Helio: Unabhängige Maschinenvisualisierung durch den Einsatz von Webtechnologien

Technik für das HMI der Zukunft

Das Human Machine Interface (HMI) im Maschinen- und Anlagenbau wandelt sich: Mehr Flexibilität ist notwendig angesichts der schwankenden Marktsituation sowie sich verändernder Lieferketten und -zeiten. Schneller soll es gehen, sowohl bei der Erstellung als auch bei Anpassungen von Bedienoberflächen. Außerdem soll die Benutzung einfacher werden, das heißt weder Installation noch Programmierung oder Spezialkenntnisse erfordern.
HMI Project, KEB Automation: Responsives Design bei HMIs inspiriert von der Architektur moderner Websites
HMI Project, KEB Automation: Responsives Design bei HMIs inspiriert von der Architektur moderner WebsitesBild: KEB Automation KG / HMI Project GmbH

KEB Automation und die Firma HMI Project reagieren gemeinsam auf diese Herausforderungen und bieten mit dem HMI-Managementsystem Helio eine zukunftsfähige Lösung. Das responsive Design sorgt dafür, dass nur ein HMI projektiert wird und anschließend auf unterschiedlichen Panels und Mobilgeräten nutzbar ist. Die Entwicklungsumgebung kann über einen Webbrowser orts- und plattformunabhängig verwendet werden. Anwender bauen die Struktur ihres HMI auf, das Layout übernimmt Helio. Das HMI ist direkt live verfügbar, wie es später auf der Maschine zum Einsatz kommt.

„Helio stellt den Rahmen für ein Design-System bereit, in dem sich der oder die HMI-Entwickler gemeinsam bewegen“, erklärt Philipp Kruse, CTO bei HMI Project. „Das System ist in der Entwicklungsumgebung direkt anwendbar und ermöglicht die Erstellung von HMIs aus einem Guss – und das ohne sonst notwendige Programmierkenntnisse.“ Hier fließen die Erfahrungen der beiden Kooperationspartner ein. So wird sichergestellt, dass das Endergebnis intuitiv bedienbar ist (Usability) und ein positives Nutzungserlebnis (User Experience) entsteht.

Projektierung und Entwicklung mit Echtzeitdaten

Bei Bedienoberflächen sollten die Endanwender und die Bedienbarkeit im Zentrum stehen.
Bei Bedienoberflächen sollten die Endanwender und die Bedienbarkeit im Zentrum stehen.Bild: KEB Automation KG / HMI Project GmbH

Ein wesentlicher Vorteil beim Konzept des HMI-Managementsystems ist die Arbeit mit Live-Daten. Beim Editieren eines HMIs mit Helio wird kein statisches Bild der zugrundeliegenden Anwendung gezeigt, sondern das reale HMI der Maschine. Dadurch entfallen zeit- und nervenaufreibende Zwischenschritte, da kein Kompilieren zwischen Editor und fertigem HMI stattfindet. „Rapid Prototyping auf der Zielhardware mit realistischen Maschinendaten ist entscheidend für die effiziente Erstellung richtungsweisender HMIs“, führt Kruse weiter aus. „Die Möglichkeit, schnell zu iterieren und Ideen auszuprobieren, beschleunigt die Produktentwicklung deutlich.“

Der Einsatz von bewährten Web-Standards bei der Erstellung von HMIs ermöglicht es dem Benutzer, plattformübergreifend auf jedem Gerät zu arbeiten, das über einen aktuellen Browser verfügt. Dadurch wird das Arbeiten unabhängig von der eingesetzten Hard- oder Software und schafft deutlich mehr Flexibilität. Ein weiterer Aspekt ist die Beständigkeit des Systems. Gestaltete Bedienoberflächen werden zukunftssicher, denn der Austausch von Hardware – seien es Displays, Rechner oder Maschinenkomponenten – hat keinen Einfluss auf die Bedienbarkeit. Auch bei der Art der Eingabemethode, egal ob Maus, Tastatur oder Touch, ist Helio völlig flexibel.

Responsivität ohne Programmieraufwand

Das Editieren von HMIs in Helio selbst funktioniert außergewöhnlich einfach. Weil auch Mitarbeiter ohne Spezialwissen schnell zu guten Ergebnissen kommen, senken sich die Einlern- und die Übergabezeit und somit die Kosten. Um ein HMI mit Helio zu erstellen, werden keinerlei Programmierkenntnisse benötigt, das heißt, die Projektierung ist kein Softwareentwicklungsprojekt mehr. Dadurch kann sich der Steuerungsentwickler eines Maschinenherstellers auf seine Kernkompetenz fokussieren.

Industriemaschinen werden oft für hochspezialisierte Anwendungsfälle in kleinen bis mittleren Stückzahlen entwickelt. Das erfordert ein hohes Maß an Flexibilität für unterschiedliche Anlagen und Kundenanforderungen. Hier bietet es sich für eine schnellere Umsetzung an, diese speziellen Anpassungen durch Konfiguration, anstatt durch den Einsatz von Code zu realisieren. Aufgrund des benutzerfreundlichen No-Code-Ansatzes ermöglicht Helio nicht nur Entwicklern, sondern auch anderen Teammitgliedern, Anpassungen an HMIs vorzunehmen. Projektmanager und UX-Designer können also genauso aktiv an der Umsetzung von HMIs mitarbeiten. „Wer auf die HMI-Entwicklung mit Helio umsteigt, merkt den Unterschied sofort: Ohne Programmieraufwand nutzerfreundliche HMIs zu entwickeln klappt praktisch spielend,“ versichert Philipp Kruse.

Wettbewerbsvorteil: Positive Nutzererfahrung

Industrielle HMIs müssen in Zukunft aus unterschiedlichen Gründen hochgradig anpassungsfähig sein. Denn z.B. können sich Zulieferer von Panels ändern, größere HMI-Panels werden verfügbar oder Kunden möchten Schichtleiter mit mobilen Tablets ausstatten, um Maschinen von jedem Ort in der Produktion aus überwachen zu können. Responsives Design bei HMIs ist inspiriert von der Architektur moderner Web-Seiten: Die Elemente des HMIs passen sich intelligent an das jeweilige Endgerät an. „Egal ob Monitor, Tablet oder Smartphone: Alle HMIs, die mit Helio gebaut sind, optimieren ihre Darstellung automatisch für die jeweilige Screengröße – ohne, dass dafür ein separates Layout erstellt werden muss. Zoomen oder seitliches Scrollen ist nicht erforderlich“, so Kruse.

Gestaltete Bedienoberflächen, bei denen der Nutzer und die Bedienbarkeit im Zentrum stehen, funktionieren besser, weil sie mehr sind als reine Kosmetik an der Oberfläche. Eine positive Nutzererfahrung ist ein großer Wettbewerbsvorteil, weil Kunden damit das volle Potenzial ihrer Maschinen ausschöpfen können. Aber eine gelungene UX erfordert viel Zeit und Aufwand. Um das zu erreichen, müssen Produkt-Teams HMIs erstellen, die nicht nur ihr eigenes mentales Modell widerspiegeln, sondern vor allem auch das der Endanwender. Das erweist sich häufig als schwierig, wenn das Team größtenteils aus Ingenieuren besteht, die auch an der Entwicklung der SPS zur Steuerung der Maschine beteiligt sind. Hier unterstützt Helio und übernimmt aufgrund smarter UX-Komponenten das Interface-Design.

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