Mensch-Maschine-Schnittstelle So lassen sich Maschinen einfach bedienen

Autor / Redakteur: Jörn Dauer* / Ute Drescher

Ausgereifte Ergonomie und ein intuitives Bedienkonzept – im Consumer-Bereich überzeugen diese Vorteile längst. Auch bei Maschinen und Anlagen im Produktionsumfeld machen sie den entscheidenden Unterschied.

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Visualisierungslösung mit einfachem Bedienkonzept: Im Einsatz in der Lenze-Messemaschine, die auf der HMI 2014 präsentiert wurde.
Visualisierungslösung mit einfachem Bedienkonzept: Im Einsatz in der Lenze-Messemaschine, die auf der HMI 2014 präsentiert wurde.
(Bild: Lenze)

Ein ausgereiftes Bedienkonzept zeichnet sich dadurch aus, dass sich Maschinen einfach und sicher nutzen lassen und dies auf intuitive, übersichtliche Weise – ein bisher kaum adressierter Mehrwert der Maschine. Um diesen Mehrwert zu generieren, bedarf es nicht nur einzelner Visualisierungskomponenten, sondern eines abgestimmten und leistungsfähigen Zusammenwirkens von innovativem Design, leistungsfähigem Engineering-Tool und einer anspruchsvollen Hardware. Lenze, Spezialist für Motion Centric Automation, stellt sich bei seiner neuen Prozessvisualisierung den Anforderungen moderner Bedienkonzepte, um das Bedienen der Funktionen von Maschinen und Anlagen ergonomisch und intuitiv zu gestalten und rundet damit sein Automatisierungssystem nach oben hin ab. Mit diesem Ausbau folgt man konsequent der Philosophie, den Maschinenbauer bei der Lösung seiner Aufgaben ganzheitlich zu unterstützen und Entwicklungszeiten zu reduzieren.

Die Anforderung bei jeder Prozessvisualisierung ist es, eine einfache Mensch-Maschine-Schnittstelle zu schaffen, die dem Anwender alle benötigten Funktionen zur Erledigung seiner Tätigkeit bereitstellt und es ihm auf diese Weise einfacher macht. Durch die Veränderung der Produktionssysteme werden Aufgaben aus den höheren Ebenen der Produktionsplanung nach unten auf die Maschinenebene verlagert: Der Maschinenbediener muss in der Zukunft wesentlich umfassendere Entscheidungen treffen und direkt mit der Maschine kommunizieren können. Mensch und Technik müssen sich gegenseitig verstehen. Dafür benötigt der Bediener ein gutes Werkzeug und Assistenzsysteme, die ihm die Arbeit erleichtern, ihn vor Fehlbedienung schützen und schon frühzeitig auf anstehende Tätigkeiten hinweisen.

Anforderungen an den Maschinenbauer

In Bezug auf die Prozessvisualisierung geistern aktuell Schlagworte wie Usability, HTML5, Multitouch, Apps & Co durch die Fachpresse. Doch was genau sind die Anforderungen, die sich für den Maschinenbauer in diesem Kontext ergeben – und welche Lösungsmöglichkeiten gibt es? Die zunehmende Komplexität bei gleichzeitiger Reduzierung der Entwicklungszeit von Maschinen ist das Spannungsfeld, in dem sich der Maschinenbauer von heute bewegt. Eine weitere Herausforderung ist die steigende Anforderung an die Produktion durch die zunehmende Individualisierung von Produkten. Hierdurch steigt die Anzahl der Einrichtzyklen und die Produktivität der Maschine sinkt. Um dem gerecht zu werden, müssen Maschinen möglichst einfach zu bedienen sein. Diesem Trend trägt Lenze mit seinem neuen Konzept zur Prozessvisualisierung Rechnung. Das Unternehmen unterstützt seine Kunden mit optimierten Nutzen von multitouchfähigen Bediengeräten, einer neuen Version der Visualisierungssoftware Visi-Win sowie individuellen und ausgereiften Bedienkonzepten. Durch ein auf den Anwendungsfall gesamtheitlich optimiertes Konzept wird die Maschinenbedienung einfach und intuitiv.

Von der Idee zum Visualisierungskonzept

Nach einem individuell erstellten Design für eine Maschinen- oder Anlagen-Visualisierung, wird dieses üblicherweise durch den UI-Designer in Form eines Styleguide dokumentiert. Der Styleguide beschreibt das Layout, die Bedienstruktur und das visuelle Design der Oberflächen durch entsprechende grafische Darstellungen.

Im nächsten Schritt geht es darum, das Design in eine reale Visualisierungsanwendung zu überführen. Tatsächlich kann sich die verwendete Visualisierungssoftware dabei als limitierender Faktor erweisen. Um das erstellte Design nicht zu verwässern, sollte die eingesetzte Visualisierungssoftware daher neben den eigentlichen grafischen Fähigkeiten wie z.B. Transparenz, Farbverläufen, 2D- und 3D-Darstellung oder Animationen bereits in der Grundarchitektur Konzepte zum Styling der Oberfläche bereitstellen.

Die Visualisierungssoftware Visi-Win verwendet dazu XAML als Format zur Beschreibung der Benutzeroberfläche. XAML ermöglicht die Trennung von Design und Logik. Das bedeutet, die konkrete Ausgestaltung der Oberfläche kann parallel zur Implementierung der Anwendungslogik erfolgen. Solche Visualisierungssoftware ist eine Investition in die Qualität, die sich immer wieder auszahlt und im Laufe der Zeit eine Menge Arbeit erspart. Durch eng aufeinander abgestimmte Tools, Technologien und Prozesse kann Lenze seinen Kunden aus der Automatisierungsbranche Komplettleistungen samt Design und Programmierung anbieten. Die Aufwände zur Realisierung von hochwertigen Maschinenvisualisierungen werden dadurch deutlich reduziert. Das spart natürlich Kosten.

Bedienkonzepte aus dem Baukasten

Das Paket umfasst die Visualisierungssoftware Visi-Win mit bereits vorgedachten Lösungen, die Dienstleistung für komplexe Visualisierung und Ergonomie bis hin zur modernen Hardware. Mit seinem Net-basierten Entwicklungswerkzeug ermöglicht Lenze dem Maschinenbauer die Erstellung der modernen WPF-UI-Technologien als auch Web-UI-Technologien für die Prozessvisualisierung. Im Baukasten enthalten sind bereits Gestensteuerungselemente wie z.B. Wischen, Rotieren und Zoomen. Viele andere praxisgerechte Systemfunktionen und Elemente für den Maschinenbau runden den Baukasten ab. Ob Einzelplatz, Client-/Server- oder Web Anwendung – Visi-Win bietet Treiber für alle namhaften Steuerungen am Markt und auch standardisierte Schnittstellen wie OPC UA und OPC DA. Verstärkt zum Einsatz kommende mobile Geräte können in die Bedienkonzepte integriert werden.

In Verbindung mit einem kompletten Automatisierungssystem von Lenze steht Maschinenbauern ein Offline-Browser für den Variablenimport zur Verfügung, die Kommunikation mit der Steuerung ist so im Nu erstellt. Die Kommunikation mit mehreren Steuerungen kann über unterschiedliche Layer abstrahiert werden. Auf diesem Wege lassen sich an einer zentralen Bedienstation mehrere Anlagenteile bedienen. Im Entwicklungstool erfolgt die Projektverwaltung, Gestaltung der Bildschirmmasken und Navigation.

Reichen dem Anwender alle vorgefertigten und mitgelieferten Systemfunktionen und Elemente nicht aus, spielt Lenzes neue Prozessvisualisierung ihre Offenheit voll aus: Durch eine Trennung von Logik und Design ist es ein Einfaches, weitere Spezialisten für die Erstellung firmenspezifischer Visualisierungen mit ins Boot zu holen. Mit den neuen v800 Einbaubedienterminals stellt Lenze auch die passende Hardware für die neue Art der Interaktion vor.

Moderne Intel Prozessoren der 4. Generation mit kapazitiven Glastouch-Bildschirmen und integrierten Solid-State-Disks erlauben ein einwandfreies Zusammenspiel mit der Maschinensteuerung oder auch der überlagerten Leitebene. Große Bildschirme ab 13,3“ aufwärts können in Verbindung mit Multi-Touch-Funktionen auch zur Zweihandbedienung benutzt werden, um eine Fehlbedienung durch eine Hand auszuschließen.

Den Anforderungen des Marktes gerecht werden und dabei die Entwicklungszeiten von Maschinen zu reduzieren, zählt zu den wichtigsten Herausforderungen von Maschinenbauern, um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Die neue Art der gestengesteuerten Bedienung macht Bedienern das Leben einfacher und stellt zugleich den Maschinenbauer vor neue Herausforderungen. Lenze als Anbieter von Motion Centric Automation setzt genau hier an und bietet Konzepte, durch deren Nutzung die Entwicklungszeiten beim OEM reduziert werden. Die neue Prozessvisualisierung ist ein weiterer Schritt von Lenze in diese Richtung. Vorgefertigte Elemente können vom Anwender parametriert und kombiniert werden. Darüber hinaus lassen sich spezifische Anforderungen zur Differenzierung der Maschine über programmierbare Elemente des Kunden ergänzen.

Lenze steht für komplette Lösungen und bietet von der Maschinensteuerung als das Gehirn der Maschine, über die Antriebe und Motoren für die Ausführung der Bewegung bis hin zur Prozessvisualisierung alles aus einer Hand, und unterstützt seine Kunden von der ersten Idee bis zum After-Sales. (ud)

* Jörn Dauer ist Produktmananger Controls bei der Lenze Automation GmbH,

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