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人机界面快速建模
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人机界面展厅
工业触摸屏, 监视器, 液晶屏, 闪光器, 文本显示器, ...
消费者可以亲眼目睹并亲身体验的汽车工业创新往往出现在信息娱乐领域,其中的核心组成部 分便是显示系统。对此消费者可以直接体验新功能带来的便利性和创新性。然而在这些新功能实现之前往往有许多工作要做。从创意出现开始,问题便接踵而来,因为这些创意在实现之前还要面临在显示和操作方面的挑战。

首先,人们需要对这些创意进行详细的阐述,让决策者完全了解后做出决定。在初期阶段通过草图、PowerPoint幻灯片和Flash动画这些方式基本可以达到概念呈现的目的,当然通过这些方式还无法获取布线系统的相关数据。接下来,根据这些手工雏形来评估该创意能否真正得到用户的青睐,另外也要看目前的技术水平是否能够实现。这些步骤都只是实现创新的一部分工作而已,要想评估用户操作界面是否简单且易于操作,即可实现性,则更加困难。为了成功跨越这一障碍,便不得不开始一个耗时费力的建模过程。这些模型的制作往往由专业研发人员完成。在制定周密详尽的计划前,一个繁琐的讨论过程便开始了,首先是研发团队召开项目启动会议,紧接着便是无数的电话会议。该决策过程说明这样一个事实,即建模必须由研发人员来编程,这就是上面所提到的耗时费力的建模过程。

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由此得出结论:为了借助模型来测试新功能往往需要很多精通HMI编程和汽车布线系统的专家提供他们的专业知识并且投入相当多的时间和精力,这将是一条漫长且复杂的过程。

以下是对新解决方案的要求:

◆ 借助现有HMI的Look And Feel功能无需掌握不同研发领域专业知识也可以进行建模

◆ 通过现有功能的标准化接口便可简单地使用真实数据(真实的ECU或PC模拟)

任务拆分

可靠且实用的工具是任务得以顺利进行的关键。多功能工具虽然能够为多种任务领域提供支持,但这种支持效果并没有那些专门为之开发的工具明显。在HMI开发领域需要进行界面设计并且对动态行为进行定义。当人们决定实现任务拆分这一基本想法时还有些问题需要解决:“对操作者来说,什么才是最理想的工具?”尤其是专门为某一任务新开发的工具并不能满足开发人员需求的时候。此外,项目经费也是有限的,况且软件供应商和互联网上已经提供很多办法可供使用。为了实现宝马集团该项目的要求我们采取了两种工具:用于界面构建的Microsoft Expression Blend和用于HMI动态行为建模的Telelogic Rhapsody。

标准的使用

伴随着工具的选择又产生了新的问题,标准的使用能否带来一定的好处。除了显而易见的功用性外,即在可能的情况下将所使用的工具市场化,另一个决定性的优势也才会变得明显:用户的接受性。一种工具的成功与否主要是取决于,使用者是否能在特定的时间内借助所给的工具来完成任务,具体说就是:“我可以用到所学到的知识吗?或者这仅能使我成为某一任务的专家吗?”本文所介绍的解决方案便是考虑到了这一不可或略的问题,并且采用了以下两个标准:

◆ UML(统一建模语言):UML状态图可用于HMI系统动态行为的建模。

◆ XAML(可扩展应用程序标记语言):XAML使得用户界面中的声明性设计成为可能。对此目前还没有一个行业标准,而是微软专有技术,专门为本文所介绍的任务拆分目的而开发的。XUL(XML使用者界面标记语言)是一种可比较的界面描述语言,来自于开源社区。

UML的使用,特别是UML状态图的使用为此提供了许多优势:UML状态图是一个动态的基于条件的系统图形描述。相对于程序代码或脚本语言,这种描述方式对于该领域的使用者来说更容易理解和改编。编程员可以通过功能强大却简单的命令来获得支持,因为这些命令包含了复杂的功能。例如列表上的一个新的复杂菜单项通过一个命令即可进行改编。于是这种状态图更容易理解,同时他们也具有更长的使用周期。

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系统概览:GUI工具箱的使用在很多领域减轻了任务的繁重性。

界面构建

预制组件如工具箱或者是Lego原则的使用在很多方面减轻了任务的繁重性。在具体的项目中GUI工具箱使界面构建成为可能。可以将GUI元素拖放到一个界面上,然后进行设置。在此,可设置性很重要,因为它们从根本上决定了工具箱的灵活性。

参考提供这些元素的GUI库API,人们可以找到更多的属性,它们规定了元素的命令。我们这个情况也一样,因此我们把属性分成了两组:

◆ 静态属性
◆ 动态属性

静态属性在界面构建时是固定的且在运行过程中不可改变。人们可以采用他们在工作中所掌握的工具进行界面的构建。动态性能刚好相反,在运行过程中根据行为逻辑可以改变。对此,行为逻辑编程员可以使用已经提到过的命令,例如:LABEL_SETTEXT(“TitleLabel标题标签”,“Hauptmenu主菜单”)。

可执行性和“可体验性”

为了可以对创意进行评估,新构建的界面需要具有可体验性。在这种情况下可体验性即意味着可执行性。但是要想对体验进行清晰的描述,仅仅这些还是不够的。车辆上配置有相关操作元素的HMI构建,只要有就应该是可以操作的。用真实的数据来代替模拟数据更具意义。这些数据除了可以实现体验性,还可以让开发人员对建立的界面进行测试,通过真实的数据来经受住首次质量检验。

应用与经验

宝马的项目便采取了本文所介绍的解决方案。由此达到了两个目的:

◆ HMI环境的建立,用于检测地图数据(同样适用于国外)

◆ 用于检测用户相关的新功能

除了前面所介绍的解决办法外还需要适当的图形,这些图形对于对话的构建非常必要。对此每个单独的图形需要作为一个单独的文件,该要求已经在项目开始时便执行了。然后会建立一个专业概念形式的Storyboard,便可以开始真正的建模。首先,单独的对话可以用微软Expression Blend来构建。对此在不同的面板上界面元素通过拖放进行定位,接着进行设置。每个面板会构建一个Panel-State-Chart,它会控制该面板上所包含的界面元素。最后连接到MOST-Bus,实现MOST信号的接收和发送功能。最后还有一种系统可以使用,即通过目标系统的实时控制描述可以在PC平台上运行的系统。

结论

不需要编程就可以建立对话框的这个构思,经验证明是可实现的。一开始所设定的目标也是可以实现的,虽然工作流程的细化还有待优化,以减少时间的消耗。在第一次测试成功后,至今仍然有悬而未决的问题:“该理念以怎样的形式来支持普遍的流程链?”或者更具体的问题:“针对新目标系统的研发,可以向系统供应商提交怎样的说明规格?”这里可运行的对话框作为 “可执行技术规范说明书”,UML状态图的图形作为“可运行白盒规范”,两者结合起来一起使用——这种方法在未来还需要得到进一步验证。
  
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