Human Machine Interface, Bild: Eaton

Human Machine Interfaces in der Produktion werden mobil. Bild: Eaton

78 Prozent der Deutschen nutzen Smartphones. 48 Prozent können sich vorstellen, mit ihren Endgeräten ihre Haustechnik zu steuern, vermeldete die Bitkom Anfang 2017. Die fortschreitende Integration im privaten Bereich hat natürlich auch Auswirkungen auf das Arbeitsleben. Die nächste Generation von Maschinenbedienern erwartet auch in ihrem Arbeitsumfeld ähnlich leicht zu bedienende Anwendungen. Klassische Bedienkonzepte von Maschinen sind meist funktionsorientiert angelegt und häufig alles andere als intuitiv zu nutzen. Oftmals müssen Funktionen, die der Bedienende gerade benötigt, in unterschiedlichen Menübereichen gesucht werden. Das kostet Zeit und frustriert die Nutzer, die heute andere Standards von Android- und iOS-Apps gewöhnt sind.

Daher muss gerade diese Schnittstelle der Interaktion von Mensch und Maschine (MMI) beziehungsweise ihre Zusammenarbeit in Form eines Human Machine Interface (HMI) optimiert werden. Moderne Maschinen sind zudem so weit automatisiert, dass es für den Bediener nicht mehr notwendig ist, ständig vor Ort zu sein. Dies begünstigt den Einsatz von mobilen Endgeräten, die dazu beitragen können, die Produktivität der Mitarbeiter weiter zu steigern.

Das Dilemma mit der Mobilität

Neben den rein technischen Voraussetzungen, die bei der Integration von mobilen Geräten in die Arbeitsabläufe eines Produktionsbetriebes berücksichtigt werden sollten, hat das Thema Sicherheit bei der Bedienung einen besonderen Stellenwert. Zum einen gilt es, den sicheren Betrieb der Maschine zu gewährleisten. Auch für Bedienschritte, die gegebenenfalls aus der Ferne ausgeführt werden können, darf zu keinem Zeitpunkt eine gefährliche Situation entstehen.

Doch beim Einsatz mobiler Endgeräten ist auch der Bediener besonders gefordert. Wer kennt sie nicht, die Bilder von Menschen, die sich mit nach unten geneigtem Kopf im Verkehr bewegen oder sogar Auto fahren und nicht auf ihre Umgebung achten. Gerade im industriellen Umfeld kann das Lesen oder Ausführen von Bedienschritten an mobilen Endgeräten Mitarbeiter so stark ablenken, dass Gefahrensituationen entstehen können. Ein weiterer potenzieller Nachteil mobiler Geräte ist die Handhabbarkeit: Tablet-Computer bieten zwar eine angenehme Bildschirmgröße, lassen sich jedoch nur mit zwei Händen bedienen. Wo lässt man aber das Tablet, wenn man die Hände für andere Tätigkeiten benötigt? Normale Arbeitskleidung bietet kaum Taschen für eine Aufbewahrung und wenn man das Gerät am Körper trägt, ist die Bewegungsfreiheit teilweise eingeschränkt. Industrietaugliche Geräte, die auch starke Verschmutzung oder einen Sturz aus geringer Höhe überstehen, sind häufig recht schwer. Aber wie lässt sich eine mobile Bedienung praktikabel und sicher gestalten?

Anzeige auf das notwendige reduzieren

Durch die zunehmende Digitalisierung der Produktion stehen immer mehr Informationen zur Verfügung. Die Aufgabe des Designers der Mensch-Maschine-Interaktion besteht darin, diese im jeweiligen Arbeitskontext des Nutzers auf ein Minimum zu reduzieren. Dazu sind jedoch zumeist weitere Informationen über den Nutzer notwendig. Eine davon ist die von ihm ausgeübte Rolle, beispielsweise welche Maschinen er bedienen darf und ob er für Wartungen zuständig ist. Weitere relevante Angaben betreffen die aktuelle Aufgabe, etwa welcher Arbeitsschritt gerade ansteht, ob der Anwender direkt an der Maschine steht oder anderswo positioniert ist oder ob eine Störung das Ausführen des nächsten Schrittes verhindert. Nutzt man diese Kontextdaten, lassen sich relevante Daten und zu erfolgende Arbeitsschritte herausfiltern, die auf der Anzeige aufgeführt werden sollten. Sitzt beispielsweise der Nutzer gerade im Pausenraum, braucht er zwar keine Menüpunkte für einen Werkzeugwechsel, Alarme durch von ihn betreute Maschinen bleiben aber weiterhin wichtig.

Mobile HMI, Bild: Eaton
Einige Fragen rund um den Einsatz mobiler HMI in der Produktion gilt es noch zu klären, etwa: wo legt man es ab, wenn man es gerade nicht benötigt? Bild: Eaton

Erst reduzieren, dann implementieren

Sind die Informationsmengen reduziert und kontextspezifisch aufgearbeitet, ergeben sich völlig neue Möglichkeiten für die Darstellung auf mobilen Smart Devices. Ein Tablet ist somit nicht mehr unbedingt notwendig, für Smartphones angepasste Websites mit responsive Design oder APP vereinfachen Darstellung und Bedienung maßgeblich. Im Vergleich zum Tablet wird so die Handhabbarkeit erleichtert und auch die Einbindung von Augmented Reality durch Datenbrillen wie der HoloLens von Microsoft wird damit vereinfacht. Neben der visuellen Unterstützung lässt sich zudem eine Kommunikation durch Bild und Ton aufbauen, bei der die Hände sogar frei bleiben können.

Sicherheit bei der Bedienung

In Hinblick auf die Sicherheit bei der Bedienung mobiler Smart Devices besteht das höchste Risiko für gewöhnlich dann, wenn man sich bei der Nutzung dieser Geräte bewegt. Bei Projekten mit HoloLens-Anwendung empfiehlt es sich beispielsweise, die Anzeige des Hologramms und die Bedienfunktion zu deaktivieren, sobald der Nutzer sich von seinem Standort fortbewegt. Eine solche Funktion lässt sich grundsätzlich mit allen smarten Geräten einrichten. Auf diese Weise lassen sich Funktionen einschränken, so lange sich der Bediener in Bewegung befindet. Damit kann der benötigten Sicherheit des Mitarbeiters, seiner Kollegen und dem Produktionsumfeld Rechnung getragen werden.

Fazit

Der Einsatz mobiler Endgeräte bietet zahlreiche Vorteile für eine moderne Interaktion zwischen Mensch und Maschine, wenn die Sicherheitsvorkehrungen und die passgenaue Visualisierung für individuelle Personen und Aufgabenstellungen erfolgt. Für letzteres bietet sich eine Visualisierungslösung wie Galileo 10 von Eaton an: Entwickler können so individuelle rollen- und kontextbasierte Konzepte für HMI-Konzepte erstellen, die sich am Anwender orientieren und zudem von den Nutzern evaluiert werden können. Im Ergebnis profitieren Bediener durch eine optimierte Handhabbarkeit sowie die Betriebe durch eine höhere Produktivität gleichermaßen. jl

Vertiefende Informationen

In dem Artikel finden Sie zentrale Aspekte des aktuellen Eaton White Papers „Gestaltung und Entwicklung anwendernaher Bediensysteme“ zusammengefasst. Das komplette White Paper sowie weitere interessante Information zum Thema stehen hier zum Download bereit.