ESG-Spektrum06-3.pdf, pages 1-16

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4 & 5 SPEKTRUM III/06 streng befolgt werden, ohne Ausnahmen zulassen zu müssen. Die Adaption der bereits erwähnten und von der ESG entwickelten Mission Mode Manager ist zwar wesentlicher Bestandteil des HMI-Managers. Der HMI-Manager besteht jedoch neben dem Mission Mode Management noch aus zwei weiteren wichtigen Bestandteilen (siehe Grafik rechte Seite). So ermittelt das Workloadmanagement den Belastungszustand des Fahrers und die äußere Situation. Eine entspannte Autobahnfahrt bei schönem Wetter ist beispielsweise einfacher zu bewältigen als eine Serpentinenfahrt bei Nacht im Regen. Je nach Belastungszustand und Situation passt das Workloadmanagement den Informationsfluss zum Fahrer an. In kritischen Situationen gilt dann: Wichtige, insbesonders sicherheitsrelevante Informationen werden durchgeleitet, weniger wichtige später übermittelt und unwichtige vorenthalten. Das Workloadmanagement ist damit vergleichbar mit einem Büroassistenten, der nur wichtige Telefonate durchstellt und Dokumente erst dann zur Verfügung stellt, wenn sie benötigt werden. Apropos Telefonate: Der Informationsfluss, der vom Workloadmanager gestaltet wird, schließt Telefonate unbedingt mit ein. Ein Anruf in der falschen Situation kann sehr störend sein. Der Workloadmanager informiert den Fahrer über den entgangenen Anruf, sobald die Situation dies erlaubt. Die Intelligente Automation stellt den Kern des HMI-Managers dar. Im Zentrum stehen Ansätze, die hinter den Begriffen human-centered Automation, kooperative Automation und kognitive Automation stecken. Human-centered Automation ist dabei die Beschreibung des übergeordneten Prinzips, dass (auch) mittels kooperativer und kognitiver Automation realisiert wird. Ziel der human- centered Automation ist, die Technik an die Verarbeitungsressourcen des Menschen anzupassen. Als Basis dienen Studien des menschlichen Leistungsvermögens. Ein prominentes Beispiel für die human-centered Automation aus der Luftfahrt ist das Cockpit-Konzept von Airbus. Es nennt sich „Dark Cockpit”-Konzept, was bedeutet, dass nur jene Informationen dauerhaft angezeigt werden, die für den normalen Flug notwendig sind. Tauchen weitere Anzeigen auf, wissen die Piloten, dass sie ihre Aufmerksamkeit auf diese Anzeigen lenken müssen. Hiermit ist auch das Problem des fehlenden Situationsbewusstseins (engl. Loss of Situation Awareness) angesprochen. Situationsbewusstsein bedeutet: Es sind alle Informationen vorhanden, die der Fahrer benötigt, um die objektiv dringlichste Aufgabe zu bewältigen; seine Aufmerksamkeit wird auf genau diese Informationen gelenkt. Das schließt die Bewertung ein, welche Aufgabe die objektiv dringlichste ist. Fehlt das Situationsbewusstsein, wird also die Aufmerksamkeit auf unwichtige Dinge gelenkt, kann dies fatale Folgen haben. Leider kann gerade in hochtechnisierten Umgebungen wie dem Flugzeug oder dem Automobil das Situationsbewusstsein verloren gehen. Die Bewertung, welche Aufgabe die dringlichste ist, basiert auf der kognitiven Automation (siehe unten). Das Workloadmanagement ist ebenfalls beteiligt, indem es in Abhängigkeit von der Fahrerbelastung unwichtige Informationen unterdrückt. Kooperative Automation lässt sich am besten mit einigen Nachteilen der konventionellen Automation erklären. Die konventionelle Automation übernimmt klar definierte Aufgaben um den Fahrer von Routineaufgaben zu entlasten. Meist handelt es sich um Aufgaben, die aus Sicht des Ingenieurs einfach zu automatisieren sind. Schreitet die Entwicklung der zunehmenden Automatisierung voran, wird der Fahrer in Normalsituationen unterfordert – mit der Folge, dass der Fahrer in außergewöhnlichen Situationen, in denen konventionelle Automationen nicht funktionieren, schlagartig hoffnungslos überfordert wird, weil ihm die notwendige Übung der grundlegenden Aufgaben fehlt. Kooperative Automation bedeutet, dass der Fahrer unterstützt, jedoch niemals vollständig verdrängt wird. Vielmehr bilden Fahrer und System ein Team. Kognitive Automation bedeutet, dass der Automation Fähigkeiten Kritische Verkehrssituationen wie eine Autofahrt bei Schneesturm fordern die volle Aufmerksamkeit des Fahrers. Das Workloadmanagement lässt jetzt nur Informationen durch, die unbedingt benötigt werden. Foto: Elenathewise
verliehen werden, die dem menschlichen Informationsverarbeitungs- und Problemlösungsprozess entsprechen. Daraus ergeben sich mehrere Eigenschaften beziehungsweise Vorteile der intelligenten Automation: Das Assistenzsystem kann ein sehr vollständiges Bild von der Gesamtsituation ermitteln. Und es ermittelt und interpretiert dabei ebenfalls die Ziele des Fahrers. Auf dieser Basis trifft das System seine Entscheidungen. Diese Entscheidungen sind für den Fahrer in jeder Situation nachvollziehbar, da sie so getroffen wurden, wie ein Mensch sie getroffen hätte. Diese Nachvollziehbarkeit gilt auch für die Kombination und Interaktionen verschiedener Assistenzsysteme. Und sie ist ein wesentlicher Faktor bei der Frage, ob ein Fahrer ein Assistenzsystem akzeptiert. All diese Bausteine und Funktionen sind derzeit in der Automobilindustrie nicht oder nur ansatzweise präsent. Die ESG verfügt aber aus zahlreichen Projekten für nicht-automobile Märkte über ein großes Wissen über diese Funktionen. Gleichzeitig kennt das Unternehmen das automobile technische und nichttechnische Umfeld sehr gut. Die ESG wird daher in Zukunft Assistenzfunktionen für das Automobil anbieten können, die dem Fahrer in immer höher aufgerüsteten Fahrzeugen und in immer komplexer werdenden Verkehrssituationen die Unterstützung zuteil lassen werden, die bisher nur Piloten zur Verfügung stand. ABS Nachtsicht Fahrer Für die Entwicklung des HMI-Managers sind zahlreiche Voraussetzungen zu erfüllen und Randbedingungen zu beachten. Dabei handelt es sich nicht nur um technologische Themen, sondern auch um die Themen Prozesse und Methoden sowie Werkzeuge. Einige wenige davon sollen hier kurz angesprochen werden. So müssen etwa parallel zum HMI- Manager weitere Fahrzeugmanagementfunktionen realisiert werden. Der Fahrer wird davon nichts bemerken, da sie im Hintergrund arbeiten. Hierzu zählt beispielsweise ein systemwei- Workloadmanager Fahrerassistenzsystem I ESG HMI-Manager Intelligente Automation Fahrerassistenzsystem II Fahrzeug ter Konfi gurationsmanager, der nach Vorgabe des HMI-Managers Änderungen an anderen Fahrzeugsystemen vornimmt. Die ESG verfügt bei der Entwicklung solcher Managementfunktionen über weitreichende Erfahrung. Die Vernetzung von Fahrzeugen mittels Funktechnik wird eines der großen Themen in der Automobilbranche in den nächsten Jahren sein. Als zentrale Instanz muss der HMI-Manager auch diese erweiterten Informationskanäle der so genannten Car2Car- Kommunikation koordinieren. Mission Mode Manager Umwelt (inkl. Telekommunikation) Workloadmanager, intelligente Automation und Mission Mode Manager sind die zentralen Bestandteile des Systems. Navigation Telefon Bordcomputer Hinderniserkennung ... ACC Verkehrsinfo LDW ASR ESP ESG HMI-Manager Akustische Signale Haptische Signale Kombiinstrument Alarmsignale Head-Up-Display (HUD) Weitere optische Anzeigen Infotainmentdisplay Der HMI-Manager bündelt alle Assistenzsyteme und gibt ihre Informationen über verschiedene Ausgabegeräte an den Fahrer weiter. Die Entwicklung zukünftiger automobiler Systeme wird auf Basis der offenen Systemarchitektur AUTOSAR erfolgen. Für die Entwicklung des HMI-Managers gilt dies ebenso. In diesem Zusammenhang sind auch die Bussysteme der Zukunft wie FlexRay zu nennen. Ein fahrzeugweit koordinierendes und kommunizierendes System wie der HMI-Manager stellt extreme Anforderungen an die Entwicklungsprozesse. Neben dem grafi schen, modellbasierten Funktionsentwicklungsprozess sind hier die Themenfelder Architektur- und Anforderungsmanagementprozesse sowie Sicherheit (Safety und Security) zu sehen. Besondere Bedeutung bei Managementsystemen kommt auch den Test- und Integrationsmethoden zu. Stichworte sind hier die virtuelle Integration in den frühen Entwicklungsphasen und risikoorientiertes Testen. Der Einsatz leistungsfähiger Werkzeugketten ist unabdingbare Voraussetzung für die Realisierung anspruchsvoller Software im Automobil. Die ESG besitzt herausragendes Fachwissen über alle Themen, die für die Entwicklung eines einzigartigen HMI-Managers notwendig sind. Dieses Wissen wird künftig zielgerichtet gebündelt, damit die ESG ihren Automobilkunden noch nie da gewesene Assistenzfunktionen wie den HMI- Manager anbieten können wird. nn
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