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Bedienen & Beobachten Nutzerorientierte Bedienkonzepte bringen Vorteile

Autor / Redakteur: Jochen Streib, Osama Dengler / Reinhard Kluger

Technische Geräte sollten intuitiv bedienbar sein. Neben Bedienkonzepten, die sich an den Anforderungen des Anwenders orientieren, setzt das leistungsfähige und flexible Bediengeräte voraus. Möglichkeiten für die Ferndiagnose – falls der Bediener vor Ort trotzdem einmal Unterstützung benötigen sollte – vervollständigen eine zeitgemäße Lösung.

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Flexibles Konzept fürs Bedienen und Beobachten. Hier verwirklicht bei einer Verpackungsmaschine.
Flexibles Konzept fürs Bedienen und Beobachten. Hier verwirklicht bei einer Verpackungsmaschine.
( Archiv: Vogel Business Media )

Seit einigen Jahren bestimmt die Bedienbarkeit maßgeblich den Erfolg eines Produktes. „Intuitive Bedienung“ bedeutet vor allem, dass Anwender Geräte ohne besondere Schulung bedienen können. Da sind ausgeklügelte Bedienkonzepte gefragt und eine Orientierung an der Funktion oder am Nutzer.

Um möglichst viele Anwender anzusprechen, bedarf es eines nutzerorientierten Bedienkonzepts. Im Unterschied zum funktionsorientierten Konzept stehen dabei die Belange des Nutzers im Vordergrund. Dazu werden neben den Funktionen des Geräts auch die Beziehung der Funktionen zueinander und die Frage, in welcher Reihenfolge und Kombination der Nutzer sie einsetzt, in Betracht gezogen. Übersichtlichkeit wird wiederum über eine Gliederung erreicht, die sich selbstredend am Verhalten des Nutzers orientiert.

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Die Vorteile nutzerorientierter Bedienkonzepte liegen klar auf der Hand: der Anwender findet sich und seine Anforderungen bei dieser Vorgehensweise deutlich schneller wieder. Im Gegensatz zum funktionsorientierten Konzept kann jedoch der Aufwand für die Erstellung nutzerorientierter Konzepte höher sein – abhängig von der Komplexität der Anwendung und der Tiefe der Umsetzung.

Für Hersteller von Serienmaschinen oder -anlagen lohnt sich ein solcher Mehraufwand in jedem Fall, schließlich handelt es sich um einmalige Aufwendungen. Unterstützung beim Umsetzen bieten heute auch etliche Dienstleister an, wie z. B. Universitätsinstitute und spezialisierte Ingenieurbüros. Die Konzeption entsteht auf Basis einer genauen Analyse der Maschine oder Anlage sowie der Bedienhandlungen.

Nutzerorientierte Bedienkonzepte

Doch auch für Sondermaschinen und ohne externe Dienstleister lässt sich mit geringem Mehraufwand jedes Bedienkonzept nutzergerechter gestalten. Lediglich einige Grundregeln sind zu beachten. Wichtigste und gleichzeitig effektivste Regel ist die Kategorisierung der verschiedenen Funktionen und Bedienhandlungen. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an die einzelnen Kategorien, werden diese unterschiedlich behandelt.

Durch die Kategorisierung ist der größte Schritt hin zum nutzerorientierten Ansatz bereits getan. Darüber hinaus spielt auch die farbliche Gestaltung eine wichtige Rolle. Es ist angeraten, sparsam mit Farben umzugehen und Signalfarben nur zur Markierung einzusetzen. Als Schriftarten eignen sich besonders serienlose Schriften. Für Bediengeräte mit Touchscreen ist beim Platzieren der Bedienelemente zu beachten, dass das Bedienpersonal die Anzeigen beim Bedienen nicht verdeckt. Weitere Hinweise zur Gestaltung von Bedienoberflächen enthält beispielsweise die Richtlinie VDI/VDE 3850.

Einen wesentlichen Beitrag zum guten Bedienkonzept leistet selbstverständlich auch das Bediengerät selbst. Basis für die Umsetzung der Bedienkonzepte ist dabei meist die Software, die mit dem Bediengerät geliefert wird. Die heute am Markt verfügbaren Softwarepakete sind mit wenigen Ausnahmen gut zum Erstellen nutzerorientierter Bedienoberflächen geeignet. Herstellern mit hauseigener Entwicklungsabteilung für Anwendersoftware stehen dafür sowieso alle Wege offen.

Hervorragend unterstützen lassen sich Bedienkonzepte durch Anpassen des Bediengeräts an die jeweilige Anwendung. Vor allem für regelmäßig oder oft benötigte Funktionen bieten sich eigens dafür vorgesehene Tasten mit passender Symbolik am Bediengerät an. Das erleichtert dem Bediener die Arbeit an der Maschine deutlich. Eine aussagekräftige und selbsterklärende Beschriftung oder Symbolik der Tasten trägt zu einer weiteren Verbesserung bei.

Notwendig für die Erstellung ansprechender, ergonomischer Bedienoberflächen sind Bedienterminals, die dem Elektrokonstrukteur ein Maximum an Gestaltungsmöglichkeiten und Flexibilität geben. Speziell für Hersteller von Sondermaschinen oder Kleinserien bringen die Bedienterminals PMIvisu von Pilz alle Funktionen zum Erstellen ergonomischer Bedienoberflächen mit. Standardmäßig mit Touchscreen ausgestattet, eignen sie sich durch die komfortabel bedienbare Visualisierungssoftware PMI-PRO sowohl für einfache als auch komplexe Anwendungen. Größtmögliche Flexibilität bringt die Erreichbarkeit sämtlicher Funktionen sowohl über Touchscreen als auch über Tastatur. Die Konfiguration erfolgt über die vom PC gewohnte „Systemsteuerung“, so dass der Benutzer kein gerätespezifisches Konfigurationstool beherrschen muss.

Im Trend: Web-basierte Bedienoberflächen

Serienmaschinenhersteller profitieren von skriptgesteuerter Parametrierung der Geräte. Auf diese Weise lässt sich eine große Zahl von Geräten komfortabel mit identischen Einstellungen versehen. Für Maschinen und Anlagenhersteller, die eigene Softwarepakete bevorzugen, bietet die Gerätefamilie PMIopen die ideale Plattform für verschiedenste Anwendungssoftware – von Soft-SPS bis Visualisierung. Mit dem mitgelieferten SDK (System Development Kit) können Programme für WIN32, MFC/ATL und .NET-Framework erstellt werden. Durch die weitgehende Kompatibilität zu den entsprechenden PC-Versionen ist es möglich, bestehende Applikationen auf den lüfterlosen und zuverlässigen Bedienterminals zu verwenden. Das ermöglicht durchgängige Bedienkonzepte vom kleinsten Terminal bis zu Highend-Anwendungen.

Die Rechenleistung der aktuellen Geräte-Generation ist ausreichend, um auch den steigenden Anforderungen an multimediale Bedienelemente gerecht zu werden. Beispiele für erfolgreich umgesetzte Anwendungen sind das Abspielen von Videos zur Unterstützung bei Wartungs- und Reparaturarbeiten sowie die Überwachung entfernter Orte mittels WebCam.

Dem Trend hin zu Web-basierten Bedienoberflächen trägt PMIopen durch seine umfangreichen Internetmöglichkeiten Rechnung: Der bereitgestellte Internet-Explorer unterstützt HTML, XML, Scripting und ActiveX. Die WebCam-Applikationen wurden beispielsweise unter Verwendung von ActiveX realisiert.

Fit für die multimediale Zukunft

Neben der Ergonomie der Bedienoberfläche sind auch einfache, schnelle Wartung und Diagnose für den Konstrukteur von zentraler Bedeutung. Es erleichtert ihm die Arbeit deutlich, wenn die Diagnose von einem entfernten Standort möglich ist. PMIopen bietet dafür umfangreiche Netzwerkmöglichkeiten: Zur Ferndiagnose und Unterstützung des Anwenders vor Ort können Display, Tastatur und Maus auf einen Service-PC an jeder Stelle im Netzwerk umgeleitet werden. Das ermöglicht es, die volle Kontrolle über das Terminal zu übernehmen, und es über das Netz fernzusteuern. Die dazu benötigte Software ist Open Source und somit für nahezu alle PC-Betriebssysteme verfügbar. Sie lässt sich ohne Installation auch direkt von einem USB-Stick starten.

Ist eine grafische Fernsteuerung nicht nötig oder steht keine ausreichend schnelle Netzwerk-Anbindung zur Verfügung, kann mit Telnet auf das Terminal zugegriffen werden. Telnet ist ein zeichenorientiertes Protokoll, mit dem auch über schmalbandige Modemverbindungen flüssig Diagnose und Fernadministration möglich sind. Der notwendige Client ist bei allen Betriebssystemen im Lieferumfang enthalten, so dass keine weitere Software erforderlich ist. Auf dem PMIopen stehen Kommandozeilen-Tools bereit, um z. B. Versionsstand und Status aller ausgeführten Programme abzufragen, laufende Prozesse zu beenden, Anwendungen zu starten oder das Terminal neu zu booten.

Zum Übertragen von Dateien dient der FTP-Server, den alle PMI bieten. Entsprechende Clients stehen für alle Betriebssysteme zur Verfügung. Unter Windows kann direkt vom Explorer auf das Dateisystem der Terminals zugegriffen werden. Diese Option wird in vielen Anlagen verwendet, um Logfiles, Alarmlisten oder Rezepturen zu archivieren. Falls die Möglichkeiten von FTP nicht ausreichen, lassen sich Bedienterminals PMI problemlos in Windows-Netzwerke integrieren, um z. B. Netzwerkfreigaben auf den Terminals zu verbinden und Dateien auf einem Archivierungs-Server abzulegen. Auch der umgekehrte Weg ist möglich: Verzeichnisse können auf dem Terminal freigegeben und am PC über die Windows Netzwerkumgebung verbunden werden. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, komplexe Konfigurations- und Archivierungsszenarien zu realisieren.

Eine weitere Besonderheit der Bediengeräte von Pilz ist die Möglichkeit, die Firmware via Netzwerk zu aktualisieren. Dazu klinkt sich der Servicetechniker an beliebiger Stelle ins Netzwerk ein und kann sich mit einem Mausklick einen Überblick über sämtliche PMI und deren Hard- und Softwarestände verschaffen. Einzelne Geräte oder die gesamte Anlage können auf beliebige Firmwarestände gebracht werden, ohne die Notwendigkeit das Gerät selbst anfassen zu müssen. Über VPN-Verbindungen ist dies sogar weltweit übers Internet möglich. Durch leistungsfähige Skripting-Möglichkeiten der Update-Software lassen sich außerdem kunden- und anlagenspezifische Einstellungen auf die Geräte übertragen. Für den Benutzer an der Anlage ist der gesamte Vorgang transparent – während das Update läuft, kann er problemlos weiterarbeiten.

Ferndiagnose hilft bei Inbetriebnahme

Bedienterminals PMIvisu und PMIopen setzen konsequent auf Ergonomie: Benutzer profitieren von ansprechenden Bedienkonzepten – egal ob diese mit PMI-PRO auf PMIvisu oder mit anderen Applikationen auf PMIopen realisiert werden. Konstrukteuren bietet die schnelle und bequeme Konfiguration Vorteile, insbesondere in der Serienproduktion. Inbetriebnahme und Support werden durch die umfangreichen Netzwerk- und Ferndiagnosemöglichkeiten unterstützt. Bediener profitieren von spezifischen Geräteausführungen mit zusätzlichen Tasten oder speziellem Design und durch eine klare und direkte Bedienerführung.

Vier Kategorien von Bedienhandlungen

Funktionen, die im Betrieb regelmäßig benötigt werden, sind direkt und ohne Umweg erreichbar.

-Funktionen, die im Betrieb oft vorkommen, sind direkt oder über einen Zwischenschritt erreichbar.

-Funktionen, die im Betrieb selten benötigt werden, können über mehrere, maximal aber drei Schritte, erreicht werden.

-Funktionen, die ausschließlich für Inbetriebnahme oder Wartung benötigt werden, sind in einem getrennten Teil untergebracht.

Für alle Kategorien gilt, dass die Menüführung an die chronologische Abfolge der Tätigkeiten angelehnt wird.

Jochen Streib, Produktmanagement, Dipl.-Ing.(FH) Osama Dengler, Teamleiter Entwicklung, beide Pilz GmbH & Co, Ostfildern.

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