Produktionsstilstände durch innovative Mensch-Maschinen Interaktion reduzieren!

4. August 2020

Der Nutzen von aufgabenzentrierter HMI-Konzeption

Die Ausgangssituation: Mensch gegen Maschine

Stellen Sie sich vor, Sie bedienen eine Verpackungsmaschine für Schokoladenriegel. Die Maschine bleibt ohne sichtbare Symptome stehen und meldet Ihnen die Störung „Fehler 143“ auf dem Bildschirm der Bedienoberfläche (HMI). Dazu wird die Abbildung einer Baugruppe angezeigt und deren Ausbau- und Reinigungsvorgang erklärt. Jedoch enthalten weder die aktuell dargestellten Informationen noch andere Informationsseiten des HMIs Hinweise auf den Einbauort der Baugruppe. Der herbeigerufene Techniker zeigt Ihnen die Baugruppe, Sie reinigen diese und die Maschine wird neu gestartet. Kurz darauf stoppt „Fehler 143“ die Maschine erneut. Sie wiederholen das Vorgehen, auch diesmal produziert die Maschine nur kurz. Auf der Suche nach der Ursache für „Fehler 143“ navigieren Sie sich durch das HMI, doch es geling Ihnen nicht, den aktuellen Zustand der Maschine einzuschätzen und aus den einzeln angezeigten Soll-, Ist-, Minimal-, und Maximalwerten schlau zu werden.

Die Lösung: Mensch und Maschine in Harmonie

Daten und Design sind wichtige Bestandteile eines HMI-Konzepts, jedoch müssen diese durch eine funktionale Abstraktionsschicht miteinander verbunden werden. Das bedeutet, dass Prozessdaten und Visualisierungsmöglichkeiten in einem nutzer- und aufgabenorientierten HMI-Konzept verbunden werden müssen um notwendige Informationen für die Bedienung der Maschine passend zur aktuellen Aufgabe (z.B. Überwachung oder Störungsdiagnose) bereitzustellen. Das ist in aktuellen HMI-Umsetzungen nicht der Fall.

So könnte im Eingangsbeispiel der „Fehler 143“ zusätzlich mit dem menschenlesbaren Titel ‚Folienstau‘ beschreiben und Maschinenorte und Anweisungen zur Fehlerbehebung grafisch visualisiert werden. Zusätzlich zu der Integration von solchen, bereits häufig verwendeten Hilfen, sollten auch psychologische Grundsätze der Mensch-Maschine Interaktion berücksichtigt werden. Beispielsweise kann durch die Nutzung von Konzepten des Representation Aiding Bediener eine schnellen und korrekten Einschätzung von Sachverhalten ermöglichen, Ecological Interface Design helfen Zusammenhänge von Prozessparametern und Handlungskonsequenzen abzuschätzen und Visual Momentum beim Wechsel zwischen verschiedenen Aufgaben und Displays den Überblick zu behalten.

Das erforderliche Wissen dazu ist in der Psychologie seit vielen Jahren bekannt, wird in unserer Branche aber nicht genutzt. Wir möchten Sie dazu befähigen, Ihre HMIs funktionaler zu gestalten und damit die Effizienz Ihrer Maschinen bei Ihren Kunden zu optimieren.

Der Mensch im Mittelpunkt der Bedienung und Benutzerführung bringt im Ergebnis weitreichende Steigerung der Gesamtanlageneffizienz durch schnelleren Wiederanlauf der Produktion nach Stillstand und die intuitive Vermeidung von Störungen durch Fehlbedienungen. Die Maschine mit aufgabenzentriertem HMI bietet einen besseren Return on Invert durch höhere reale Verfügbarkeit, reduziert Kosten für wiederkehrende Schulung von Bedienern und technischem Personal.

Vorteile für Maschinenhersteller: 

• Hochwertiges und attraktives HMI-Design als Alleinstellungsmerkmal
• Reduktion von Schulungsaufwand durch aufgabenspezifisches, logisch konsistentes Design
• Geringere Entwicklungskosten durch früheres Erkennen von Nutzungsproblemen
• Reduktion von Service Aufwand (Nachbesserungen vor Ort)

Vorteile für Maschinenanwender:

• Höhere Produktivität durch Vermeidung von Bedienfehlern und schnelleren Überblick über zentrale Informationen
• Reduktion von Schulungsaufwand aufgabenspezifisches, logisch konsistentes Design
• Frustfreies Nutzungserlebnis fördert Motivation und Leistungsbereitschaft

Diese Vorteile können schnell und effizient materialisiert werden, wenn sich technologische Plattform und ingenieurpsychologische Erkenntnisse ergänzen. Wir möchten Sie dazu befähigen, Ihre HMIs besser zu gestalten und damit die Effizienz Ihrer Maschinen bei Ihren Kunden zu optimieren.

Sprechen Sie uns an: 

Rica Bönsel | Tel: +49 351 436 1454 | Email: rica.boensel(at)ivv-dd.fraunhofer.de 

Lucian Dold | Tel: +49 172 2696674 | Email: lucian.dold(at)omron.com