In den letzten Jahren wurden große Anstrengungen unternommen, um die digitale Werkstatt durch die Funktionalität von Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) zu erweitern. Es wurde auch viel getan, um sie benutzerfreundlicher zu machen.
In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen, wie IoT, Anwendungen und benutzerzentriertes Design die Zukunft der HMIs heller denn je machen.
Was ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI)?
Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) sind Terminals, über die ein Arbeiter eine Verbindung zu industriellen Systemen herstellen kann. Meistens handelt es sich bei HMIs um Touchscreen-Displays, die an Maschinen montiert oder als eigenständige Terminals aufgestellt sind.
HMIs ermöglichen es, industrielle Prozesse über eine einzige Schnittstelle zu visualisieren, zu überwachen und zu steuern.
Warum HMIs im digitalen Zeitalter neu überdenken?
Zur Beantwortung der Frage "Warum sollte man HMIs überarbeiten?" ist es notwendig, einen kleinen Einblick in die Geschichte der Herstellung zu geben.
Im Kern geht es um eine trügerisch einfache Frage: Wofür wurden HMIs entwickelt?
HMIs wurden entwickelt, um komplexe industrielle Prozesse für die Bediener lesbar und nachvollziehbar zu machen.
HMIs waren dafür sehr gut geeignet, aber es gab einen Kompromiss. Die HMI-Bedienterminals selbst wurden extrem komplex.
Die Modellierung industrieller Prozesse ist schwierig - eine Kunst sogar. Die Gestaltung von Benutzeroberflächen ist nicht dasselbe wie die Modellierung von Industriesystemen. In einem Schreiben aus dem Jahr 2012 fasste ein Steuerungsingenieur mit Erfahrung in der Entwicklung von HMIs dieses Problem gut zusammen:
"Heute steuern Zehntausende von Bedienern auf der ganzen Welt milliardenschwere Prozesse, indem sie auf primitive Cartoons schauen, die zu einer Zeit entworfen wurden, als wir wirklich nicht wussten, was wir taten."
Vielleicht übertreibt er die Situation aus rhetorischen Gründen (und vielleicht trifft das auf die Prozessindustrie mehr zu als auf die diskrete Industrie), aber der Punkt bleibt. Die HMI-Terminals wurden nicht für die Benutzererfahrung optimiert.
Diese Situation ändert sich. Und zwar schnell. Hier sind die wichtigsten Faktoren.
- Untersuchungen zeigen, dass ein schlechtes HMI-Design direkt mit einem erhöhten Risiko korreliert ist. Die Gestaltung der Benutzeroberfläche ist entscheidend für den Schutz von Mitarbeitern und Anlagen.
- Das letzte Jahrzehnt hat eine Revolution der Benutzeroberflächen gebracht. Die Verwendung von Smartphones im täglichen Leben hat die Macht einfacher Schnittstellen demonstriert. Die Arbeitnehmer wünschen sich industrielle Systeme, die denselben Prinzipien folgen.
- Die digitale Revolution in der Fertigung hat neue Möglichkeiten zur Verbindung, Überwachung und Interaktion mit industriellen Prozessen eröffnet. Natürlich werden diese Fortschritte auch in die HMIs einfließen.
Wie sieht angesichts dieser Fortschritte die Zukunft der HMIs aus?
Die Zukunft der HMIs
Die Zukunft der HMIs geht in vier Richtungen:
- Intuitive Bedienfelder
- Maschinelle Anwendungen
- IIoT Konnektivität
- Mobile HMIs
Beide verstärken sich gegenseitig, also lassen Sie uns sie der Reihe nach betrachten.
Intuitives Bedienfeld
Wir alle verwenden in unserem täglichen Leben eine perfekt gestaltete HMI, ohne es zu merken: das Smartphone.
Denken Sie daran, wie Smartphones Informationen organisieren.
Sie sehen eine übersichtliche, gitterartige Anordnung von Symbolen. Der Zugriff auf die von Ihnen benötigten Informationen ist so einfach wie das Drücken des Touchscreens. Wenn Sie Informationen abrufen oder eine Aktion ausführen möchten, berühren Sie einfach eine Anwendung.
Bestellen Sie Essen, bezahlen Sie eine Rechnung, rufen Sie ein Taxi - was immer Sie brauchen, ist dort zu finden. Und es ist nie schwer zu finden.
Aber um die Fertigung auf den neuesten Stand zu bringen, geht es nicht nur darum, die HMIs von Maschinen nach dem Vorbild von Smartphones zu gestalten. Es geht darum, das Prinzip hinter dem Smartphone-Design zu modellieren.
Was HMIs wirklich brauchen, ist eine Möglichkeit, Anwendungen und Informationen zu modularisieren. Ein Bediener sollte den Bildschirm vor ihm sofort verstehen, wissen, welche Optionen er hat, und entsprechend handeln. Eine wirklich intuitive Steuerung ergibt sich aus der Organisation von Funktionen in diskrete, einfach zu bedienende Anwendungen.
On-Machine Applications
Dieser Punkt folgt natürlich aus dem letzten. Applications sind zunehmend ein zentraler Bestandteil der Fertigungsprozesse.
Es macht also Sinn, dass HMIs Anwendungen ausführen.
Für viele Hersteller müssen HMIs den Bedienern den Zugriff auf Informationen zur Maschinenleistung und -konfiguration ermöglichen. Auf modernen HMIs können die Bediener direkt an der Maschine auf die Anwendungen von Maschinenüberwachung zugreifen.
Mit Maschinenüberwachung haben die Bediener sofortigen Zugriff auf Informationen über die Maschinenleistung, den Zustand und ganzheitliche Messungen wie Gesamtanlageneffektivität (OEE) und OPE.
Aber die Anwendungen von Maschinen sind nicht auf Maschinenüberwachung beschränkt.
Moderne HMIs können auch Anwendungen für den Maschinenbetrieb enthalten. Ohne die Maschine zu verlassen, können Bediener und Techniker auf Arbeitsanweisungen für Maschineneinstellungen, Wartungs-SOPs, Umrüstung Informationen, Dokumente zur Fehlersuche und Berichtsformulare zugreifen.
Es gibt auch Anwendungen für die Werkzeugverwaltung (Sie sehen, wo sich die Werkzeuge befinden, wann sie eingesetzt werden und wie viel Zeit sie beansprucht haben) und übergeordnete Informationen zur Flottenleistung.
Mit modernen HMIs sind alle diese Anwendungen von einem einzigen Punkt aus zugänglich.
IIoT-Verbundene HMI
In den letzten 10 Jahren haben sich neue Methoden der Kommunikation in der Fabrik entwickelt.
Mit der Reifung der Cloud, intelligenten Geräten und offenen Kommunikationsprotokollen ist es einfacher denn je, Prozesse zu vernetzen.
Infolgedessen erwarten die Hersteller, dass HMIs mit einer größeren Vielfalt von Geräten verbunden werden können. Sie erwarten, dass sie von überall aus mit Geräten und Maschinen kommunizieren können, nicht nur vom Terminal aus.
In vielerlei Hinsicht sind IIoT verbundene HMIs eine natürliche Erweiterung eines intuitiven, anwendungsgesteuerten Modells.
Mobile HMI
Letztendlich umfasst die Zukunft der HMIs ein viel breiteres Spektrum an Schnittstellen, als es derzeit denkbar ist.
Heute übernehmen Tablets und Mobiltelefone bereits einen Großteil der Arbeit, die früher von On-Machine- und Standalone-Terminals erledigt wurde.
Ob sich diese Schnittstellen zu Uhren, Wearables oder anderen Arten von neuen Steuergeräten entwickeln werden, bleibt unklar.
Die Tendenz ist jedoch klar. Die Hersteller wollen ihren Betrieb von überall aus überwachen und steuern können.
Und die digitale Fertigungstechnologie ist in der Lage, dies Wirklichkeit werden zu lassen.
Schlussfolgerung: Eine enge Verbindung zwischen Menschen und Maschinen
Mensch-Maschine-Schnittstellen sind und bleiben ein wichtiger Bestandteil der Fertigung.
Ihr Funktionsumfang wird jedoch schnell erweitert.
Es gibt mehr Optionen denn je, um die Bedienung zu vereinfachen, die Kontrolle zu verbessern und Anwendungen auszuführen.
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