In vier Schritten zum wettbewerbsfähigen HMI
Bedienen wie in der Zukunft
Dynamische Produkte
Aktuell sind HMIs oft noch sehr statisch angelegt. Sie sind für einen definierten Kontext gestaltet, eine bestimmte Maschine, eine Bildschirmgröße und einen festen Ort. Allenfalls über das Login werden verschiedene Nutzerrollen adressiert, welche einzelne Werte oder Funktionen aktivieren oder deaktivieren. Die HMIs der Zukunft dürften viel dynamischer sein. Sie werden in Echtzeit darstellbar sein, adhoc für den jeweiligen Kontext und Nutzer komponiert werden und sich automatisch an verschiedene Bildschirmgrößen und -orientierungen anpassen. So werden Benutzerschnittstellen in den nächsten Jahren Schritt für Schritt neue Funktionen und Dienste integrieren, womöglich sogar dann, wenn die Maschine oder Anlage bereits ausgeliefert wurde.
HTML5 und OPC UA
Um zu solchen Szenarien zu gelangen, sind einige Technologieentscheidungen zu treffen. So bietet sich etwa die Realisierung als Web-HMI an. Dabei können zwei etablierte Technologien und Standards kombiniert werden: HTML5 und OPC UA. Damit lassen sich beispielsweise sehr hohe Datendurchsätze in einer robusten, erprobten und abgesichterten Architektur realisieren. Eine Lösung, die auf dieses Technikduo setzt, ist der Web-HMI/Scada-Baukasten WebIQ. Tests haben gezeigt, dass mehrere tausend Prozessvariablen auf einer PC-Plattform nahezu in Echtzeit gespeichert, überwacht und angezeigt werden können – inklusive aktueller Open-SSL-Verschlüsselung. Zusätzlich bietet OPC UA die Möglichkeit, Prozessdaten als Objekte zu strukturieren und anzuzeigen. Strukturen, die etwa in einer Steuerung definiert sind, können über OPC UA bereitgestellt und vom Web Client abgefragt werden. Dies ermöglicht die dynamische Erzeugung einer HMI zur Laufzeit, basierend auf hierarchischen Strukturen. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Responsive Oberflächen
Ein weiterer Schritt ist die Anpassung des HMI-Konzepts und Designs. HMIs sollten eine positive User Experimente vermitteln, problemlos um neuen Funktionen und Dienste erweiterbar sein, Inhalte dynamisch arrangieren können und sich automatisch an unterschiedliche Bildschirmgrößen und -orientierungen anpassen. Das lässt sich mit einem Baukastensystem für das HMI erreichen, das eine sinnvolle Modularisierung erlaubt. Dieser Baukasten könnte beispielsweise den Applikationsrahmen für verschiedene Bildschirmformate (Responsive Design Template) enthalten, standardisierte und individuelle Web Widgets sowie die Design-DNA (Design-Theme). Auf dieser Basis entstehen attraktive und konsistente HMIs. In der Web-Welt ist diese Denkweise schon lange etabliert und wurde von Brad Frost unter dem Stichwort Atomic Design beschrieben. Mit einem HMI-Baukasten lassen sich einzelne Inhalte schnell hinzufügen, adaptieren oder entfernen. Bausteine können die notwendige Elastizität in der agilen HMI-Entwicklung schaffen. Ein modulares HMI ist außerdem die Voraussetzung für das Responsive Design, also die automatische Adaption des HMI an unterschiedliche Bildschirmgrößen und -orientierungen. Die Realisierung eines Baukastensystems und eines dynamischen Layouts ist für viele HMI-Entwickler anfangs sehr ungewohnt, weil sie sich beim Realisieren des HMI von etablierten Vorgehensweisen, etwa dem festen Positionieren von Controls an einer xy-Position, verabschieden müssen. Hier kann die Zusammenarbeit mit erfahrenen Web-HMI-Experten helfen, Hürden zu überwinden und ein Konzept und Design zu erarbeiten. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Just-in-Time-Komposition
Der letzte Schritt ist die dynamische Erzeugung der HMIs. HMIs werden künftig verstärkt ad-hoc, also im Moment der Anforderung, erzeugt. Dabei werden die momentane Anlagenkonfiguration ebenso berücksichtigt wie der aktuelle Kontext, beispielsweise die Anzeige eines Fehler- oder Service-Falles, die Information einer im Hintergrund laufenden KI oder die individuellen Anforderungen des Nutzers. Diese Vorgehensweise ist heutzutage bei vielen Webseiten bereits Realität. Dort spricht man von Hyperpersonalisierung. Sie wird durch die etablierten Content Management Systeme (CMS) und den Einsatz entsprechender Skripte ermöglicht. Auch bei der Maschinen- und Anlagenvisualisierung wird die Just-In-Time-Komposition des HMI zunehmend eingesetzt. Allerdings hat nicht jeder Projektierer oder Inbetriebnehmer das entsprechendes Programmierwissen, um die Skripte zu bearbeiten. Eine Lösung können hybride Systeme darstellen, wie die die bereits erwähnte Anwendung WebIQ, welche einerseits die dynamische HMI-Erzeugung mittels Skripten unterstützt, aber gleichzeitig eine grafische ‚What you see is what you get‘-Entwicklungsumgebung zur Bearbeitung der Bausteine und Templates ohne Programmierkenntnisse anbietet.
