Industrial Usability Mobil Devices als Gesicht von Industrie 4.0

Autor / Redakteur: Andreas Beu* / Reinhard Kluger

Der Wandel in der Fabrik hat einen Namen: Industrie 4.0. Auch in diesem sich selbst organisierenden Umfeld muss der Mensch noch bedienen und beobachten. Nur anders.

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Smart Devices in der Produktion.
Smart Devices in der Produktion.
(Smart HMI)

Industrie 4.0 bedeutet nicht, dass intelligente Produktionskomponenten alles übernehmen. Die Interaktion mit den Systemen wird sich verändern, weil die Aufgaben der Bediener sich ändern. Im Schwerpunkt stehen nicht mehr die Produktionseinrichtung und Produktionsüberwachung an einer festen Maschine, für ein definiertes Produkt und an einem festen Ort. Die Aufgaben werden sich in Richtung Planung, Koordination und Kommunikation verschieben, oft für mehrere Produktionseinheiten gleichzeitig. Dabei werden die Bediener sich verstärkt innerhalb der Produktionseinrichtung bewegen müssen, um beispielsweise Konflikte zu lösen, Betriebsmittel aufzufüllen, Diagnosen durchzuführen, usw. Auftrags-, Produktions-, Qualitäts- und Energie-Dashboards werden ihren Arbeitsalltag bestimmen. Dort bekommen sie aggregierte Sichten auf ganze Produktionseinheiten, können aber bei Bedarf auf eine Linie, Zelle oder gar bis auf Sensor- oder Antriebsebene abtauchen.

Tablets laufen dem PC den Rang ab

Eine große Rolle werden hierbei die Smart Devices, wie Tablets und Smartphones spielen. Diese bieten sich für die ortsunabhängige und mobile Bedienung an. Speziell Tablets sind gerade dabei, dem altgedienten Personal Computer in vielen Bereichen den Rang abzulaufen und die Arbeitswelt neu zu prägen. Smart Devices haben außerdem eine Vielzahl von Eigenschaften, die sie für Industrie 4.0 interessant machen: Sie sind mobil, attraktiv, höchst kommunikativ, verfügen über eine Vielzahl interessanter Sensoren und basieren auf etablierten Technologien. Viele Unternehmen aus der Automatisierung, aber auch Maschinen- und Anlagenbauer arbeiten aktuell mit Hochdruck an der Integration der Smart Devices in deren Produkte und Prozesse. Smart Devices werden Schnittstellen zu Produktionskomponenten wie Steuerung, Werkzeuge, Werkstücke haben. Sie sind aber auch ein ideales und sehr mobiles Fenster in die Welt der digitalen Daten. Aber wie werden Smart Devices die HMI-Gestaltung verändern?

Flexible Produktion bedeutet flexible HMIs

Industrie 4.0 und die Smart Devices werden einige Paradigmenwechsel bei der HMI-Gestaltung einläuten. Beispielsweise müssen die Hersteller sich von dem Gedanken verabschieden, dass ein HMI für genau ein Zielsystem entwickelt wird, also für ein bestimmtes Bedienpanel mit definierter Bildschirmgröße und vorgegebenen Eingabegeräten. Zukünftig werden HMIs, bzw. Teile des HMIs, auf unterschiedlichen Systemen laufen, beispielsweise auf Tablets, Smartphones, PCs, mobil oder stationär. Die Geräte verfügen über unterschiedliche Displaygrößen und Auflösungen, sogar die Orientierung des Displays kann sich verändern (Landscape vs. Portrait). Die Hersteller werden auch zunehmend mit unterschiedlichen Betriebssystemen konfrontiert werden, von Windows über Android bis hin zu iOS. Folglich werden sogenannte Cross-Plattform-Systeme, also HMI-Systeme, die auf unterschiedlichen Plattformen laufen, und die sich an verschiedene Zielsysteme anpassen können, in den Fokus rücken (z.B. webbasierte Lösungen auf der Basis von HTML5).

Inhalte der HMIs werden aus Informationen „komponiert“

Aber auch die Inhalte der HMIs werden flexibler. Sie werden ad-hoc und dynamisch aus unterschiedlichen Quellen, also aus den Informationen der beteiligten Produktionskomponenten „komponiert“ werden. Diese Vorgehensweise ist im Internet bereits lange unter dem Namen „Mash-Up“ (= vermischen) bekannt und erprobt. Mash-Ups sind die nahtlose Kombination verschiedener Inhalte, wie beispielsweise die Vermischung eines Buchungsdienstes mit einem redaktionell aufbereiteten Reiseportal, einem Video-Kanal und einem Online-Kartendienst.

Für den mobilen Kontext gezielt gestalten

Eine wesentliche Eigenschaft der Smart Devices ist deren Mobilität. Dies bedeutet aber auch, dass HMIs zunehmend unter dem Gesichtspunkt der mobilen Bedienung gestaltet werden müssen. Das bedeutet aber nicht, dass das stationäre HMI „nur“ auf ein kleineres mobiles Display übertragen wird. Für die Gestaltung relevanter Apps ist die Analyse der Nutzergruppen und der Aufgaben, die mobil bearbeitet werden sollen, unabdingbar. Es muss genau geklärt werden, welche Funktionen und Informationen für dafür notwendig sind. Hier gilt das Prinzip „Weniger ist mehr“. Lieber sollten mehrere spezialisierte Apps als eine große komplexe App angelegt werden. Das HMI muss für den mobilen Einsatz möglichst einfach bedienbar sein. Man muss sich auf die essentiell notwendigen Funktionen und Informationen beschränken und auf das schrittweise Aufblättern von Informationen. Komplexe Aufgaben wie umfangreiche Texteingaben und Bearbeitungen sollten auf stationären Systemen laufen. Im Gegenzug kann man die zahlreichen technischen Möglichkeiten der mobilen Geräte für die Datenerfassung nutzen, wie Kamera, GPS, Gyro-Sensoren.

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Herausforderung, aber auch eine große Chance

Industrie 4.0 und Smart Devices werden die HMI-Gestaltung verändern. Sie werden die Wertschöpfung im Maschinen- und Anlagenbau weiter in Richtung Software-Entwicklung verschieben. Das stellt für die Hersteller eine Herausforderung, aber auch eine große Chance dar. Mit Spannung ist in diesem Zusammenhang der VDMA-Leitfaden zum Thema „Mobiles, Tablets, Apps & Co.“ zu erwarten, der im ersten Halbjahr veröffentlicht werden soll.

* Andreas Beu, Geschäftsführer, Smart HMI GmbH, Meerbusch

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