07.05.2015

HMIs und Industrie-Apps aus einer Hand

Werkstattbesuch bei den HMIs der Generation 4.0

Ende letzten Jahres hat der VDMA den Leitfaden 'App-Entwicklung für die Industrie' vorgestellt, um zu zeigen, wie Smart Devices in Produkte und Prozesse der Industrie integriert werden. Dem Stichwort Industrie 4.0 folgend, kam der Leitfaden genau zur richtigen Zeit. Zudem offenbaren Diskussionen mit den Anwendern einen großen Einfluss der Smart Devices auf die HMI-Gestaltung der nächsten Generation. Sie muss sich hinsichtlich Bedienung, Gestaltung und Modularität mit den Apps auf den Smart Devices messen lassen. Schließlich werden stationäre HMIs zukünftig durch mobile HMIs auf den Smart Devices ergänzt.

Autor: Andreas Beu, Smart HMI GmbH.


Heutzutage sind HMIs stationär an einer Maschine oder Anlage angebracht. Der Nutzer muss zum Bildschirm gehen, wenn er etwas wissen oder bedienen will. Das HMI ist gebunden an eine bestimmte Bildschirmgröße bzw. -auflösung gestaltet und läuft nur auf dem Betriebssystem, für welches es erstellt wurde. Müssen Maschinenkomponenten von Drittanbietern, etwa ein Handhabungssystem oder eine Werkzeugüberwachung, integriert werden, dann bringen diese oft eine eigene HMI mit. Viele Maschinen- und Anlagenbauer haben erkannt: Alleine mit einem funktionalen HMI gewinnen oder binden sie keine Kunden mehr. Vielmehr soll das HMI als Visitenkarte gestaltet sein, Mehrwerte generieren und die Kunden nachhaltig begeistern. Zu Recht investieren sie verstärkt in die nächste HMI-Generation. Doch was sind die Herausforderungen, die zukünftige HMIs meistern müssen, beispielsweise mit Blick auf die Vision Industrie 4.0? Eines ist klar: In der Fabrik der Zukunft wird der Mensch nicht verschwinden. Aber seine Arbeitsweise wird sich verändern und damit auch seine Anforderungen an die Bedienung. Ein Blick in die Werkstatt des HMIs der Generation 4.0 soll Aufschluss bringen.

Informationen überall und jederzeit

HMIs der nächsten Generation hingegen werden viel dynamischer und individueller sein. Sie folgen Ihrem Nutzer und passen sich automatisch der Situation an. Sie ermöglichen dem Nutzer das Abrufen von Informationen zu ihren Produktionseinrichtungen überall und jederzeit. Das bedeutet, dass das HMI auf einem stationären Bedien-Panel, einem Smartphone oder einer Datenbrille präsentiert werden kann, je nachdem welche Darstellung für den Nutzer am zweckmäßigsten ist. Auch werden die Informationen automatisch an den Nutzer, seine Berechtigungen bzw. Bedürfnisse und an den Nutzungskontext angepasst. Eine große Rolle bei der HMI-Generation 4.0 werden die Smart Devices, wie Tablets und Smartphones spielen. Diese bieten sich für die ortsunabhängige, mobile Bedienung an und haben eine Vielzahl von Eigenschaften, die sie für Industrie 4.0 interessant machen: Sie sind mobil, smart, kommunikativ, verfügen über eine Vielzahl interessanter Sensoren und basieren auf etablierter Technik. Am Horizont tauchen bereits neue Smart Devices auf, z.B. die Datenbrille oder Datenuhr. HMIs der Generation 4.0 sind auf unterschiedlichen Zielgeräten darstellbar, unabhängig von der zugrundeliegenden Technologie und der Bildschirmgröße.

Survival of the Fittest

Die heutige IT-Landschaft ist schnelllebig und einem kontinuierlichen Wandel unterzogen. Diese Veränderungen sind Vorboten dessen, was die industrielle Software-Entwicklung in den nächsten Jahren erwartet. Deren Konstante wird der Wandel sein und der Erfolg der Hersteller davon abhängen, ob sie kurzfristig auf Veränderungen reagieren und entstehende Chancen aufgreifen können. Doch auf welche Technologie soll der Anbieter dabei setzen? Die spannendste Lösung für die Entwicklung der HMI-Generation 4.0 ist der neue Internetstandard HTML5. Er ist aus mehreren Gründen ins Blickfeld der Industrie gerückt. Einer davon: HTML5 ist plattform-unabhängig. So lassen sich entsprechned erstellte HMIs - sogenannte Web-HMIs - überall betreiben, wo ein entsprechender Web-Browser läuft. Das bedeutet für den Anwender, dass er mit derselben technischen Infrastruktur und mit denselben Werkzeugen gleichermaßen eine typische HMI auf einem stationären Bedienpanel, wie auch Industrie-Apps zur Abbildung typischer mobile Industrie-4.0-Szenarien erstellen kann. Die Grenzen zwischen stationärer HMI und Industrie-App verwischen mehr und mehr. Entscheidend aber ist, dass HTML5 ein offener Standard ist, welcher langfristig von der riesigen Web-Community branchenübergreifend weiter getrieben wird. Hinter HTML5 stecken die Interessen vieler und nicht wechselnde Strategien einzelner Software-Anbieter. Das macht den Standard investionssicher.

HMIs 4.0 mit WebIQ

Eine neue Art der HMI-Visualisierung hat das Unternehmen Smart HMI realisiert und dabei gezielt Web-Ansätze analysiert und auf die Automatisierung bzw. den Maschinen- und Anlagenbau adaptiert. Herausgekommen ist das HMI-Framework WebIQ, welches einerseits Eigenschaften klassischer HMI-Visualisierungssysteme wie Alarmmanagement, Trendverwaltung und Projektierungsumgebung besitzt. Andererseits stellt sich das System als Web-Framework dar, welches wertvolle Online-Eigenschaften nutzt, wie beispielsweise die vollständige Portabilität, die einfache Individualisierung und äußerst effizientes Engineering. Sichtbarer Unterschied zu anderen Visualisierungssystemen ist die nahtlose Integration des Web-Standards HTML5 vom Engineering bis zur Runtime. Nur so kann der Anwender die komplette Leistungsbreite des innovativen Web-Standards nutzen.

App-Entwicklung für die Industrie (VDMA-Verlag 2014)

Der VDMA-Leitfaden richtet sich an alle Hersteller von Produkten der Investitionsgüterindustrie, die Smart Devices in ihre Produkte und Prozesse integrieren und hierfür eigene Apps entwickeln wollen. Er gibt den Herstellern Hinweise zu den Chancen, Herausforderungen und möglichen Lösungen. Er gibt aber eine wertvolle Einstiegs- und Orientierungshilfe.

Aus dem Inhalt (84 Seiten):

  • • Einführung
  • • Potenziale und Anwendungsszenarien
  • • Konzeption und Gestaltung
  • • Gerätetechnik und Software-Entwicklung
  • • Sicherheitsanforderungen
  • • Erfolgsbeispiele
  • • Ausblick
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