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HMI-Design Usability in der Fabrik: HMI-Design macht den Unterschied

| Autor / Redakteur: Marcel Roske und Tatjana Luft* / Sariana Kunze

Design muss nicht nur schön sein. Es muss komplizierte Prozesse vereinfacht abbilden und somit intuitives und effizientes Arbeiten ermöglichen. Damit das gelingt, haben Cadera-Design und Korsch gemeinsam ein Oberflächendesign mit benutzerfreundlicher HMI-Gestaltung für die Tablettenpresse XT 600 entwickelt. Der einfache und intuitive Umgang mit HMI-Lösungen ist der neue Zukunftstrend.

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Die XT 600 von Korsch, eine Tablettenpresse zur Verarbeitung großer Chargen von Ein- und Zweischicht-Tabletten, soll durch ein bedienerfreundliches Design ein intuitives und effizientes Arbeiten gewährleisten.
Die XT 600 von Korsch, eine Tablettenpresse zur Verarbeitung großer Chargen von Ein- und Zweischicht-Tabletten, soll durch ein bedienerfreundliches Design ein intuitives und effizientes Arbeiten gewährleisten.
( Siemens)

Was mit der Ära der Smartphones und Tablets begann, hat sich auf die Maschinen-Steuerung übertragen: Durch den Einsatz moderner Multitouch-Displays und einem gezielten Usability Engineering soll die Bedienung von Maschinen für jeden Anwender möglichst einfach, intuitiv und effizient sein. Das Design macht den Unterschied. Ohne ein durchdachtes Bedien- und Navigations-Konzept kann auch das beste Design nicht wirken. Es transportiert und katalysiert das Bedienkonzept und ermöglicht dem einzelnen Anwender das optimierte Arbeiten an der Maschine. Je besser und plausibler beides ist, umso besser ist die Usability.

Das Bedien- und Navigations-Konzept muss exakt den jeweiligen Herausforderungen und Bedürfnissen der unterschiedlichen Anwender und Aufgaben entsprechen und sie in ihren Arbeitsabläufen unterstützen. Wichtig ist darüber hinaus eine konsistent gestaltete Oberfläche, die den Grundsätzen der Oberflächen-Gestaltung folgt. Der Anwender muss sich schnell und einfach zurechtfinden, was immer wieder kehrende Elemente, ein konsistenter Screen-Aufbau und eine leicht verständliche Navigation gewährleisten. Icons benötigen sprechende Metaphern und müssen schnell zu erlernen sein sowie natürlich auch kulturelle Aspekte berücksichtigen. Wichtig ist es, stets den gleichen Stil für Formen und Farben zu verwenden.

Um ein gelungenes HMI-Design, oder auch „User Interface Design“, zu verwirklichen, braucht es einen Partner, der die Disziplin beherrscht. Einen solchen Partner hat die Berliner Korsch AG, die seit 1918 Tablettenpressen für die Pharmaindustrie herstellt, in der Cadera-Design GmbH gefunden. Das Würzburger Designbüro ist ein Spezialist für Anwenderfreundlichkeit und Ästhetik bei der Konzeption und Gestaltung von Produkten, User Interfaces, HMIs, Software und Icons.

Die Berliner finden für jede Anforderung eine maßgeschneiderte Lösung. Von Spezialpressen für F & E, Rundlaufpressen für den Scale-Up-Betrieb und die Produktion mittlerer Chargen bis zu Hochleistungspressen. Eine solche Lösung ist die XT 600, eine Hochleistungs-Doppelrundlaufpresse zur Verarbeitung großer Chargen von Ein- und Zweischicht-Tabletten bei maximaler Leistung und Produktivität. Mit der Presse können über 1Mio. Einschicht-Tabletten pro Stunde und bis zu 306.000 Zweischichttabletten pro Stunde produziert werden. Die Maschine beinhaltet eine patentierte, schwingungsisolierte Presszelle genauso wie eine neuartige Rotorwechsel-Technologie für eine flexible Hochleistungsproduktion. Die Presse zeichnet sich zudem durch ein neu entwickeltes Simotion Steuerungssystem von Siemens aus.

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Panel Monitor erkenntautomatisch Fehlberührung

Auch bei der Bedienung setzt der Maschinenbauer auf moderne Technologie. Für die Visualisierung entschied sich Korsch für die Kombination aus Industrie-PC und multitouch-fähigem Industriemonitor. Der Microbox PC Simatic IPC427D ist speziell für den Einsatz in der Industrie entwickelt: Er kann durch sein kompaktes Design auch in maschinennahen Applikationen eingesetzt werden und kommt ohne Lüfter aus, wodurch er wartungsfrei ist. Auf dem IPC läuft die Visualisierungssoftware Simatic WinCC V13 Runtime Advanced in der TIA Portal Umgebung. Diese Visualisierung wird über einen Simatic IFP1900 Industrial Flat Panel Monitor mit einer kratzfesten und entspiegelten Glasfront ausgegeben, der dank Projected Capacitive Touchtechnologie (PCT) mit bis zu fünf Fingern und Gesten bedient werden kann und so das Steuern der Maschine durch Wischen, Zoomen und Scrollen von Inhalten ermöglicht. Dabei erkennt der Monitor automatisch Fehlberührungen durch Handballen, Schmutz oder Wassertropfen und sorgt so für eine schnelle Bedienung, auch mit dünnen Arbeitshandschuhen.

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Die Gestaltung des touchbasierten User Interfaces hat Cadera-Design in enger Zusammenarbeit mit Siemens übernommen. Siemens sorgte dafür, dass das gesamte Design mit den Umsetzungsmöglichkeiten von WinCC abgestimmt war und erstellte auch neue Controls speziell für die Anforderungen dieser Anwendung. Die große Herausforderung stellte zuerst der hohe Anspruch an Usability und User Experience Design dar. Das hieß aber auch, bekannte Controls und Interaktionskonzepte, die der User von anderen Systemen oder bereits von seinem Smartphone oder Tablet her kennt, unbedingt zu berücksichtigen.

Es war von Anfang an der Anspruch, die Tätigkeiten und Hauptaufgaben der Bediener in der Oberfläche so intuitiv wie möglich abzubilden. Das Ergebnis war eine entsprechende Haupt- und Subnavigation, die je nach User-Level strukturiert wird. Die Menüführung ist an die eigentliche Tätigkeit/den Prozess angelehnt. Im Zentrum dabei steht die genaue chronologische Abfolge der immer wiederkehrenden Tätigkeiten des Produktionsprozesses.

Von Bedeutung war bei der Erstellung des Bedienkonzeptes, dass der Bediener nie den Kontext zum Produktions-Screen verliert. Er sollte immer mit einem einzigen Interaktionsschritt sofort auf den Home Screen zurückkommen, um alle wesentlichen Informationen zur aktuellen Produktion zu sehen. Diesem Ansatz konnte durch kontextabhängige Dialoge entsprochen werden. Sie überdecken nie den ganzen Bildschirm und sind mit einem semi-transparenten Hintergrund versehen.

User verliert nie Kontext zum Produktions-Screen

Damit verliert der Anwender nie den Kontext zum Produktions-Screen. Design wirkt nicht allein über Form und Funktionalität. Erst die entsprechende Farbgestaltung gibt den letzten Schliff. Cadera-Design hat die wichtigen Funktionsbereiche „Kopfzeile – Hauptmenü – Inhaltsbereich“ beispielsweise durch einen hohen farblichen Kontrast unterschieden. Der bewusste Einsatz von reduzierten, visuellen Effekten, leichten Verläufen und Transparenzen soll gewährleisten, dass Interaktions- und Steuerelemente deutlich von rein informativen Anzeige-Elementen unterscheidbar sind.

Später soll das Gestaltungskonzept auch auf andere Maschinen und Maschinentypen von Korsch übertragen werden. Für die Berliner ist das HMI-Design ein zukunftsorientiertes Unterscheidungsmerkmal gegenüber den Marktbegleitern.

Design ist mehr als reine Gestaltung. Die Usability wird Maßstäbe in der Industrie setzen: Eine Reduktion auf das Wesentliche, klare Gestaltungsparameter und ein schönes Design werden die Arbeitswelt der Zukunft prägen. Es muss nicht alles unnötig kompliziert sein.

* *Marcel Roske, Marketing Manager Simatic HMI, Siemens, und Tatjana Luft, Marketing Manager Simatic IPC, Siemens

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