Usability: Wie praxisnah sind heutige HMI-Konzepte?

Wie berücksichtigen Sie unterschiedliche Benutzergruppen bei der Gestaltung von Bedienoberflächen?

Daniel Grube, ADS-Tec: Die Anforderungen an die Usability variieren stark zwischen den unterschiedlichen Benutzergruppen – von Instandhaltung und Bedienpersonal bis zu technischen Experten, IT-Verantwortlichen oder Qualitätssicherungsteams. Dieses breite Spektrum bildet die Basis unseres praxisnahen, anwenderzentrierten Entwicklungsprozesses. Schon in frühen Projektphasen besuchen wir Kunden vor Ort, um Arbeitsumgebungen und Nutzungsszenarien realistisch zu erfassen. Dabei beziehen wir gezielt verschiedene Nutzergruppen ein, um ihre Perspektiven und Bedürfnisse direkt in die Produktgestaltung einzubinden. Neue Bedienkonzepte werden in Feldtests unter realen Bedingungen erprobt, und das Anwenderfeedback fließt unmittelbar in die Weiterentwicklung ein. So entstehen Bedienoberflächen, die auf die unterschiedlichen Anforderungen abgestimmt sind und eine intuitive Nutzung für verschiedene Rollen ermöglichen – für mehr Sicherheit, Effizienz und Zufriedenheit im Alltag.

Raimund Ruf, B&R: Wir entwickeln unsere Benutzeroberflächen mit Fokus auf die unterschiedlichen Anforderungen von Bedienern, Instandhaltern und Experten. Grundlage ist eine umfassende Analyse des Nutzungskontexts durch Feldbeobachtungen, Interviews und Aufgabenanalysen, um reale Anwendungssituationen genau zu verstehen. Darauf aufbauend entstehen konfigurierbare und differenzierte Interfaces. Während bei ähnlichen Grundanforderungen individuelle Anpassungen über ein flexibles Interface möglich sind, entwickeln wir bei grundlegend unterschiedlichen Aufgabenstellungen gezielt separate Benutzeroberflächen für die jeweiligen Rollen. Zusätzlich unterstützen wir durch ein intelligentes Benutzererkennungssystem: Per RFID-Schlüssel lassen sich Nutzer eindeutig identifizieren und automatisch den passenden Zugriffsebenen wie Operator, Service, Entwicklung oder Management zuordnen. So erhält jeder Anwender genau die relevanten Funktionen und Informationen, die er benötigt.

Roland van Mark, Beckhoff Automation: Hier kommt die breit gefächerte Funktionalität unserer HMIs zum Tragen. So können sich an einem Bediengerät situationsbedingt die Berechtigungen ändern, je nachdem, ob z.B. eine Schutztür geöffnet oder geschlossen ist. Weiterhin bieten wir direkt in die Panel integrierte RFID-Reader an, um auch über Zugangskarten der Anwender das jeweils passende HMI-Szenario aufrufen zu können.

Sven Oberschmidt, Beckhoff Automation: Hierfür haben wir einen eigenen Browser-Client entwickelt, um zum einen den komfortablen Web-Zugriff zu ermöglichen und zum anderen über definierte Schnittstellen eine entsprechend der Benutzerverwaltung geregelte RFID-Reader-Kommunikation sicherzustellen.

Dr. Marc Seißler, Pepperl+ Fuchs: Wir legen bei der Entwicklung unserer eigenen Thin-Client-Firmware VisuNet RM Shell und dem zugehörigen Verwaltungstool VisuNet Control Center einen Fokus auf Benutzerrollen. In unserem Fall sind dies insbesondere der Anlagen-Einrichter als auch der spätere Bediener. Der Schwerpunkt liegt hier auf den Einrichtern, die häufig aus dem Automatisierungsbereich kommen und mit der Integration der Geräte betraut sind. Während sie etwa von voreingestellten Konfigurationen, standardisierten Funktionen und strukturierten Menüs bei der effizienten Einrichtung unterstützt werden, profitieren die Bediener von einem reibungslosen Betrieb des Systems. Letztere nehmen unser System meist wie einen einfachen Monitor wahr. Dass sie über unseren Thin Client auf einem entfernten Host Rechner – wie z.B. ein Leitsystem – zugreifen, bleibt in der Regel unbemerkt.

Gerrit Pape, Phoenix Contact: Zur Konfiguration des HMIs haben wir verschiedene Userrollen implementiert. Der Anwender legt zuerst einen User für den Konfigurationsbereich an und bestimmt so, ob der Bediener Geräteeinstellungen vornehmen darf. Über den Root User sind weitere Zugriffe und Einstellungen möglich. Die Gestaltung der Bedienoberflächen erfolgt durch Anwender oder Systemintegratoren und berücksichtigt Kriterien wie Benutzerfreundlichkeit und eine gezielte Nutzerverwaltung, die verschiedene Gruppen wie Maschinenführer, Instandhalter oder Experten adressiert. Eine klare Informationsarchitektur und intuitive Navigation sind dabei zentral. Vorteilhaft ist auch die webbasierte Hardware, die neben dem systemischen Ansatz offen für Automatisierungssysteme anderer Anbieter ist. So kann der Kunde die Visualisierungssoftware frei wählen und flexibel an seine Infrastruktur und Anforderungen anpassen.

Aurel Buda, Turck: Unsere Hard- und Softwareplattformen ermöglichen eine differenzierte Gestaltung von Bedienoberflächen, die gezielt auf die Bedürfnisse verschiedener Nutzergruppen zugeschnitten ist – etwa Maschinenführer, Instandhalter oder Experten. Das integrierte User-Management erlaubt eine rollenbasierte Rechtevergabe und individuelle Ansichten. Ergänzt wird dies durch umfangreiche Visualisierungs-, Diagnose- und Trendanalysefunktionen. So lassen sich komplexe Systeme für jeden Anwender intuitiv und sicher bedienen – unabhängig von dessen technischer Vorerfahrung oder Aufgabenbereich.

Marcel Büker, Weidmüller: Unsere Bedienoberflächen lassen sich dank eines flexiblen Rollen- und Rechtemanagements gezielt an unterschiedliche Nutzeranforderungen anpassen. Der Maschinenführer erhält alle Rechte, die er für eine effiziente Produktion benötigt, hat aber keinen Zugriff auf tiefergehende Parametrierungsseiten, die dem Instandhalter vorbehalten sind. Dieser kann wiederum zwischen eigener Instandhaltung und dem Serviceteam des Maschinenbauers unterscheiden – letzteres verfügt über Adminrechte und hat Zugriff auf sämtliche HMI-Funktionen. Darüber hinaus lassen sich Dashboards und Trendprofile zur Laufzeit individuell konfigurieren, sodass jeder Anwender das HMI an seine Bedürfnisse anpassen kann. Über dedizierte URLs ist zudem der direkte Zugriff auf spezifische Seiten möglich – etwa für den Produktionsleiter, der sich so gezielt die Auftragsliste aufrufen kann.

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Welche Rolle spielen Feedback aus dem Feld und Usability-Tests in Ihrem Entwicklungsprozess?

Daniel Grube, ADS-Tec: Das Feedback unserer Key-Kunden ist ein fester Bestandteil unseres Entwicklungsprozesses. Ihre langjährige Erfahrung im industriellen Umfeld liefert uns wertvolle Einblicke in reale Anwendungsszenarien. So entstehen Produkte, die nicht nur technisch überzeugen, sondern auch im täglichen Betrieb bestehen. Um diesen Praxisbezug sicherzustellen, binden wir unsere Kunden frühzeitig ein – durch regelmäßige Abstimmungen, Vor-Ort-Termine und gezielte Usability-Tests mit echten Anwendern. Neue Lösungen werden in Feldtests unter realen Bedingungen erprobt und anhand des direkten Nutzerfeedbacks kontinuierlich optimiert. Diese enge Zusammenarbeit gewährleistet, dass unsere Geräte intuitiv bedienbar, robust und exakt auf die Anforderungen im industriellen Alltag zugeschnitten sind.

Raimund Ruf, B&R: Nutzerfeedback aus dem Feld und gezielte Usability-Tests sind zentrale Elemente in jeder Entwicklungsphase – von der Ideenfindung bis zur Optimierung nach dem Marktstart. Dieser kontinuierliche Rückkopplungsprozess reduziert Risiken, erhöht die Benutzerfreundlichkeit und führt zu Lösungen, die echten Mehrwert für den Anwender bieten.

Roland van Mark, Beckhoff Automation: Unsere Entwicklungen basieren auf über 25 Jahren eigener Panel-Fertigung und zwölf Jahren Erfahrung mit Multitouch. Dabei ist kontinuierlich vielfältiges Anwender-Feedback eingeflossen. Hinzu kommt unsere grundsätzliche Philosophie, Trends aus der IT-Welt zu beobachten, zu bewerten und gegebenenfalls passend für die Automatisierungstechnik umzusetzen. Die industrielle Nutzung der ursprünglich für das Smartphone entwickelten Multitouch-Technologie ist ein Paradebeispiel dafür.

Sven Oberschmidt, Beckhoff Automation: Mit Twincat HMI bieten wir den Maschinenbauern ein leistungsfähiges Visualisierungstool an, bei dessen Entwicklung neben Anwendertests und -erfahrungen vor allem das Kunden-Feedback zum Engineering bzw. zu einzelnen Softwarekomponenten einfließt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Aufteilung in kleine Bausteine – über den neuen Twincat Package Manager. Hier werden die Pakete in unterschiedlichen Schritten bzw. Feeds veröffentlicht: Nach einem Unstable Feed, auf den nur Beckhoff intern zugegriffen werden kann, folgt ein Testing bzw. Preview Feed, der den Kunden schon frühzeitig zur Verfügung steht und ihr Feedback ermöglicht. Daran schließt sich ein Stable Feed, also das finale Software-Release an. Entwicklungsbegleitend fließen also immer Kunden-Feedbacks ein.

Dr. Marc Seißler, Pepperl+ Fuchs: Klassische Usability-Tests, wie sie z.B. in menschzentrierten Entwicklungsprozessen, etwa nach DIN EN 9241-210 vorgesehen sind, lassen sich im industriellen Umfeld nur schwer umsetzen – vor allem aufgrund der im Vergleich zum Konsumgüterbereich begrenzten Zahl potenzieller Tester. Umso wichtiger ist für uns das Feedback aus dem Feld: Es spielt eine zentrale Rolle in der kontinuierlichen Weiterentwicklung unserer Produkte. Deshalb binden wir frühzeitig ausgewählte Experten unserer Schlüsselkunden in die Testphasen ein. Zudem stehen unsere Entwickler in engem Austausch mit Vertrieb und technischem Support – insbesondere bei Problemen im laufenden Betrieb. So erhalten wir wertvolle Einblicke in reale Nutzungskontexte und Aufgabenstellungen, die direkt in die Produktentwicklung einfließen.

Gerrit Pape, Phoenix Contact: Feedback aus dem Feld und Usability-Tests mit realen Anwendern sind fester Bestandteil unseres Entwicklungsprozesses. Sie helfen uns, konkrete Anforderungen und Herausforderungen frühzeitig zu erkennen und gezielt in die Produktgestaltung zu integrieren. Der direkte Austausch mit Maschinenführern, Instandhaltern und Experten liefert praxisnahe Einblicke, die weit über theoretische Annahmen hinausgehen. Dank unserer Kundennähe können wir realistische Testszenarien nachstellen und gewonnene Erkenntnisse direkt in die Weiterentwicklung einfließen lassen. So entsteht ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess – gemeinsam mit dem Anwender.

Aurel Buda, Turck: Bei uns ist Usability kein nachgelagerter Punkt, sondern fester Bestandteil des Entwicklungsprozesses. Bereits in frühen Phasen erstellen wir Mock-ups und interaktive Prototypen, die wir gezielt mit Anwendern aus dem Feld testen – nach dem Prinzip ‚Das Ende zuerst‘. Dieses iterative Vorgehen hilft uns, reale Anforderungen frühzeitig zu erkennen und direkt in die Produktgestaltung einfließen zu lassen. Der kontinuierliche Austausch mit unseren Kunden – über Feedbackschleifen, Pilotprojekte oder Serviceeinsätze – ist dabei ein wesentlicher Baustein für die Entwicklung praxisnaher und benutzerfreundlicher Lösungen.

Marcel Büker, Weidmüller: Bei der Entwicklung neuer Features binden wir frühzeitig unsere UI/UX-Experten ein. Gemeinsam konzipieren wir die notwendigen Schritte zur Parametrierung und Integration in das HMI. Erste Entwürfe und Prototypen werden früh an unsere Applikationsexperten weitergegeben – in späteren Phasen auch an Kunden. So sammeln wir bereits vor der Fertigstellung wertvolles Feedback zur weiteren Optimierung der Usability – stets mit Fokus auf den Anwender. Auch nach dem Release entwickeln wir die User-Journey kontinuierlich weiter.

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Automatisierung neu gedacht

Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen

Welche Herausforderungen sehen Sie bei der Kombination von hoher Usability mit anderen Anforderungen wie Cybersecurity, Normkonformität oder langfristiger Systemverfügbarkeit?

Daniel Grube, ADS-Tec: Die Verbindung von hoher Usability, Cybersecurity, Normkonformität und langfristiger Systemverfügbarkeit ist eine zentrale Herausforderung in der industriellen IT. Eine intuitive Bedienung darf nicht auf Kosten von Sicherheit oder Stabilität gehen. Unsere langjährige Erfahrung mit sicherheitskritischen Produkten – etwa der Industrial Firewall IRF – bildet die Basis für unsere HMI-Entwicklung. So entstehen Lösungen, bei denen Bediengeräte und Sicherheitskomponenten nahtlos zusammenspielen. Ergänzt wird dies durch unsere Fernzugriffsplattform Big-LinX, die eine geschützte Kommunikation zwischen Maschinen, Anlagen und Cloud ermöglicht – ohne die Benutzerfreundlichkeit einzuschränken. Zudem stellen wir mit unserem CPU-Updatezyklus die langfristige Verfügbarkeit unserer Plattformen sicher. Das Ergebnis: intuitive, sichere und nachhaltig einsetzbare Systeme.

Raimund Ruf, B&R: Die Verbindung von hoher Benutzerfreundlichkeit mit Cybersicherheit, Normkonformität und langfristiger Systemverfügbarkeit ist eine anspruchsvolle Herausforderung. Sicherheitsmaßnahmen erfordern oft komplexe Konfigurationen und strikte Zugriffskontrollen, was die Bedienbarkeit einschränken kann. Zudem hängt der Schutzgrad maßgeblich vom Nutzerverhalten ab. Auch die Einhaltung branchenspezifischer Normen stellt eine Hürde dar: Sie kann Designfreiheiten begrenzen und führt mitunter zu Oberflächen, die eher auf regulatorische Vorgaben als auf optimale Nutzererfahrung ausgelegt sind. Zusätzlich müssen Systeme über viele Jahre wartbar und kompatibel bleiben – durch klare Diagnosen, intuitive Wartungspfade und zuverlässige Integration in bestehende Infrastrukturen. All diese Aspekte berücksichtigen wir von Beginn an und entwickeln gemeinsam mit unseren UX-Teams Lösungen, die benutzerfreundlich, sicher, normgerecht und nachhaltig einsetzbar sind.

Roland van Mark, Beckhoff Automation: Unsere HMIs werden in der Regel an einem Industrie-PC betrieben oder sind selbst als Panel-PC ausgeführt. Dementsprechend lässt sich das breite Spektrum an Security-Maßnahmen nutzen, die ein PC bietet. Und dies ist ein immenser Vorteil unserer PC-basierten Steuerungstechnik insgesamt. Hinzu kommt die Auswahl geeigneter Komponenten, wie langzeitverfügbare und damit dauerhaft mit Updates versorgte Betriebssysteme.

Sven Oberschmidt, Beckhoff Automation: Bei Twincat HMI sind Design und Logik klar voneinander getrennt – die Benutzerfreundlichkeit hat somit keinen direkten Einfluss auf die Cybersecurity. Die zugrunde liegende Logik wird in jeder Version systematisch über Test-Frameworks auf sicherheitsrelevante Aspekte geprüft. Ein hoher Anteil an Eigenentwicklungen vermeidet die Abhängigkeit von Drittanbietern und deren Frameworks bzw. Sicherheitspatches. Gleichzeitig sorgt unser eigenes Framework dafür, dass die Systemverfügbarkeit auch langfristig gewährleistet ist – inklusive Kompatibilität mit aktuellen und zukünftigen Browsern.

Dr. Marc Seißler, Pepperl+ Fuchs: Aus meiner Sicht stehen Cybersecurity und Usability nicht im Widerspruch – im Gegenteil: Gute Usability kann die Akzeptanz und Wirksamkeit von Sicherheitsmaßnahmen deutlich erhöhen. Ein Beispiel ist die Nutzerauthentifizierung. Früher waren Benutzername und Passwort die gängige Lösung – mit dem Risiko unsicherer Passwörter oder ‚Zettel am Monitor‘. Das war weder sicher noch effizient. Heute lassen sich Effizienz und Sicherheit durch moderne Mehrfaktorverfahren deutlich steigern. Viele unserer Kunden setzen inzwischen auf unsere Zone?1- und Zone?2-zertifizierten RFID-Kartenlesegeräte zur sicheren Benutzeranmeldung. Die RFID-Karte fungiert dabei als zusätzlicher Authentifizierungsfaktor, der nicht nur die Sicherheit erhöht, sondern den Anmeldeprozess zugleich vereinfacht.

Gerrit Pape, Phoenix Contact: Die Kombination von hoher Usability mit diesen Anforderungen ist eine komplexe Herausforderung, weil diese Ziele oft im Spannungsfeld zueinander stehen. Die Benutzeroberfläche soll intuitiv und einfach bedienbar sein, während gleichzeitig Sicherheitsmechanismen wie Authentifizierung, Zugriffskontrollen und Protokollierung integriert werden müssen, ohne die Nutzererfahrung zu beeinträchtigen. Gesetzliche Vorgaben, etwa aus der Maschinenrichtlinie oder IEC62443, fordern spezifische Strukturen, die nicht immer nahtlos in ein schlankes UI-Design passen. Zusätzlich müssen Systeme über viele Jahre wartbar und kompatibel bleiben. Die Bedienoberfläche muss auch zukünftige Technologien unterstützen. Unser Ansatz ist es, diese Anforderungen frühzeitig im Entwicklungsprozess zu berücksichtigen und durch modulare, skalierbare Konzepte eine ausgewogene Balance zwischen Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit und Nachhaltigkeit zu schaffen.

Aurel Buda, Turck: Die Herausforderung, hohe Benutzerfreundlichkeit mit steigenden Anforderungen an Cybersecurity und Normkonformität zu vereinen, zählt zu den größten im industriellen Umfeld. Sicherheitsfunktionen dürfen die Bedienbarkeit nicht einschränken, müssen aber zuverlässig und normgerecht umgesetzt sein. Wir setzen auf durchgängige Public-Key-Infrastrukturen, rollenbasierte Zugriffskonzepte und stabile Update-Mechanismen, die sich nahtlos in den Betrieb integrieren lassen. Unsere TAS-Plattform (Turck Automation Suite) ermöglicht beispielsweise Batch-Firmware-Updates für ganze Gerätelandschaften. Zudem ist Turck nach IEC62443 zertifiziert – ein wesentlicher Baustein für die Entwicklung sicherer Produkte nach internationalem Standard. Damit bestätigen wir unseren Anspruch, sichere und gleichzeitig benutzerfreundliche Systeme gemäß der hohen Standards zu entwickeln.

Marcel Büker, Weidmüller: Der kommende Cyber-Resilience-Act verschärft die Anforderungen an Cybersecurity und stellt neue Herausforderungen für die Usability dar. Dem begegnen wir durch den Einsatz neuester Standards und bewährter Konzepte. So unterstützt unser HMI moderne, sichere Single-Sign-On-Lösungen auf Basis des OAuth2-Standards. Auch der Login via RFID-Leser ist mit Procon-Web problemlos möglich. Normvorgaben können die Usability zusätzlich erschweren. Ein Beispiel sind die FDA-Richtlinien, die HMI-Lösungen in der Lebensmittelindustrie betreffen. Hier ist es oft erforderlich, dass Maschinenführer sich für Parameteränderungen stets neu anmelden müssen. Diese Funktionen sind bei uns bereits integriert, sodass keine aufwendigen Skripte nötig sind. Ebenso bieten wir ein unveränderbares Eventlog, das alle Aktionen am HMI lückenlos dokumentiert. Procon-Web ist abwärtskompatibel zu den Vorgängerversionen Procon-Win 3, 4 und 5. Langjährige Kunden können so ihre Projekte einfach migrieren und von den Vorteilen moderner Webtechnologie profitieren – inklusive der flexiblen HMI-Darstellung in Browsern auf nahezu allen Endgeräten.

Teil 1 der Umfrage zu Usability bei HMI-Systemen ist in der vorigen Ausgabe nachzulesen. Hier geht es u.a. darum, wie sich die Benutzerfreundlichkeit auch unter industriellen Bedingungen gewährleisten lässt und welche Designansätze es gibt.