19.03.2013

Touch-Technologien im Industrieumfeld

Neue Funktionen im Einklang mit der Hardware

Angesichts des stetig steigenden Wettbewerbsdrucks suchen Unternehmen nach Differenzierungsmerkmalen, die ihre Produkte über die technischen Funktionen hinaus von konkurrierenden Lösungen abheben. Als Ansatzpunkt hierfür haben viele Hersteller die Optimierung der Bedienoberfläche identifiziert, die nach wie vor die Visitenkarte des jeweiligen Produkts darstellt. Dabei prägen erfolgreiche Soft- und Hardware-Geräte aus dem Consumer-Bereich die Entwicklung der industriellen Anwender-Software.

Autoren: Michael Ahlbrecht, PHOENIX CONTACT Electronics GmbH;
Fabian Dobrott, PHOENIX CONTACT Electronics GmbH.


Insbesondere bei der Gestaltung der Bedienoberflächen oder User Interfaces beeinflusst Apple mit seinen Produkten die Anforderungen an neue Software-Entwicklungen. Der iPhone-Effekt macht deutlich, dass Technik und ihre Anwendung keinesfalls kompliziert sein muss. Darüber hinaus wird auch im Maschinen- und Anlagenbau zunehmend eine attraktive Aufmachung der verbauten Geräte gewünscht. Nachdem bereits erste Lösungen vorgestellt worden sind, überlegen immer mehr Hersteller, in welcher Form sie die mittlerweile verbreiteten Oberflächen des Consumer- und Spiele-Bereichs auf ihre Lösungen übertragen können. Doch für die Industrie gilt es zunächst bestimmte Voraussetzungen zu erfüllen, damit sich diese Bedienphilosophie durchsetzt. Erfahrungsgemäß geht einem möglichen Technologiewechsel ein längerer Abwägungsprozess voraus. In zahlreichen Fällen erlaubt die tiefe Verankerung der aktuellen Technik ohnehin keine spontane Veränderung. Vor diesem Hintergrund setzen die Gerätehersteller auf moderne Konzepte für etablierte Technologien. Effekte wie flüssige Animationen und 3D-Darstellungen stellen jedoch teilweise Anforderungen an fortschrittliche Visualisierungssysteme. Je nach verwendeter Technologie haben sie außerdem einen großen Einfluss auf die System-Performance und den Implementierungsaufwand. Bei einem anstehenden Technik-Wechsel sollte die Entscheidung für eine neue Bedienoberfläche daher gründlich abgewogen werden.

Navigation über Gesten

Ein Vorteil aktueller User Interfaces und der mit ihnen verbundenen Multitouch-Technologie liegt in der intuitiven Bedienung. Als Hardware-Grundlage kommt meistens ein projektiv-kapazitive Touchscreen zum Einsatz, während Software-seitig Windows 7 als erstes Multitouch-fähiges Windows-Betriebssystem installiert sein muss, sodass Funktionen abgerufen werden können. Bei einem solchen Touch-screen wird als Display-Front eine Glasscheibe genutzt. Das führt zu höheren Herstellungskosten. Auf der anderen Seite ergeben sich neue Möglichkeiten für das Design eines Mensch-Maschine-Interfaces und somit ein moderneres Erscheinungsbild der Anlage. Durch die Glasscheibe erhalten Anwender eine sehr robuste Front, die insbesondere bei Applikationen mit vandalensicheren Geräten gefordert ist. Der beschriebene Touchscreen erweist sich sowohl für ein einfaches Bedienkonzept als auch erweiterte Funktionen im Sinne des iPhone-Effekts als unabdingbar. Die Steuerung durch Gesten ermöglicht beispielsweise Seitenwechsel, wenn Anwender mit der Hand darüber 'wischen'; eine Spreizbewegung vergrößert die Bilder. In jedem Fall erübrigt sich so der zeitraubende Scroll-Balken. Darüber hinaus lassen sich komplexe Anlagenstrukturen, wie sie in Windparks und Fertigungsstraßen üblich sind, auf nur einem Monitor anzeigen: Wischen, Zoomen und Drehen gestattet Anwendern, bei Bedarf schnell in jeden Bereich der Anlage zu navigieren. Künftig bedienen sogenannte Digital Natives Maschinen und Anlagen. Diese setzen derartige Funktionen voraus und wenden sie intuitiv an.

Nicht zu viel: Sukzessives Einblenden von Informationen

Bei industriellen Anforderungen kommen Prozessvisualisierung und Navigationsstruktur große Bedeutung zu: Technische Vorgänge müssen verständlich dargestellt und animiert werden, um eine schnelle und wirtschaftliche Bedienung sicherzustellen. Doch oft sind die Anlagenstrukturen im User Interface komplex gestaltet und gerade für Laien schwer nachzuvollziehen. Hier präsentiert Apple ebenfalls einen Lösungsansatz: Das sukzessive Einblenden von Informationen und die Animation technischer Vorgänge können die Navigation erleichtern. Auf eine irritierende Tree-Navigation wird verzichtet und stattdessen eine Seitwärts-Animation angeboten. Auf diese Weise lassen sich selbst auf kleinen Display-Diagonalen komplexe Strukturen mit vielen Bildschirmen benutzerfreundlich implementieren. Animationen respektive 3D-Effekte helfen zudem, logische Zusammenhänge einfach zu verstehen. Letztendlich sind es die Details, die ein User Interface ausmachen und im Benutzer die Freude am Bedienen hervorrufen. Deshalb wird das Benutzererlebnis oder Joy of Use immer mehr zu einem Qualitätskriterium und damit einem Mehrwert für den Maschinen- und Anlagenbetreiber, um seine Applikation einfach, schnell und folglich kostengünstig zu bedienen.

Übersichtliche Darstellung komplexer Prozesse in einem Bild

Die Erfahrung belegt, dass der iPhone-Effekt bei Mensch-Maschine-Interfaces in der Industrie längst keine Wunschvorstellung mehr ist, sondern eine reale Anforderung der Anwender. Der Trend zu größeren Displays mit benutzerfreundlichen Bedienoberflächen steigt künftig, denn die ständig komplexer werdenden Fertigungsstrukturen im Maschinen- und Anlagenbau müssen einfach verständlich dargestellt werden. Ferner bietet die Technologie neue Möglichkeiten zur Anlagenbedienung. So lässt sich z.B. eine komplette Fertigungshalle auf einem Bildschirm visualisieren, wobei der Maschinenbediener zur Lokalisierung von Störungen in jede Maschine und jeden Schaltschrank hineinzoomen kann. Bei wachsender Nachfrage fällt dann auch der Preis für die Technologie und macht sie noch attraktiver. Ansprechende Visualisierungen und ein modernes Oberflächen-Design halten in Zukunft vermehrt Einzug in die Industrie und erlangen einen immer größeren Stellenwert. Denn eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ist mittlerweile zu einem Aushängeschild der Maschinen und Anlagen geworden. Trotzdem wird der konventionelle analog-resistive Singletouch nicht komplett vom Markt verdrängt werden können. Insbesondere in schmutzigen Umgebungen, die eine Handschuh-Bedienung erfordern, ist die Technologie unverzichtbar. Um den zukünftigen Anforderungen industrieller Anwender gerecht zu werden, stellte Phoenix Contact Ende 2012 neue Panel-PCs vor. Die Geräte der Baureihe sind durchgängig im Widescreen-Format sowie mit Multitouch erhältlich.

Industrie-PCs für hochperformante Anwendungen

Mit Valueline P7000 erweitert Phoenix Contact sein Portfolio im Bereich der Industrie-PCs (IPC) für hochperformante Anwendungen. Das Gerät, das sich als Box-PC oder klassischer Panel-PC konfigurieren lässt, eignet sich für Umgebungstemperaturen bis 45°C. Die Panel-PCs verfügen über eine Display-Diagonale von 12 bis 24" und ermöglichen damit die Visualisierung komplexer Prozessabläufe. Zusätzlich zu Prozessor und der Display-Diagonale stehen verschiedene Arbeitsspeicher-Varianten, Datenspeicher und Betriebssysteme zur Wahl. Durch Verwendung des Intel Core-i7-Prozessors erreicht die IPC-Serie hohe Prozessor- und Grafikleistung. Die integrierte Turbo-Boost-Technik stellt bei Bedarf mehr Performance bereit. Mit der Hyper-Threading-Technik lässt sich der Prozessordurchsatz steigern, um Aufgaben effizienter abarbeiten zu können. Die Geräte basieren auf einem intelligenten Lüftungskonzept mittels externen Konvektionsgebläses mit dem Ziel, Staubaufwirbelungen auf dem Mainboard zu verhindern. Das Power Management der CPU reduziert den Energieverbrauch, indem nicht genutzte Kerne in den Sleep-Modus versetzt werden. Die IPCs bieten sich aufgrund ihrer robusten und wartungsfreundlichen Bauweise für die Bereiche Prozessvisualisierung, Robotik und Industrieautomation an.

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