Technik - Kommunikation

Trends in der Interaktion von Mensch und Maschine

Maschinen und Anlagen der Verpackungstechnik müssen heute immer komplexere Anforderungen erfüllen. So sollen sie mit regionalen und zielgruppenspezifisch angepassten Verpackungsvarianten, immer kleineren Losgrößen sowie häufig wechselnden Formaten, unterschiedlichen Verpackungs-
materialien und dergleichen zurechtkommen sowie den länderspezifischen Gesetzen genügen. Diese zunehmend komplexere Technik muss zudem noch von Menschen ohne spezifische Berufsausbildung sicher beherrschbar sein. Das alles stellt höchste Ansprüche an das Entwickeln geeigneter Bedienkonzepte und der dazu gehörigen Mensch-Maschine-Schnittstellen. Die Zukunft im Blick, diskutierten die Symposiumsteilnehmer vor allem die Möglichkeiten mobiler Endgeräte wie Smartphones oder Tablet-PCs als Bediener-
schnittstelle sowie die Chancen neuer Technologien wie der AR (Augmented Reality) im Produktionsalltag.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die meisten Teilnehmer derzeit nicht davon ausgehen, dass schon in naher Zukunft das Bedienen von Maschinen und Anlagen ausschließlich über mobile Endgeräte erfolgt. Sie dürften zunächst eher als Ergänzung zu stationären Bedienkonsolen zu sehen sein, wogegen letztere dann immer noch 80 Prozent der Mensch-Maschine-Schnittstellen ausmachen. Wie schnell sich jedoch mobile Bediengeräte und AR-Konzepte im industriellen Alltag integrieren lassen oder diesen sogar revolutionieren, hängt primär von der Nachfrage des Marktes ab. Und da stehen die Zeichen vor allem auf mehr Flexibilität, immer realistischeren virtuellen Abbildungen mit immer intelligenteren und intuitiv erfassbaren Bedienoberflächen.

Zudem ist digitale Mobilität heute für immer mehr Menschen ein zentrales Grundbedürfnis. Das hat auch Einfluss auf das Gestalten von Benutzeroberflächen und Bedienkonzepten für Maschinen und Anlagen. Wenn diese ähnlich denen von Smartphones oder Tablett-PCs sind, wären potenzielle Maschinenbediener bereits ohne Schulung mit dem prinzipiellen Umgang der Nutzeroberflächen vertraut.

Fotorealistische Darstellung aller Maschinenteile
Gastredner Jörg Riekenbrauck, Leiter Elektrotechnik bei Uhlmann Pac-Systeme, gab Einblick in das neue Maschinen-Bedienkonzept des auf Pharmaverpackungen spezialisierten Unternehmens. Die Entwickler und Konstrukteure haben hier zunächst genau analysiert, was der Kunde letztlich mit dem System machen will. So entstand das Konzept der Schrittketten, einer logischen Folge genau definierter Funktionen der Anlagen, wie beispielsweise das Einrichten der Maschine, Format einfahren, Auftrag starten, Folie einziehen, Produktion starten usw. bis hin zu Wartungsarbeiten an der Maschine. Zudem kann der Bediener in jeder Stufe des Prozesses einsteigen und gezielt die für den jeweiligen Vorgang benötigten Daten und Funktionen abrufen. Je nach Zugriffsberechtigung hat er die Möglichkeit, quasi durch die gesamte Anlage zu surfen und sich jederzeit über einzelne Vorgänge, deren Status oder die erforderlichen Eingriffs-
möglichkeiten zu informieren - und zwar von jedem Ort aus. Die Navigation selbst erfolgt dabei bereits so, wie Benutzer es heute vom Surfen im Internet mittels Smartphone oder Tablet-PC her gewohnt sind. Die fotorealistischen Darstellungen aller Maschinenteile sorgen für ein hohes Maß an Transparenz und Sicherheit durch die eindeutige Identifikation von Maschinen oder deren Komponenten.

Professor Dr.-Ing. Martin Schmauder vom Institut für Technische Logistik und Arbeitssysteme der TU Dresden führte die Symposiumsteilnehmer in das Thema „Maschinenbedienung unter Stress" ein. Typische Fehler aufgrund von Stresssituationen sind das Vergessen von Teilschritten, das Übersehen von Qualitätsabweichungen oder falsche Zustandsbewertungen usw. So zeigten Versuche mit Probanden, dass ein sukzessives Steigern der Komplexität von Arbeitsabläufen schnell zu stressbedingten Fehlern führt. Dabei kann es sich um Dokumentationsfehler, Bedienfehler oder sogar gefährliche Eingriffe in den Prozess selbst handeln. Fehler dieser Art ließen sich durch den Einsatz einfacherer und vor allem intuitiv erfassbarer Bedienoberflächen deutlich verringern. Weiter bietet sich ein gezieltes Training von Automatismen und Reflexen an, ähnlich dem Pilotentraining im Flugsimulator. So könnten Maschinenbediener den Umgang mit Problem- und Gefahrensituationen anhand von Schulungs- und Simulationsprogrammen erlernen.

Marc Seißler vom DFKI (Deutschen Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH) wiederum zeigte auf, dass es bei der Konzeption von Bediensystemen zunehmend darauf ankommt, Marktveränderungen und die sich daraus ergebenden Chancen rechtzeitig zu erkennen, um sie schneller als mögliche Wettbewerber umzusetzen. Als Beispiel führte er das Gebiet der „Augmented Reality" (erweiterte Realität) an. Sie lässt ein Mehr an Sicherheit, Flexibilität und Produktivität beim Bedienen von Maschinen und Anlagen erwarten. So sollen mit „intelligenten" Sensoren ausgestattete Systeme den Benutzer zukünftig eigenständig über ihren technischen Zustand, Störungen sowie mögliche Störungsursachen, Verbrauchsdaten, Leistung, den aktuellen Produktions- oder Prozessstatus und dergleichen informieren. Eines der vorgestellten Konzepte basiert auf Markern an Maschinen und Anlagen. Diese Marker können einfache Schilder mit Symbolen, Zahlen oder Buchstaben sein, die sich leicht über die integrierten Kameras von Smartphones oder Tablet-PCs erfassen lassen. Die Bilderkennungssoftware identifiziert anhand dieser Marker die betreffende Maschine oder Maschinenkomponente und spielt die jeweils erforderlichen Daten sowie virtuellen Bedienoberflächen in das mobile Endgerät ein.

Fazit: Die Symposiumsteilnehmer erwarten für die Zukunft immer intelligentere Maschinen, die dem Anwender jederzeit situationsbedingte Entscheidungshilfen bieten, sei es beim Anfahren der Anlage, während der einzelnen Produktionsphasen oder im Störungsfall. Vor allem aber geht es um Prozess-
transparenz, denn Menschen arbeiten sicherer, wenn Maschinen für sie nicht nur als Blackbox-Modelle existieren, sondern sie jederzeit wissen, was sie wann, wo und warum mit ihnen machen.

Über die Firma
VDMA - Verband Deutscher Maschinen-und Anlagenbau e. V.
Frankfurt/Main
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