdeksi sulautetuksi GUI-kokonaisuudeksi, joka skaalautuu pienemmistä aluksista kaupallisiin laivoihin. Propulsiotarve, generaattoriteho, akkuvarannot ja apukuormat esitetään yhtenäisen Design System -kokonaisuuden kautta, jota ovat muovanneet todellinen merikäytäntö ja reaaliaikaiset käyttöliittymärajoitteet.
Käyttöliittymä pysyy luotettavana, kun alus kiihdyttää, vaihtaa energialähteitä tai liikkuu heikon näkyvyyden olosuhteissa. Se tarjoaa Torqeedolle vakaan perustan tuleville laitteistomoduuleille ja uusille hybridijärjestelmäarkkitehtuureille sekä miehistöille järjestelmän, joka tuntuu rauhalliselta ja luotettavalta päivittäisessä käytössä.
Organisaatio sai käyttöönsä aineettomia resursseja: harkintakyvyn sen arvioimiseksi, mikä on olennaista hybridialusten hallinnassa, yhteisen tuoteintuition siitä, miten merellisten järjestelmien tulisi käyttäytyä paineen alla, sekä päättelykyvyn, jonka avulla tiimit voivat laajentaa käyttöliittymää uusiin aluskonfiguraatioihin. Järjestelmä säilyttää competitive position -asemansa tarjoamalla luotettavaa ja ennakoitavaa hallintaa vaativissa merellisissä olosuhteissa, kun taas kilpailijat, jotka painottavat ominaisuuksien määrää operatiivisen selkeyden sijaan, kamppailevat palvellakseen ammattikapteeneja todellisissa meritilanteissa, joissa vastuu on turvallisuuskriittistä.
Näin UX- ja UI-suunnittelu eivät ole vain teknologian päälle rakennettu kerros, vaan osa sitä, miten tuote ansaitsee paikkansa alansa johtavana ratkaisuna.