Modernisering av cluster-skjermer for krevende fartøysoperasjoner

Design av neste generasjons grensesnitt for marine motorer

Marin

Innebygde enheter

Cluster

KLIENTCOX Marine Ltd.
BELIGGENHETShoreham-by-Sea, Storbritannia
TEAMUX designer, UI designer, interaction designer, project manager, product owner, software architect

COX Marine bygger kraftige diesel påhengsmotorer som brukes på raske patruljefartøy, racerbåter og arbeidsbåter. Da motorene gikk over til heldigitale cluster-skjermer, trengte selskapet en partner som kunne designe en familie av grensesnitt som føles pålitelige under krevende forhold. Vår rolle var å fungere som et marint produktdesignbyrå med fokus på embedded-grensesnitt, ikke å dekorere skjermer.

Dette prosjektet er en del av vårt pågående arbeid med marine HMI og industrielt grensesnittdesign, der evidensbasert UX, multi-engine display-arkitektur og robuste driftsbegrensninger former grensesnitt for krevende maritime miljøer.

Sammen med engineering- og produktlederne satte vi opp et R&D-faseengasjement. Målet var enkelt å beskrive, men komplekst å realisere: å lage et layout-system som skalerer fra én til seks motorer, fungerer på tvers av flere styrepultskjermer og forblir lesbart når fartøyet beveger seg hardt. For COX var dette ikke bare en UX-øvelse. Cluster-skjermene skulle stå ved siden av etablert marineelektronikk fra merker som Garmin og Simrad, så resultatet måtte møte de samme forventningene.

Vi brukte Dynamic Systems Design, en metode som utvikler løsninger gjennom innebygd eksperimentering, løser spenninger mellom lokal optimalisering og systemkoherens, og følger implementeringen til organisasjoner blir selvstendige.

Fra starten av tilnærmet vi arbeidet som industrielt grensesnittdesign for krevende miljøer, snarere enn som et standard app-prosjekt.

VÅRE BIDRAG

Marine Field Research

Multi-Engine Architecture

Modular Layout System

Option Space Mapping

Scenario Validation

Interaksjonsdesign

UI Design - Day/Dusk/Night

Design System

STYREPLASSMILJØ OG MENNESKELIGE FAKTORER TIL SJØS

Design av marine skjermer for ekte fartøy starter ved styreposisjonen, ikke i et designverktøy. En planende båt i høy fart oppfører seg ikke som et stabilt laboratoriemiljø. I førti knop slår skroget hardt, vibrasjoner gjør finbetjening vanskelig, og operatøren står stødig med begge føtter. Hanskekledde hender treffer skjermen mindre presist, og sjøsprøyt eller regn treffer ofte glasset.

Synlighet er en annen begrensning. Skjermer må forbli lesbare i sterkt sollys, under kraftig skydekke og i nattforhold, inkludert militære night vision-moduser. Vi jobbet med sunlight readable LCD-skjermer og vurderte lysstyrke, kontrast og fargebruk, i stedet for å basere oss på antakelser fra kontorskjermer.

Data kommer inn via NMEA 2000 og relaterte motorprotokoller. Telemetri for hver motor inkluderer turtall, kjølevæsketemperatur, oljetrykk, drivstofforbruk og trim, med oppdateringsfrekvenser som varierer etter driftsforhold. Ved høy belastning endres både frekvensen og betydningen av disse verdiene. Grensesnittet må hjelpe operatører med å oppdage det som er viktig, uten å måtte skanne hvert enkelt tall.

Gjennom hele arbeidet brukte vi human factors-prinsipper som romslige touch-targets basert på Fitts’ lov, begrenset valgscomplexitet i tråd med Hick’s lov og et kontinuerlig fokus på situasjonsforståelse i grov sjø.

FELLES R&D MED ENGINEERING-TEAM

Prosjektet gikk parallelt med motor- og maskinvareutviklingen, slik at UX-utforskning og teknisk gjennomførbarhet ble vurdert sammen gjennom Sandbox Experiments. Vi jobbet med motor-telemetrispesialister, cluster display-ingeniører, programvareutviklere og produktledere i ett samlet team. Dette var ikke en lineær overlevering. Designarbeidet påvirket ingeniørbeslutninger, og tekniske begrensninger formet designet.

Vi rammet inn tilnærmingen vår som en multi-konfigurasjons display-arkitektur. I stedet for å love én ideell layout, ble vi enige med COX om at målet var et rammeverk som kunne håndtere ulike motortall, skjermtyper og kundeprofiler uten å måtte redesigne alt hver gang. Innenfor denne rammen søkte vi deretter den mest tydelige løsningen mulig.

Øktene våre var strukturerte. Tidlige workshops avklarte hva hver interessentgruppe trengte fra skjermene. Engineering ønsket forutsigbare layouter som samsvarer med maskinvarebegrensningene. Produktteamet ønsket en tydelig familieidentitet på tvers av modellene. Distributører var opptatt av enkel konfigurasjon. Operatører var mest opptatt av å ikke gå glipp av alarmer i krevende sjøforhold. Dette ga oss et felles kart over behovene før vi tegnet én eneste skjerm.

LAYOUT-ARKITEKTUR FOR ÉN TIL SEKS MOTORER

Å støtte fra én til seks motorer på det samme skjermsettet er en sentral utfordring i design av båtgrensesnitt. En layout som fungerer utmerket for én motor, kan raskt bli rotete når fem til kommer til. Vi startet med å definere den grunnleggende informasjonsenheten, engine tile, som inneholder nøkkeltelemetri for én motor.

For én motor kan hovedskjermen vise én stor tile med rike detaljer, omgitt av støttedata. For fire eller seks motorer gjentas det samme tile-konseptet i et rutenett, med forenklede sekundærverdier og alarmer samlet i en felles stripe. En egen detaljvisning gir dybde når operatøren trenger det. Dette skaper en konsistent mental modell gjennom tension-driven reasoning. Operatøren ser alltid etter de samme mønstrene på de samme stedene, uavhengig av konfigurasjon.

Vi sjekket hver layout mot reelle motorsignaler. For eksempel fokuserer én visning under høyhastighetskjøring på turtall, kjølevæsketemperatur og oljetrykk med tydelige alarmgrenser. Under havnemanøvrer eller lav hastighet får trim og girstatus større visuell betydning. Arkitekturen tillot disse fokusskiftene uten å bryte den overordnede strukturen.

MODULER PÅ TVERS AV FLERE STYREPULTSKJERMER

COX trengte at systemet fungerte på tvers av tre hovedfamilier av skjermer, fra en kompakt hjelpeskjerm til en stor primær styrepultskjerm med berøring og fysiske kontroller. I stedet for å designe faste sider definerte vi et sett med gjenbrukbare moduler. Disse inkluderte engine tiles, samlede drivstoffblokker, alarmbannere, statuslinjer og kontekstpaneler.

Hver modul hadde klare regler for innhold, minimumsstørrelse og atferd. På en liten skjerm komprimeres noen moduler eller veksler mellom oversikt og detalj. På større skjermer kombineres flere moduler til en mer omfattende visning. Fordi modulene deler proporsjoner og atferd, oppleves helheten som sammenhengende selv når installasjonene er ulike.

Denne modulære tilnærmingen skapte også forretningsverdi. Engineering kan legge til en ny motorvariant eller skjermstørrelse ved å gjenbruke de samme modulene i stedet for å bestille et helt nytt grensesnitt. Distributører kan konfigurere visninger for ulike kundesegmenter uten å bryte design systemet. For COX reduserte dette den langsiktige vedlikeholdsinnsatsen og gjorde fremtidig produktplanlegging mer fleksibel. Det er et eksempel på rugged UI design som respekterer både maskinvarebegrensninger og produktstrategi.

TESTING FOR REALISTISKE MARITIME SCENARIER

Grensesnittbeslutninger for marineelektronikk-UX må testes under forhold som ligner virkelig bruk. Sammen med COX bygde vi et simulatormiljø som spilte av representative motordata og fartøystilstander. Erfarne operatører og interne eksperter gikk gjennom nøkkelscenarier som oppstartssjekker, høy fart i grov sjø, feil under høy hastighet og retur til havn.

Ett scenario fokuserte på en flermotorfeil i høy hastighet. De tidlige layoutene gjorde det lett å se at noe var galt, men ikke hvilken motor som trengte oppmerksomhet først. Derfor endret vi hvordan engine tiles fremhever alarmtilstander og opprettet et fast område på skjermen der den mest kritiske feilen alltid oppsummeres. Et annet scenario viste at enkelte nattfarger forstyrret night vision-utstyr, så vi justerte fargepalett og kontrast.

Disse øktene ga ikke dramatiske historier, men de skapte en jevn strøm av konkrete forbedringer gjennom lateral exploration. Resultatet var et sett med layouter som vi hadde sett fungere under realistisk oppmerksomhetspress, ikke bare i rolige møterom.

DESIGN SYSTEM OG OVERLEVERING TIL UTVIKLING

Når layout-arkitekturen og modulene var stabile, gikk vi videre til å formalisere design systemet for engineering. Vi dokumenterte hver modul, dens interaksjonsatferd, tillatte dataintervaller og utseende i ulike modi som dag, skumring og natt. Systemet inkluderte komponentbiblioteker, layoutregler samt farge- og typografi-tokens som kunne mappes direkte til kode.

Overleveringen var ikke bare en enkel dokumentoverføring. Vi holdt felles økter med programvareutviklere og maskinvareingeniører for å gå gjennom strukturen og svare på detaljerte spørsmål under Implementation Partnership. Dette reduserte uklarheter og forhindret senere feiltolkning av designintensjonen. Resultatet var et system som faktisk kunne implementeres, ikke bare et pent, men uklart sett med visualer.

For COX passet dette godt med måten teamene deres jobber på. De beholdt en tydelig, felles referanse for fremtidig utvikling, og vår rolle som embedded system design-selskap var å etterlate et rammeverk som engineering kan videreutvikle med trygghet.

UI-DESIGN GIR FORRETNINGSVERDI FOR COX MARINE

Det umiddelbare resultatet av prosjektet var en helhetlig familie av cluster display-grensesnitt som skalerer på tvers av motortall og skjermtyper, samtidig som reelle maritime begrensninger respekteres. Operatører får tydeligere informasjon i kritiske øyeblikk, som ved feilhåndtering i høy hastighet eller under lange operasjoner i krevende forhold. Grensesnittet støtter bruk med hansker, kraftige bevegelser og krevende siktforhold uten å overbelaste brukeren med detaljer.

For produktledelse gir den modulære arkitekturen et stabilt grunnlag for fremtidige motormodeller og skjermoppdateringer. Nye varianter kan bruke de samme mønstrene i stedet for å starte fra bunnen av. Dette støtter raskere utvikling og mer forutsigbar atferd på tvers av hele sortimentet.

På markedsnivå posisjonerer arbeidet COX-motorer med instrumentering som kan måle seg med velkjente marine skjermer. Det viser at et spesialisert marine HMI-byrå og et industrielt UX-konsulentselskap kan tilføre verdi i en R og D-kontekst der ingeniørbegrensningene er stramme og innsatsen på vannet er høy.

Organisasjonen fikk immaterielle ressurser: dømmekraft om hva som er viktig ved kontroll av flermotorsfartøy under krevende forhold, en delt produktintuisjon om hvordan marine skjermer bør skaleres på tvers av konfigurasjoner og driftsmoduser, og en resonneringsevne som gjør det mulig for team å utvide skjermsystemer til nye motorvarianter uten å fragmentere interaksjonsmodellen. Systemet opprettholder sin competitive position ved å levere klar og pålitelig informasjon under kritiske maritime operasjoner, mens konkurrenter som prioriterer visuell tetthet fremfor operativ klarhet og modulær skalerbarhet, sliter med å betjene profesjonelle operatører i reelle sjøforhold med sikkerhetskritiske kontrolloppgaver.

RESULTATER

UX- og UI-design levert på 12 uker

Design for tre forskjellige kombiinstrumentdisplayer

Kompatibelt med både berøringsfølsomme og ikke-berøringsfølsomme skjermer

Klassens beste tidløse design

Fullt kompatibelt med alle typer bruksområder

Har du et prosjekt i tankene?