Werkzeugmaschinen-Design Wie Design die Bedienung von Werkzeugmaschinen erleichtert

Redakteur: Claudia Otto

Schneller, präziser, effektiver – mit den Ansprüchen an die Werkzeugmaschinen wachsen auch die Ansprüche an die Bediener. Durch ein zielgerichtetes Design kann dieser Komplexität entgegengewirkt und eine Überforderung des Bedieners verhindert werden. Dies kommt schließlich auch der Bearbeitungszeit zugute.

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Das neue Design einer MAG-Werkzeugmaschine mit optionalem Design-Body-Kit und Bedienpult-Konzept wird auf der EMO 2013 präsentiert.
Das neue Design einer MAG-Werkzeugmaschine mit optionalem Design-Body-Kit und Bedienpult-Konzept wird auf der EMO 2013 präsentiert.
(Bild: The Kaikai Company)

Werkzeugmaschinen sind heutzutage von einer sehr hohen Komplexität geprägt. Um diese für die Bediener zu reduzieren, ist es laut Jürgen R. Schmid, Industriedesigner und Geschäftsführer von Design Tech mit Sitz in Ammerbuch, wichtig, immer vom Start weg die Zielsetzung zu erarbeiten: „Für wen und was bringt Vereinfachung an welcher Stelle wirtschaftlich relevanten Nutzen? Für den Anwender in der Benutzung, im Service, in den Schulungsabläufen? Die Bedienung, die Ergonomie, das Handling sind vordergründig die Kernaufgaben der Designer“, betont er und fügt hinzu: „Wir wollen und fordern von uns selbst den wirtschaftlich relevanten Nutzen für unsere Kunden.“

Daher hat das Unternehmen die Innovationsstrategie Design to success entwickelt. „Mit diesem Tool erzeugen wir methodisch und zielgenau auch nützliche Vereinfachungen“, sagt Schmid. Bevor das Designteam von Design Tech mit einem Projekt startet, führt es Bedienerbeobachtungen und -befragungen durch. „In Verbindung mit einer Videoanalyse sind unsere Kunden immer wieder überrascht, wie die Werker ihre Gesundheit und manches Mal auch ihr Leben durch waghalsige Aktionen riskieren. Dieses Fehlverhalten kann durch gezielte Maßnahmen an der Werkzeugmaschine unterbunden werden“, berichtet Schmid.

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Intelligentes Vereinfachungskonzept senkt Schulungszeiten um 30 %

Das Beispiel des von Design Tech entworfenen Kadia-Bedienpanels HMC 100 zeigt, dass durch die Vereinheitlichung und eine prozessspezifische Bedienerstruktur des User Interface die Einarbeitungszeiten und die Fehlbedienungen reduziert werden können. Mit einem modularen System von Bedieneinheiten werden laut Schmid Herstell- und Logistikkosten deutlich verringert. „An einem konkreten Beispiel hat unser Auftraggeber durch ein intelligentes Vereinfachungskonzept die Schulungszeiten um 30 % verringert“, berichtet der Designer.

Mit pfiffigen Lösungen könne ohne Umbau und Demontage die Einhaltung von Container- und Palettenmaßen garantiert und somit die Logistikosten heruntergefahren werden. „Eine hoch komplexe Maschinenstruktur mit einem hochwertigen und präzisen technischen Innenleben bekommt klare Strukturen und ein schnell durchschaubares Ordnungssystem mit dem Ziel, die Hemmschwelle für Anwender und Servicepersonal deutlich zu reduzieren“, sagt Schmid. Beispiele seien die Superfinish-Maschinen Cen-Flex und Race von Supfina Grieshaber, die laut Schmid bei der Markteinführung für ihre schnelle und sichere Beherrschbarkeit vom Fachpublikum gelobt wurden. Bei der Makino F8/F9 wurde mit einer durchdachten anwenderbezogenen Maschinenstruktur und dem Verkleidungskonzept die Zugänglichkeit für den Anwender und die Kranbeladung vereinfacht und beschleunigt, wie der Designer berichtet.

Kommunikation von Mensch und Maschine im Fokus der Designer

Eine intuitive Bedienerführung ist der Anspruch, den das Designunternehmen The Kaikai Company aus München sich gesetzt hat. Tim R. Wichmann, Marketing Director und geschäftsführender Gesellschafter, erläutert dazu: „Gerade die Kommunikation von Mensch und Maschine tritt bei komplexeren Produkten immer mehr in den Vordergund. Ein aufgeräumtes Design leitet den Anwender und zeigt ihm auf, wo eine Bedienung stattfinden muss, kann oder gar nicht notwendig ist.“

Gutes Design bietet dem Bediener Orientierung an der Werkzeugmaschine

Eine Orientierung mittels eines intelligenten Designs helfe dem Anwender, ohne lange Einarbeitung klar zu signalisieren, wo er an der Maschine arbeite und wo der eigentliche Prozess stattfinde. „Wie bei einem modernen Automotor kann man die Handlungen des Anwenders selektieren und autonom steuern. Hier zeigt eine gestaltete Abdeckung deutlich, wo beispielsweise nur noch Öl und Wasser zugegeben werden kann und darf. Alle übrigen Optionen werden gestalterisch ausgeblendet“, sagt Wichmann. Dies ist auch zu sehen am neuen Design der Koordinatenmessmaschinen der Wenzel-Group, welches von Kaikai entwickelt wurde. „Dabei wird dem Anwender der Mess- und Arbeitsbereich über mehrere Elemente und Details aufgezeigt. Der Flap an den Verzahnungsmessmaschinen ist eine zum Anwender hin geneigte fünfte Fläche, die dazu einlädt, sich zu nähern, und den Arbeitsbereich andeutet“, so Wichmann. Unterstrichen werde dies durch den CI-Cut-out. Ein sich an allen neu gestalteten Produkten der Wenzel-Group immer wiederholendes Element in der Konzernfarbe des Unternehmens. Dieser Cut-out kennzeichnet den Bereich, in dem die Messung stattfindet. „Unabhängig von der Größe der jeweiligen Maschine, stellt dieser Cut-out immer das Herzstück, die präzise Messung, dar und erhält somit eine Doppelfunktion: die Prägung eines Wiedererkennungsmerkmals, also die Kommunikation der Marke, sowie eine klare Orientierung für den Anwender“, erklärt Christian Jaeger, Creative Director und geschäftsführender Gesellschafter von The Kaikai Company.

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Effektivität der Bearbeitung wird über den Anwender geprägt

Doch die Komplexität bezieht sich laut Wichmann nicht nur auf die Maschinen selbst, sondern auch auf das Produktionsumfeld: „Um den Anforderungen eines globalen Kundenkreises und den entsprechenden Werksvorschriften gerecht zu werden, gestaltet der Systemanbieter MAG das Design seiner Maschinen und Systeme flexibel. Mit dem zur EMO angekündigten Design-Body-Kit bietet MAG Raum für spezifische Anforderungen.“ Der Kunde kann sich dabei für oder gegen die Designoption entscheiden, das Design-Kit ist offen für die jeweiligen Farbvorschriften, Automationsschnittstellen und Ähnliches. „Wichtig ist hier auch, auf die vielzähligen Zusatzfunktionen und Analysemöglichkeiten, die eine Bearbeitung effektiver machen, einzugehen. Denn diese Effektivität wird immer über den Anwender geprägt“, erklärt der Designer. Um den Bedienern die zunehmende Arbeit zu erleichtern, bedarf es laut Wichmann neuer, ergonomischer Lösungen und er kündigt an: „MAG wird hier ein neues Bedienpultkonzept vorstellen, das auf vermehrte Anforderungen hinsichtlich Simulation, CAM sowie die Anbindung an die Produktions- und Ressourcenplanung oder Trainingssoftware eingeht.“

Nach Ansicht des Designers Dominic Schindler, Gründer der Dominic Schindler Creations GmbH (DSC) im österreichischen Lauterach, ist die hohe Komplexität von Werkzeugmaschinen oft dem Umstand geschuldet, dass Maschinen nicht primär für den Bediener entwickelt werden, sondern für die Effizienz in der Produktion oder für die Einfachheit im Einkauf. „Obwohl diese Aspekte nie ganz außer Acht gelassen werden dürfen, wird es in den nächsten Jahren einen klaren Schritt in Richtung Entwicklung für den Bediener geben“, betont Schindler. Die Bedienung wird seiner Ansicht nach logischer, intuitiver und dadurch einfacher werden.

Auf das Gesamterlebnis des Bedieners kommt es an

Auf die Frage, wie das Design konkret die Bedienung der Maschine erleichtern kann, antwortet Schindler: „Es geht nicht nur darum, aus drei Knöpfen einen zu machen. Schlussendlich muss der Bediener ein Gesamterlebnis verspüren, welches vielleicht auch daraus bestehen kann, aus drei Knöpfen vier zu machen. Solange der Bediener dabei schneller ist und sich wohler fühlt, ist das Ziel erreicht.“ Eine Disziplin, die immer wichtiger werde, sei nicht nur die Gestaltung der Hardware, sondern auch die intuitive Benutzung und Gestaltung von Softwareoberflächen. „Oft müssen wir schmunzeln wenn Zeit investiert wird, um eine Maschine noch um 0,1 s schneller zu machen. Bisher hat sich aber keiner im Maschinenbau ernsthafte Gedanken gemacht, wie der Bediener schneller werden kann“, so Schindler.

DSC kann hier mit seiner Interaction-Design-Abteilung eine Antwort bieten. „Diese Abteilung befasst sich ausschließlich mit der Mensch-Maschine-Kommunikation und versucht, die Funktionen der Maschinen mit der Logik des Menschen zu verbinden und dadurch zu erleichtern“, sagt der Designer.

Designer legt besonderen Wert auf einfache Bedienung

Ein Beispiel ist die Software von Fette Compacting oder Bystronic. Diese wurde von DSC neu entwickelt. Dabei geht es laut Schindler nicht nur um Farben und Formen – wie es die meisten Menschen missverständlicherweise von einem Designer erwarten. „Das Hauptaugenmerk lag auf den Bedienabläufen und der Einfachheit der Bedienung der Softwareoberfläche. In der Entwicklung war es immer wieder interessant zu sehen, dass gewisse Funktionen vom Bediener nie benutzt wurden oder er überhaupt kein Wissen darüber hatte, dass es gewisse Funktionen überhaupt gibt. Dies lag lediglich daran, dass der klassische Bediener in unserer heutigen Welt nicht mehr bereit ist, sich tagelang Handbücher durchzulesen, um eine simple Funktion zu nutzen“, sagt Schindler. DSC möchte daher weiterhin nicht nur die Produkte selbst zu einem Erlebnis gestalten, sondern auch vermehrt für die Kunden Software- Interfaces entwickeln, bei denen der Bediener sich nicht mehr langwierig einlesen oder einlernen muss. „In Zukunft wird er die von uns entwickelten Softwares einfach bedienen können. Das spart Zeit und erleichtert die tägliche Arbeit - wie bei modernen Smartphones“, erklärt der Designer.

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