3 Experten zu UX – Teil 2 Wenn gute UX für den richtigen Flow sorgt

Mit Industrie 4.0 steigt die Komplexität in der Automatisierung. Eine gute Usability ist dabei wichtiger denn je und ein wesentliches Merkmal von industriellen Maschinen und Systemen. Unternehmen werden experimentierfreudiger. Wir haben bei vier Experten nachgefragt, welche Trends sich durchsetzen werden und was ein Hype bleiben wird?

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Wieland Electric GmbH

Centigrade GmbH

Bosch Rexroth AG

Im Zuge von Industrie 4.0 nimmt die Komplexität in der Automatisierung weiter zu. Eine gute Industrial Usability bzw. ein gutes User Experience (UX) Design von Maschinen, Systemen und Software ist deshalb wichtiger denn je. Wir haben bei drei Experten nachgefragt, was zu einem klaren Wettbewerbsvorteil führt oder welche Rolle der Spaß bei der Maschinenbedienung einnimmt.

• Stefan Lehnert, Digital Sales & User Experience, Bosch Rexroth, weiß: „Usability heißt, experimentierfreudig zu sein und Schmerzpunkte der Nutzer aufzudecken.“

• Frank Woortmann, Leiter Produktmanagement Industrie, Wieland Electric, erklärt: „Die größte Hürde stellt in der Regel die Erstinbetriebnahme und die erste Produktion dar.“

• Thomas Immich, Mitgründer und Geschäftsführer, Centigrade, sagt: „Immer noch sind Übergaben zwischen Designern und Engineers holprig und lückenhaft, sodass gute Konzepte letztlich schlecht umgesetzt werden.“

elektrotechnik AUTOMATISIERUNG: Unternehmen werden beim Thema Usability experimentierfreudiger. Welche Erfahrungen haben Sie diesbezüglich gesammelt? Und: Kennen Sie Beispiele, wo das User Experience (UX) Design zu einem klaren Wettbewerbsvorteil geführt hat?

Stefan Lehnert: Bosch Rexroth nutzt UX-Methoden bereits seit 2012 – mit dem Ziel, mehr über Anwender zu erfahren und sie individueller ansprechen zu können. Ein Beispiel für angewandte User Experience ist unser Hydraulikaggregat Cytropac. Eine LED zeigt durchgängig den Status des Aggregats an, ohne dass der Bediener auf dem wahlweise fest eingebauten oder mobilen Bediengerät umschalten muss. Ein weiterer Bestandteil ist das IoT-Servicepaket, das sich die Anwender individuell konfigurieren können, um ihre Condition-Monitoring-Strategien umzusetzen. Usability heißt für uns auch, experimentierfreudig zu sein und durch praktische Erfahrungen die Schmerzpunkte der Nutzer aufzudecken. So fragen sich viele Anwender, ob sie ihre installierten Maschinen auch in einer zunehmend vernetzten Fertigung weiter nutzen können. Mit einem IoT-Gateway, einem Sensorpaket plus Intelligenz und offener Kommunikationsschnittstelle haben wir diese Herausforderung gelöst: Ohne SPS-Kenntnisse können Betriebselektriker innerhalb von vier Stunden installierte Maschinen nachträglich vernetzen – die Maschinensteuerung bleibt unangetastet.

Frank Woortmann: Wir merken, dass eine leichte Bedienbarkeit und Programmierung von Systemen an Bedeutung gewinnen – insbesondere bei Sicherheitssteuerungen. Wir setzen hier auf die graphische Programmierung mit Drag & Drop sowie die Darstellung von Sensoren, Funktionsbausteinen und Aktoren auf dem Editor. Gerade bei Sicherheitssystemen ändern sich die gesetzlichen Richtlinien ständig. Sicherheitskonzepte von Maschinen und Anlagen müssen deshalb stetig angepasst werden. Bei periodischen Validierungen und Verifizierungen sowie bei regelmäßigen Austausch- und Wartungsarbeiten ist eine gute Usability hilfreich, um den Aufwand für Personal und Schulungen im Rahmen zu halten und Stillstände zu vermeiden. Ein Hersteller für Mischanlagen hat sich beispielsweise für unsere Sicherheitssteuerung Samos Plan entschieden. So lässt sich mit der Simulation die Logik validieren. Der Anwender weiß, dass die jeweilige Sicherheitsfunktion der Spezifikation entspricht. Mit der E/A Matrix kann zudem grafisch überprüft werden, ob alle Sicherheits-Sensoren den richtigen Aktor abschalten.

4 Experten zu UX – Teil 1

Spielend leicht arbeiten: Was setzt sich durch?

Thomas Immich: Unter Experten ist unumstritten, dass eine gute UX zu großen Wettbewerbsvorteilen führt. Diese lassen sich aber nur aktivieren, wenn wir UX und Geschäftserfolg konsequent zusammen denken. Wir fragen daher im Gespräch mit unseren Kunden bei jedem Projektstart nach harten Kriterien und KPIs. Wenn wir darauf hinarbeiten, dass Nutzer sich besser in einer Software zurechtfinden, wird sich das messbar in weniger Supportanrufen oder kürzeren Stillstandzeiten niederschlagen. So entstehen klare Wettbewerbsvorteile für die uns beauftragenden Unternehmen. Wichtig auch: UX ist nicht gleich UX Design. Das mag trivial erscheinen, führt in der Praxis aber oft zu Verwechslungen. Nur weil ein UX Designer ein gutes Konzept entwirft, heißt das leider noch nicht, dass die Nutzer im Feld nach der Implementierung auch eine tolle Erfahrung mit dem Produkt haben werden. Leider sind immer noch die Übergaben zwischen Designern und Engineers holprig und lückenhaft, sodass gute Konzepte letztlich schlecht umgesetzt werden. Fehlt dann – wie so oft – noch die kontinuierliche Qualitätssicherung und -Verbesserung auf Basis von Nutzungsdaten, hält das Produkt kaum, was das UX Design vormals versprochen hatte.

Oft wird UX auch im Zusammenhang mit dem Fachkräftemangel genannt. Sollte dies für Unternehmen ein Hauptargument sein, um die Usability ihrer Maschinen und Systeme zu optimieren?

Stefan Lehnert: UX erweitert vor allem die Möglichkeiten der Mitarbeiter. So unterstützen digitale Assistenzsysteme wie unser Active-Assist den Mitarbeiter bei der variantenreichen Montage. Entnahmefächer werden angeleuchtet, Montageschritte auf den Arbeitstisch projiziert und bei Fehlern gibt das System sofort Hilfestellungen zur Korrektur. Mitarbeiter können durch Assistenzsysteme sehr viel komplexere Aufgaben übernehmen und beispielsweise individuell konfigurierte Module montieren.

Frank Woortmann: Auf jeden Fall! Je einfacher die Programmierung und Projektierung abläuft, desto besser. Zum einen reduziert sich dadurch der Schulungsbedarf. Zum anderen lassen sich Projekte einfacher outsourcen oder durch Dritte fortsetzen, wenn die Strukturen klar und verständlich gestaltet sind. Darüber hinaus unterstützen Diagnosetools wie LEDs oder SD-Karten auch eine effiziente Fehlersuche, bei der nicht unbedingt eine große Produktkenntnis erforderlich ist. Durch eine ‚Ready to Use'-Funktions-Bibliothek lass sich beispielsweise komplexe Sicherheitsfunktionen einfach nutzen. Man parametriert diese nur noch, anstatt selber komplexe Logik zu programmieren. TÜV-geprüfte Logikbausteine reduzieren die Fehlerträchtigkeit enorm.

Thomas Immich: Definitiv kann gute UX Berge versetzen und dem Fachkräftemangel entgegenwirken, indem sie komplexe Sachverhalte schneller begreifbar macht und somit die Abhängigkeit von gut geschultem Personal reduziert. Genau dort liegt tatsächlich einer der großen Geschäftsmehrwerte in der Verbindung von UX Design und UX Engineering. Für uns ist es immer wieder interessant zu beobachten, wie komplex ein Workflow am Anfang eines UX Projektes wirkt und wie trivial und aufgeräumt der gleiche Workflow sich am Ende des Projektes darstellt. Letztlich müssen Mitarbeiter, die intuitiv die richtige Aktion ausführen, weniger intensiv ausgebildet werden. Gleichzeitig beobachten wir, dass durch Trends wie M2M und Künstlicher Intelligenz (KI) viele Prozesse automatisierter laufen als früher. In manchen Bereichen fällt dann der Bedarf an klassischen Fachkräften unter Umständen auch völlig weg. Gleichzeitig entstehen aber auch neue oder abgewandelte Berufsfelder – Linienführer beispielsweise werden in Zukunft immer mehr zu ‚Fluglotse', die ein ganz anderes Aufmerksamkeits- und Verantwortungsniveau an den Tag legen müssen als früher, denn am Ende werden keine Maschinen für kritische Störungen zur Rechenschaft gezogen, sondern Menschen. Auch hier kann UX einen großen Beitrag leisten, damit Menschen dieser neuen Verantwortung gerecht werden können.

Beim Thema UX-Design gibt es immer wieder neue Trends. Dieses Jahr wurde z. B. für den Consumer-Bereich das erste Smartphone mit faltbarem Display vorgestellt. Welche Trends gibt es für die Industrie?

Stefan Lehnert: Jüngere Menschen sind im Umgang mit Technik durch Internet und Smartphone tendenziell stärker visuell geprägt als ältere Mitarbeiter. Wir wissen aus unseren UX-Analysen, dass der Anwender klar und einfach auf sein Anwendungsziel geführt werden will. Das ist ein großes Einsatzfeld, z. B. auch für KI, wie etwa Chatbots oder virtuellen Avataren. Wichtig ist, dass sich der Anwender wohlfühlt und KI als Hilfe akzeptiert. Dabei spielt Spaß und hier das Schlagwort Gamification zunehmend eine Rolle. Ganz praktisch geht es aktuell darum, aus der Fülle der vorhandenen Informationen die für ihn relevanten herauszufinden. Nach dem Motto ‚less is more' optimieren wir unser HMI-Layout und lernen dabei auch aus Anwendungen aus dem Consumerbereich, wie etwa den Plattformen für Gebrauchtwagen. Auf der Hardware-Seite gewinnt professionelles Produktdesign auch im B2B zunehmend an Bedeutung. Bei einer optischen Aufwertung, z.B. über das Gehäusedesign, muss allerdings eine einfache Zugänglichkeit gewährleistet bleiben.

Frank Woortmann: Werfen wir doch einen Blick auf die Zukunft industrieller Prozesse: Der Trend geht dahin, dass immer mehr Werte zu erfassen sind, und zwar mit möglichst wenigen Bauteilen. Auf diese Herausforderung gilt es zu reagieren. Hardwareseitig sehen wir die Edge-Controller als ‚Sensoren der Zukunft‘ vorne. Bei allen Trends und Hypes darf jedoch nicht vergessen werden, dass es beim UX-Design stets um eines geht: den Nutzer. Diesem wollen wir heute und in Zukunft die Arbeit mit modernen Editoroberflächen sowie mit dynamischen Layouts für unterschiedliche Endgeräte wie Desktop, Laptop, Tablet oder Smartphones erleichtern.

Industrial Usability 2019

Das Anwendererlebnis im Mittelpunkt

Thomas Immich: Leider erweisen sich die Prognosen der Marktanalysten oft als unzutreffend. Ich möchte daher lieber aus der Industrie-spezifischen Erfahrung schöpfen, die wir bei Centigrade in den letzten 15 Jahren gesammelt haben. Dort gab es einige Trends, die wir früh als ‚Hype-only' klassifiziert haben. Beispielsweise hatten wir nie den Eindruck, dass Google Glass in der damaligen Ausbaustufe eine breite Akzeptanz finden konnte, da zu viele offensichtliche – sagen wir – UX Verhinderer zusammenkamen: zu kurze Akkulaufzeiten, zu hohe Wärmeentwicklung, zu viele ungelöste Datenschutzprobleme etc. Deshalb haben wir dieses Produkt nicht tiefer analysiert. Bei AR und VR war das anders. Hier haben wir mehrere Evaluationen moderner Geräte durchgeführt, z. B. eine mit dem VDMA-Nachwuchspreis bedachte Forschungsarbeit zur Eingabe von Zahlenwerten in VR. Diese und weitere Untersuchungen haben teilweise überraschend gute Ergebnisse hinsichtlich der Usability geliefert. Aber dennoch bleibt der wirkliche AR/VR-Trend im B2B-Sektor noch aus. Man kann den Eindruck gewinnen, gerade deutsche Industrieunternehmen trauen sich nicht recht, den nächsten Schritt zu gehen. Neben überschätzten Themen und Trends gibt es aber auch diejenigen, deren Wirkkraft sich immer stärker entfaltet. So bedienen wir z. B. mehr und mehr Anfragen zum Thema Gamification oder unterstützen Unternehmen sogar im Bereich des Enterprise Gaming, dem zielgerichteten Einsatz von ernsthaften Spielen in Organisationen.

Künstliche Intelligenz, 3D-Touchscreen, Gestensteuerung, Sprachsteuerung und vieles mehr. Welche der Technologie-Trends setzen Sie selbst schon ein?

Stefan Lehnert: Eine Schlüsselrolle spielt hier der Digitale Zwilling von Systemen. So ist die virtuelle Inbetriebnahme von Steuerungen ein großer Schritt in Richtung optimierter UX. Ingenieure können ohne Gefahr für die Hardware Grenzbereiche der Anwendung ausloten und die realen Daten in die Simulationsalgorithmen zurückfließen lassen. KI hat auch hier ein großes Potenzial. Wir beobachten bereits erste Einsatzfälle. KI-Ansätze verbessern beispielsweise das Condition Monitoring und bilden die Grundlage für eine vorausschauende Wartung. Je mehr Daten solche Systeme verarbeiten, desto besser wird die Vorhersagegenauigkeit. Aber auch in autonomen Transportsystemen wie unserem Active-Shuttle für die Intralogistik kommt KI zum Einsatz. Sie erkennen eigenständig Hindernisse, finden selbstständig neue Wege und teilen diese Informationen mit anderen Fahrzeugen der Flotte. Bei den Interaktionsformen hat die Sprachsteuerung klare Grenzen durch den Geräuschpegel in der Fertigung. Praktikabler ist die Gestensteuerung, wie sie in der intelligenten Montagestation Active-Assist bereits zum Einsatz kommt.

Frank Woortmann: Bei der KI ist auf jeden Fall Potenzial vorhanden. KI ließe sich z. B. so einsetzen, dass Maschinen anwendungsabhängige Parameter selbst optimieren und justieren können. Denkbar wären hier unter anderem die optimale Drehzahl, Beschleunigung, Bremszeit oder auch Temperatur, um Zeit, Energie und Kosten zu sparen oder die Verfügbarkeit zu erhöhen. Die Sprachsteuerung wiederum ist in der Industrie denkbar, allerdings mit sehr eingeschränkten Möglichkeiten – aufgrund potenzieller Umgebungsstörungen. Eine Risikobeurteilung an einer digitalisierten Maschine (Digital Twin) ist aus unserer Sicht auch gut vorstellbar. Wir setzen momentan zwar noch keine dieser Technologien ein, arbeiten aber im IIoT-Bereich am Aufbau eines Partnernetzwerks, um Ausrüstern künftig die Möglichkeit zu geben, Vorhaben in den Bereichen Machine Learning und KI umzusetzen.

Thomas Immich: Grundsätzlich hat jede der genannten Technologien das Potenzial, sich in der Industrie zu etablieren – aber meist eher in sehr speziellen Anwendungsfällen als in der Breite. Denn letztlich ist immer der Nutzungskontext entscheidend für den Erfolg einer Technologie. In einer lauten Maschinenhalle mit sehr zeitkritischen Maschinenbedienungen wird Sprachsteuerung viele Probleme bereiten. Gestensteuerung fehlt es unter anderem oft an Präzision und sollte daher eher für grobe Anwendungsfälle genutzt werden – beispielsweise beim Dokumentieren von Qualitätsmängeln durch einfaches Draufzeigen. 3D-Touchscreens als nächste evolutionäre Stufe des sehr erfolgreichen Touchscreens halte ich hingegen für potenziell sehr tauglich in der Breite. Das simple Berühren von Objekten und Spüren einer direkten Reaktion ist eines der grundlegendsten menschlichen Interaktionsbedürfnisse überhaupt. Aber aktuell fehlt dafür in der digitalen Welt der tatsächliche sensitive Effekt. 3D-Touchscreens können diese Lücke schließen. Auch exotischere 3D-Eingabegeräte wie den Novint Falcon, den wir in der Forschungsarbeit Deepgrip intensiv unter die Lupe genommen haben, sollte man jenseits aller Massentrends auf dem Schirm haben. Denn diese können nicht nur mikro-sensitives Feedback geben, z. B. dass etwas erfolgreich gedrückt wurde, sondern umgekehrt sogar die Hand des Menschen an geeignete Positionen führen. Das ist gerade für den wachsenden Bereich der Mensch-Roboter-Kollaboration hoch spannend.

Assistenzsysteme

KI soll helfen, hochkonzentriert zu arbeiten

Dass eine intuitive Maschinenbedienung sinnvoll ist, ist mittlerweile allseits bekannt. Doch spricht man immer häufiger davon, dass Maschinenbedienung auch Spaß machen soll. Was ist wichtiger: Spaß, Einfachheit oder gar beides?

Stefan Lehnert: Es ist essenziell, positive Emotionen im Umgang mit Technik zu wecken und Unsicherheiten vor neuen Technologiefeldern, wie z. B. der Elektrohydraulik, zu nehmen. Wir sehen bei neuen Lösungen, dass gewisse spielerische Elemente sehr positiv aufgenommen werden. Wichtig ist, sich frühzeitig Gedanken zu machen, wer der Anwender ist, was er braucht und was ihn von einer perfekten Nutzererfahrung abhält. UX ist für Bosch Rexroth mehr als Usability. UX heißt für uns, den Anwender zu verstehen und ihm Lösungen und Services zu bieten, die ihm Spaß machen und mit denen er produktiver ist

Frank Woortmann: Wir würden das Ganze eher als Gleichung betrachten und noch einen Faktor ergänzen – die Sicherheit. Denn die einfache Bedienung plus die hohe Sicherheit beim Anwender ergeben das, was man durchaus als Spaß bezeichnen könnte. Wer quält sich schon gerne durch seitenlange Bedienungsanleitungen? Wer bedient schon gerne eine Maschine mit der Angst im Nacken, einen Fehler zu begehen? Unser Anspruch muss es sein, eine intuitive Bedienung an sicheren Maschinen zu ermöglichen. Dabei sollten viele Piktogramme, Animationen und Bilder statt Text zum Einsatz kommen. Mit einer intelligenten Benutzerverwaltung und Authentifizierung schaffen wir es zudem, Verantwortlichkeiten richtig zuzuordnen. Die größte Hürde stellt in der Regel die Erstinbetriebnahme und die erste Produktion dar. Wenn diese Schritte einfach gestaltet sind, dann hat der Anwender tatsächlich nicht nur Spaß, sondern sicherlich auch ein Interesse daran, sich weiter positiv zu entfalten.

Thomas Immich: Einfachheit ist nicht per se ein erstrebenswertes Ziel. Wenn etwas zu einfach ist, kann das ebenso kontraproduktiv sein, wie wenn etwas zu schwer ist. Unterforderung führt bei Nutzern schnell zu Langeweile, zu Unaufmerksamkeit, und somit zu Fehlern. Diese sind genauso kostspielig, wie Fehler, die aus Überforderung resultieren. Interessanterweise ist der Mensch genau zwischen diesen Polen, im sogenannten Flow-Zustand am produktivsten, konzentriertesten und auch am zufriedensten. Sollte es nicht das Ziel eines jeden UX Projekts sein, den Nutzern zu ermöglichen, diesen Zustand des Flow zu erreichen? Spiele sind genau hierauf ausgelegt: Wird der Spieler besser, werden die Anforderungen schwieriger. Bei Centigrade binden wir deshalb unter dem Stichwort Gamification immer wieder spielerische Elemente und Prozesse in die Workflows ein. Wir beschäftigen uns in diesem Zusammenhang aktuell mit adaptiven User Interfaces – also mit modularen Interfaces und HMIs, die sich jedem Bediener so präsentieren, wie sie bei diesem individuell die größten Potenziale wecken. Das ist einer der vielen Trends, die wir für sehr real und geschäftstauglich halten.

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