DE3631487C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, insbesondere Waage, mit einer Anzeige der Resultate von nacheinander erfolgenden Funktionsabläufen aus einer Vielzahl vom Gerät voneinander unabhängig durchführbarer Funktionsabläufe, welches mit einer zur Ausführung der Funktionen passenden Schaltungsanordnung ausgerüstet ist sowie mit Funktionswähltasten entsprechend dem vollen Funktionsumfang des Gerätes.

Die heute auf dem Markt angebotenen elektronischen Waagen sind üblicherweise mit einer Software ausgerüstet, welche sich für verschiedene Applikationen eignet. Solche Waagen sind mit einer Tastatur ausgerüstet, welche ein sogenanntes Voll-Menü anbietet, aus welchem die Bedienungsperson eine beliebige Auswahl an Funktionsabläufen nacheinander abrufen kann. Die Beschriftung der Wähltasten, der sogenannten Softkeys erfolgt dabei aufgrund eines fixen hierarchischen Menübaumes. Dabei ist eine große Funktionsvielfalt des Gerätes gewährleistet, wobei allerdings die Bedienungsperson mit den gestellten Problemen bestens vertraut sein muß, um die gewünschten Funktionen in der richtigen Abfolge abzurufen. Da mit derartigen Geräten sehr oft die gleichen oder ähnliche Applikationen durchgeführt werden, ist es darüber hinaus der Einfachheit der Bedienung abträglich, daß in diesem Fall die Bedienungsperson zu wiederholten Malen immer wieder für den Abruf der gewünschten Funktionen in der richtigen Abfolge Sorge tragen muß.

Um die Bedienungsperson der Mühe der Auswahl des für eine konkrete Applikation erforderlichen Funktionsablaufs aus dem vollen Funktionsumfang des Gerätes zu entheben, ist bei einem Gerät der eingangs genannten Art (DE-OS 29 22 875) für jede bestimmte Applikation ein auswechselbarer Programmspeicher vorgesehen, welcher gerade den für diese Applikation erforderlichen Funktionsumfang enthält. Mit dem Programmspeicher ist ein Beschriftungsfeld körperlich verbunden, das nach dem Einsetzen des Programmspeichers in das Gerät in der Nähe der Funktionswähltasten des Gerätes zu liegen kommt und dadurch die durch den betreffenden Programmspeicher festgelegten konkreten Funktionen der einzelnen Funktionswähltasten kenntlich macht. Hiermit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß der volle Funktionsumfang des Gerätes durch die Menge der auswechselbaren Programmspeicher bestimmt und daher geräteintern nicht vorhanden ist. Die Bedienungsperson muß deshalb für jede konkrete Applikation einen der externen Programmspeicher körperlich aufsuchen und handhaben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gerät der eingangs genannten Art unter geräteinterner Beibehaltung des vollen Funktionsumfangs für wiederkehrende Applikationen die Auswahl der hierfür erforderlichen Funktionsabläufe zu automatisieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaltungsanordnung des Gerätes eine Speichermatrix enthält, welche einen aufgrund früher erfolgter Operationen ermittelten Ablauf von Funktionen festhält und dem Benützer automatisch vorschlägt, indem jeweils nur eine dieser ermittelten Folge entsprechende Funktionswähltaste für den folgenden Schritt aktiviert bzw. angezeigt wird, und daß eine Steuertaste vorgesehen ist, um die automatisch vorgeschlagene Folge jederzeit zu unterbrechen und das Einschalten einer beliebigen Funktion des vollen Funktionsumfanges zu ermöglichen.

Bei der Erfindung lernt also das Gerät von dem Problem des Benutzers, indem es einer bestimmten Funktionswähltaste eine früher gewählte Abfolge von Funktionen zuweist, so daß der Benutzer durch die Betätigung dieser Funktionswähltaste diese frühere Abfolge der Funktionen aktivieren kann. Damit wird bei Beibehaltung seiner gesamten Funktionsvielfalt das Gerät automatisch an ein spezifisches Problem angepaßt, wodurch die Bedienung außerordentlich vereinfacht wird. Inbesondere wirken dabei die betreffenden Funktionswähltasten als sog. "Softkeys", deren Bedeutung nicht aufgrund eines festgelegten hierarchischen Menübaums, sondern durch eine früher gewählte Abfolge von Funktionen bestimmt ist.

Diese einfache Lernfähigkeit läßt sich vorteilhaft durch eine statistische Auswertung der Vergangenheit realisieren, indem von einer normierten Erfahrungsmatrix Gebrauch gemacht wird. Dabei muß nicht zwischen einem Lernmodus und einem Anwendungsmodus gewechselt werden. Die Erfahrung wird laufend mit jedem Arbeitsvorgang vergrößert. In der Erfahrungsmatrix steht, welche Funktion nach welcher Funktion abgerufen wurde und wie häufig dies geschah. Es ist allerdings vorteilhaft, in der Matrix gewisse Tests vorzunehmen, um zu verhindern, daß eine unmögliche Abfolge von Funktionen ausgeführt wird. Solche Plausibilitätstests können beispielsweise auch separat in einer Funktionsverknüpfungsmatrix in Form von heuristischen Regeln gespeichert werden.

Demzufolge ist die in der Schaltungsanordnung vorgesehene Matrix vorzugsweise eine Erfahrungsmatrix, welche den bei früheren Operationen meist benützten Funktionsablauf ermittelt und dem Benützer eine entspre­ chende Funktionsfolge automatisch vorschlägt. Um bereits eingeleitete Funktionen rückgängig zu machen, sind für sämtliche Funktionen auch deren inverse Funktionen vorhanden.

Vorzugsweise enthält die Schaltungsanordnung des Gerätes zusätzlich eine Plausibilitätsmatrix, welche vor der Ausführung einer Funktion überprüft, ob die Funktion ausgeführt werden kann.

Vorzugsweise ist zur Auslösung der jeweils nächstfolgenden Funktion in der ermittelten Funktionsfolge eine vorbestimmte Funktionswähltaste vorgesehen, welche jeweils eine vom Funktionsablauf bestimmte, variable Beschriftung erhält.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen noch näher erläutert. Als Beispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes wird nachstehend eine Standardwaage beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 den Aufbau einer Erfahrungsmatrix, in rein schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfin­ dungsgemäßen Grundkonzeptes;

Fig. 3 die für den Benutzer einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Standardwaage im Normalfall sichtbaren Bedienungselemente;

Fig. 4 die für den Benutzer sichtbaren Bedienungs­ elemente der Waage nachdem die besondere Steuertaste betätigt wurde (Voll-Menü), und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Plausibilitätsmatrix.

Beschrieben wird nachstehend eine sogenannte kundenspezifische Standardwaage, was im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet, daß sich die Waage automatisch an die spezielle Applikation des Bedieners mit all ihren Varianten kontinuierlich anpaßt. Durch die Freiheit der Kombinierbarkeit aller Funktionen kann eine große Zahl individueller Applika­ tionsvarianten mit der der Standardwaage eigenen Software abgedeckt werden. Dieser Vorgang sei nachstehend als "weighing by example" bezeichnet, womit gemeint ist, daß die Bedienung der Waage durch eine vorher erfolgte praktische Durchführung einer Applikation definiert wird. Dies wird erreicht, indem beispielsweise die Beschriftung von Softkeys, d.h. Funktionswähltasten, nicht aufgrund eines fixen hierarchischen Menübaumes geschieht, sondern daß die früher gewählte Abfolge der Funktionen in einem Ablauf die Beschriftung der Softkeys bestimmt.

Wie bereits erwähnt, wird dies dadurch erreicht, daß das Gerät vom Problem des Benutzers lernt.

Eine solche einfache Lernfähigkeit wird in der Praxis durch eine statistische Auswertung der Vergan­ genheit realisiert, d.h. unter Benutzung einer normierten Erfahrungsmatrix. Das Schema einer solchen Erfahrungs­ matrix ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt.

Es ist klar, daß dabei nicht zwischen einem Lernmodus und einem Anwendungsmodus gewechselt werden muß. Die Erfahrung wird laufend mit jedem Arbeitsgang vergrößert. In der Erfahrungsmatrix steht, welche Funktion nach welcher Funktion aufgerufen wurde und wie häufig dies geschah.

Es wird weiter unten noch näher auf die Möglich­ keit von sogenannten Plausibilitätstests eingetreten, welche dem Benützer gegebenenfalls anzeigen, daß die automatisch vorgeschlagene Funktionsfolge nicht möglich ist. Solche Tests können auch automatisch erfolgen, wobei der Benutzer beispielsweise eine Mitteilung erhält, wenn eine Funktion nicht ausgeführt werden darf.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt das der Erfindung entsprechende Software-Konzept in rein schematischer Darstellung. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Problemdialog eine Teilmenge des Voll-Dialoges ist, die dem Benutzer die Funktionen offeriert, die er in einer vergangenen Situation bereits einmal verwen­ det hat. Er hat jedoch jederzeit die Möglichkeit, aus dem Voll-Dialog eine neue, ungewohnte Funktion aufzurufen, was über eine spezielle Steuertaste, z.B. die "Select" -Taste erfolgen kann. Ebenso kann der Benutzer selbstver­ ständlich jederzeit neue Zahlenwerte eingeben.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt, wie in der Praxis die für den Benutzer sichtbaren Bedienungselemente aussehen können. Neben dem Anzeigefeld einer erfolgten Wägung ist rechts ein Tastenfeld zum Eingeben von Zahlen­ werten für die nachfolgende Funktion sichtbar, ferner eine bestimmte Funktionswähltaste T, welche je nach Funktionsablauf variabel beschriftet wird, eine "Select"- Taste, um die automatisch vorgeschlagene Folge zu unterbre­ chen und eine beliebige Funktion des vollen Funktions­ menues einzuschalten, eine weitere Taste, um einen ausge­ lösten Vorgang rückgängig zu machen, sowie eine bei einer Standardwaage übliche Tarataste.

Falls nun ein Benutzer einen bestimmten, vom Gerät gelernten Funktionsablauf immer wieder durchführen muß, braucht er jeweils nur die Taste T zu drücken, sofern der Funktionsablauf nicht geändert werden soll (gegenüber dem gelernten, d.h. vorangehenden Funktions­ ablauf).

Sollte ein solcher Ablauf nicht gewünscht sein, bzw. der Benutzer die gewünschte Funktion nicht finden, kann er durch Drücken der "Select"-Taste das Voll-Menü erhalten und daraus die gewünschte Funktion auswählen. Dieses Voll-Menü ist im herkömmlichen Stil ein hierar­ chischer Entscheidungsbaum.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt die sich dem Benützer nach Drücken der "Select"-Taste anbietenden Bedienungsele­ mente.

Auch hier könnten die Anzeigen der obersten Zeile mit jenen der unteren (dritten) Zeile überlagert werden, weil sie nicht gleichzeitig gebraucht werden.

Der Einsatz einer vorstehend geschilderten, adaptiven Tastensequenz ist universell für beliebige, Menü-basierte Instrumente denkbar. Er eignet sich insbeson­ dere für Meßinstrumente, wobei jedoch auch andere Geräte erfindungsgemäß ausgerüstet werden können, mit welchen eine bestimmte Funktionsfolge durchzuführen ist.

Damit in jeder Situation irgendeine Taste, d.h. irgendeine Funktion aufgerufen werden kann, müssen selbstverständlich sämtliche Funktionen völlig unabhängig voneinander sein. Wenn dies der Fall ist, ist es auch einfach, neue Funktionen dazuzufügen. Die jeweilige Umkehr-Funktion ermöglicht dem Benutzer, in jeder Situation einen Schritt rückgängig zu machen. Damit ist, wie bereits weiter oben erwähnt, eine große Flexibilität für individuelle Konfigurierbarkeit gegeben.

Es ist z.B. denkbar, daß in einem Industriebetrieb eine spezifische Applikation durch eine besonders ausge­ bildete Person (Einrichter, Vorarbeiter) einmal auf dem Gerät durchgeführt wird, worauf das Gerät für die Routine auch von einer nicht besonders geschulten Person optimal bedienbar ist.

Die Anzeige der jeweiligen Resultate kann auf einem LCD-Display erfolgen, wie solche bei derartigen Geräten üblich sind.

Da sämtliche Funktionen, beispielsweise die Wägeprimitiven, völlig unabhängig voneinander sind, kann durch Betätigen der entsprechenden Taste das Rück­ gängigmachen einer Funktion durch die inverse Funktion realisiert werden. Dies bedeutet, daß für sämtliche Funktionen auch deren inverse Funktionen vorhanden sein sollen. Falls dies der Fall ist, ist es sehr einfach, über die genannte Taste eine fälschlicherweise ausgelöste Funktion rückgängig zu machen. Ein solches Rückgängig­ machen ist allerdings bei einstufigem Gedächtnis in der Regel nur einmal korrekt ausführbar.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt einen beispielsweisen, schematischen Aufbau einer Plausibilitätsmatrix. Bevor eine Funktion ausgeführt wird, wird zuerst in dieser Plausibilitätsmatrix geschaut, unter welchen Bedingungen diese Funktion ausgeführt werden darf. Falls die Be­ dingungen nicht erfüllt sind, wird eine entsprechende Mitteilung erfolgen. Aus der dargestellten Matrix ist ersichtlich, daß die Funktion B nach der Funktion C nicht möglich ist. Ebenso kann die Funktion C nach der Funktion B nur erfolgen, wenn die Eingabe zwischen 0 und 200 liegt.

Eine erfindungsgemäß ausgerüstete Waage merkt sich die Funktionen, die aufeinanderfolgten, während denen das Wägeresultat stabil blieb. Werden nun "oft" dieselben Funktionen (z.B. Umrechnen in Gramm, Ausdrucken des Resultates und Setze-0) hintereinander gebraucht, ist es für den Benutzer sinnvoll, wenn die Waage vor­ schlägt, die drei Tastenkombinationen zu einem Macro zusammenzufassen. Der Benutzer muß zu diesem Zweck nicht in einen Macro-Lernmodus gehen. Der Benutzer muß den drei Tasten lediglich einen Namen (evtl. eine Zahl, falls keine alphanumerische Eingabe möglich ist) zuordnen. Die Beschriftung der neuen Funktion (Sequenz von vorhandenen Funktionen) enthält den Namen oder die Zahl (vom Benutzer definiert) und eventuell die Funktionsnamen, aus denen der Macro besteht. Dies verein­ facht die Bedienung selbstverständlich noch weiter.

Es stellt sich auch die Frage, was passiert, wenn sehr oft die selbe Funktion in ganz verschiedenen Zusammenhängen benutzt wird. Als Beispiel diene eine Umrechnungsfunktion, die in den verschiedensten Anwen­ dungen (Rezeptur, Statistikkontrolle, Stückzählung) vorkommt. Wurde nach dieser Umrechnungsfunktion immer wieder eine andere Funktion gebraucht, werden dementspre­ chend viele Auswahlmöglichkeiten auf den Funktionstasten angeboten. Dies ist selbstverständlich nicht erwünscht und genau das Gegenteil einer Eintastenbedienung. Diesem Problem kann dadurch begegnet werden, daß für die diversen Applikationsbereiche auch verschiedene Umrech­ nungsfunktionen kreiert werden. Dies wiederum bedingt, daß im Voll-Dialog auf der obersten Menüstufe die verschiedenen Applikationsbereiche implementiert werden müssen. Dies ist ohnehin eine sinnvolle Aufteilung und somit auch keine Einschränkung.

In einigen Fällen wäre es wünschbar, wenn der Benutzer wüßte, welche Funktion vorher ausgeführt wurde. Es könnten dadurch einige unnötige Auswahlmöglich­ keiten verschwinden (siehe vorstehend). Man müßte lediglich eine Liste erstellen und nachführen, in der die Dreierkombinationen eingetragen werden. Mit dieser Zusatzinformation auch in der Plausibilitätsmatrix können Bedingungen realisiert werden wie:

Wenn vorher Funktion A gebraucht wurde, dann muß die Zahleneingabe in einem anderen Bereich liegen als wenn vorher Funktion B gebraucht wurde.

Falls mehrere Personen am selben Gerät arbeiten, oder damit verschiedene Applikationen durchgeführt werden, ist es am einfachsten, wenn man für jede Person eine eigene Erfahrungsmatrix benutzt. Der Benutzer muß sich nach dem Einschalten des Geräts identifizieren.

Es soll auch verhindert werden, daß das Gerät "falsche" Tastenfolgen lernt. Unter "falsch" sind dabei neue, ungewollte Tastenabfolgen zu verstehen. Neue Tastenfolgen können vom Gerät nur gelernt werden, wenn man mit der "Select"-Taste aus dem Voll-Dialog neue Funktionen auswählt. Die "Select"-Taste kann jedoch sehr einfach desaktiviert werden, so daß z.B. nur speziell bezeichnete Personen neue Tastenabfolgen einführen können. Im übrigen kann mit der UNDO-Taste eine Fehlmanipu­ lation rückgängig gemacht werden.

In der beschriebenen Erfahrungsmatrix steht, wievielmal eine Funktion nach einer anderen Funktion gebraucht wurde (alle Arbeitsgänge werden mitgezählt). Das Gerät kann also aufgrund von bestimmten Bedingungen Tasten, die selten gebraucht wurden, löschen. Selten kann z.B. 100 mal weniger als eine andere Funktion bedeuten. Beispielsweise kann diejenige Taste, die am häufigsten gebraucht wurde, an die am meisten links liegende Position gebracht werden. Falls nun zwei Funk­ tionen etwa gleich häufig verwendet wurden (nach einer bestimmten), wechseln die Positionen der Funktionstasten ständig. Dies kann für den Benutzer sehr verwirrend sein. Eine Art Hysterese bezüglich der Tastenposition könnte dem Abhilfe schaffen.

Eine realistische Anzahl verschiedener Wägepri­ mitiven ist etwa 30. Nimmt man diese Anzahl, ergibt dies einen ungefähren Speicherplatzbedarf von 2 KBytes ohne und 20 KBytes mit Plausibilitätsmatrix.

Die Geschwindigkeit ist vor allem davon abhängig, wie schnell die beiden Matrizen sortiert und getestet werden können. Sonst ist die Geschwindigkeit von denselben Parametern abhängig wie bei der bestehenden Software.

Es wäre denkbar, daß die Funktionstasten und die Auswahltasten des Voll-Dialoges am selben Ort sind. Die beiden Anzeigen werden ja nie gleichzeitig gebraucht.

Da das Gerät immer mehr lernt, muß es auch die Fähigkeit besitzen, die "unwichtigen" Informationen zu vergessen. Durch eine Normierung der Erfahrungsmatrix (ab einer gewissen Größe der Integerzahlen) werden Zahlen, die unter die Rundungsschwelle fallen, automatisch vergessen.

Durch die saubere Trennung zwischen reiner Erfahrung (Häufigkeit der Funktionsbenutzung) und der Plausibilitätsinformation kann man Wissen über die diversen Applikationen (Wägeprimitiven) in dieser Plausibi­ litätsmatrix von dem eigentlichen normalen Programm trennen. In der Plausibilitätsmatrix finden wir dann eine echte Applikationswissensbasis. Diese Form der Programmierung entspricht recht genau derjenigen, die bei Expertensystemen verwendet wird. In einer solchen Form wäre ein Applikationsexpertensystem in eine Waage integriert.

Mit der Erfahrung, die das Gerät während dem Arbeiten macht, kann es Vorschläge zur Vereinfachung der Arbeit machen. Nicht nur der Benutzer sammelt Erfah­ rungen, sondern auch das Gerät merkt, wie effizienter gearbeitet werden könnte und schlägt dies dem Benutzer vor.

Claims (6)

1. Gerät, insbesondere Waage, mit einer Anzeige der Resultate von nacheinander erfolgenden Funktionsabläufen aus einer Vielzahl vom Gerät voneinander unabhängig durchführbarer Funktionsabläufe, welches mit einer zur Ausführung der Funktionen passenden Schaltungsanordnung ausgerüstet ist sowie mit Funktionswähltasten entsprechend dem vollen Funktionsumfang des Gerätes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung des Gerätes eine Speichermatrix enthält, welche einen aufgrund früher erfolgter Operationen ermittelten Ablauf von Funktionen festhält und dem Benützer automatisch vorschlägt, indem jeweils nur eine dieser ermittelten Folge entsprechende Funktionswähltaste für den folgenden Schritt aktiviert bzw. angezeigt wird, und daß eine Steuertaste vorgesehen ist, um die automatisch vorgeschlagene Folge jederzeit zu unterbrechen und das Einschalten einer beliebigen Funktion des vollen Funktionsumfanges zu ermöglichen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermatrix eine Erfahrungsmatrix ist, welche den bei früheren Operationen meistbenützten Funktionsablauf ermittelt und dem Benützer eine entsprechende Funktionsfolge automatisch vorschlägt.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Funktionen auch deren Umkehr-Funktionen vorhanden sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zusätzlich eine Plausibilitätsmatrix enthält, welche vor der Ausführung einer Funktion überprüft, ob die Funktion ausgeführt werden kann.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der volle Funktionsumfang durch ein von der Software des Gerätes angebotenes Menü festgelegt ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auslösung der nächstfolgenden Funktion in der ermittelten Funktionsfolge eine vorbestimmte Funktionswähltaste vorgesehen ist, welche jeweils eine vom Funktionsablauf bestimmte, variable Beschriftung erhält.