Was ist ein Human-Machine-Interface (HMI)? - Benutzerschnittstelle einfach erklärt!

Mensch-Maschine-Schnittstellen, kurz HMI, sind wichtige Bestandteile industrieller Prozesssteuerungssysteme. Darüber hinaus sind sie für Industrie 4.0 unerlässlich.

Sie fungieren als Brücke zwischen dem Bediener und dem Prozess selbst, indem sie den Steuerungen eine einfache und benutzerfreundliche Möglichkeit zur Interaktion mit den Maschinen bieten.

Dank der Fortschritte in der HMI-Technologie können immer kompliziertere Aufgaben bewältigt werden, ohne dass die Bediener über fortgeschrittene technische Kenntnisse verfügen müssen.

Aber was versteht man unter HMI eigentlich?

In diesem Blogbeitrag möchte ich alle Fragen zu diesem Thema klären.

Wie wird der Begriff HMI definiert?

Das sogenannte Human-Machine-Interface, kurz HMI, beschreibt den Teil einer Maschine, der einem Menschen die Möglichkeit bietet, mit ihr zu interagieren und sie zu bedienen.

Da die Funktionsweise dieser Maschinen immer komplizierter wird, muss auch die dazugehörige Mensch-Maschine-Interaktion (HMI) mithalten, was das Risiko erhöht, dass sie für den durchschnittlichen Benutzer zu komplex wird.

Zum Glück konzentrieren sich die meisten modernen HMI-Designs darauf, einen Mittelweg zwischen Komplexität und Benutzerfreundlichkeit zu finden.

Was sind die Bestandteile eines HMI-Systems?

Das Human-Machine-Interface besteht aus drei Komponenten:

• einem Menschen, der mit dem Display interagiert,
• einem Eingabefeld, mit dem gewünschte Aktionen an der Maschine ausgelöst werden,
• und einer Maschine, die auf die Eingabe reagiert.

Durch die HMI-Technologie können die Benutzer die Reaktion ihrer Maschinen an wichtigen Punkten auf einem Display beurteilen.

So können sie genau sehen, wie sich ihre Eingaben in die Benutzerschnittstelle auf die Funktionalität der von ihnen gewählten Maschine auswirken, ohne dass sie direkt mit ihr interagieren müssen.

Durch die Ausstattung von Maschinen mit HMIs können die Menschen ihre Interaktion mit komplexen Systemen auf sichere und effiziente Weise im Auge behalten.

Die Evolution des Human-Machine-Interface

Die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist so alt wie die erste Maschine und begleitet den Menschen schon seit Jahrtausenden.

Eine auffällige Veränderung ist die zunehmende technische Komplexität und damit auch das zunehmende Fachwissen, das der Benutzer für die Bedienung benötigt. Die Benutzeroberfläche ist im Laufe der Zeit immer komplexer geworden und für einen Laien unmöglich zu verstehen.

Mit dem Einzug der Elektronik in die industrielle Fertigung ist die Bedienung von leistungsstarken Maschinen viel einfacher geworden.

Die technischen Grundlagen der Hydraulik und der elektrischen Antriebe machten Maschinen und Anlagen nicht nur weniger gefährlich und leistungsfähiger - zum ersten Mal war es möglich, die Bedienung weit vom eigentlichen Einsatzort der Maschine zu entkoppeln.

Es wurde möglich, mit wenigen Handgriffen beliebig große Effekte an weit entfernt aufgestellten Anlagen auszulösen. Damit konnte die HMI bereits einen entscheidenden Beitrag zur Maschinensicherheit leisten.

Als die EDV in den 1980er Jahren allmählich Einzug in die Fabriken hielt, gehörte die Bedienung von Tastaturen und Bildschirmen zunehmend zum Arbeitsalltag von Büroangestellten und Facharbeitern.

Die programmgesteuerten HMIs zeigten schnell, dass sie viel leistungsfähiger waren als die zuvor verwendeten starren Systeme.

Was sind die Vorteile bei der Nutzung von HMI's?

Der Einsatz einer Mensch-Maschine-Schnittstelle wird immer beliebter, da er eine Reihe von Vorteilen und Mehrwerten mit sich bringt.

• Der Einsatz von HMI sorgt für Betriebssicherheit durch geringere Ausfallzeiten und schnellere Ausführung.
• Außerdem erleichtert es das Verständnis der gesammelten Daten durch die Visualisierung dieser Details in Echtzeit.
• Um die Leistung weiter zu steigern, kann man Aufgaben mit flexiblen Optionen überwachen, diagnostizieren und steuern.
• Mit der Prozessoptimierung lassen sich Kosteneinsparungen erzielen, denn durch die frühzeitige Erkennung können potenziell teure Ausfallzeiten vermieden werden.
• Bei Bedarf kann das System mit Knotenpunkten an bestimmten Standorten oder aus der Ferne über das Internet der Dinge verbunden werden, was letztlich zu einer Effizienzsteigerung durch eine agilere Reaktion auf Umwelteinflüsse führt.

HMI & SCADA

HMI (Human-Machine-Interfaces) und SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) sind zwei miteinander verknüpfte, aber unterschiedliche technische Lösungen.

SCADA

SCADA-Systeme sind wesentlicher Bestandteil der industriellen Prozesssteuerung.

Es kombiniert eine Vielzahl von Systemen und Komponente wie SPS, Sensoren und RTUs, um Daten sicher zu sammeln, lokal zu speichern und große Anlagen wie ein ganzes Werk oder einen Standort automatisch zu steuern.

HMI

Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ist dabei genauso wichtig - sie bietet den Nutzern ein benutzerfreundliches Dashboard, mit dem sie das SCADA-System steuern können, was die Kontrolle und Wartung vereinfacht.

Während das SCADA-System die Daten sammelt, übernimmt ein HMI diese Informationen und stellt sie den Benutzern zur Verfügung.

Ohne ein funktionierendes HMI können Nutzer jedoch nicht erkennen, welche Parameter ihre Anlagen haben oder wie man sie steuert.

Gleichermaßen ist es für das SCADA-System ohne ein intuitives Human Machine Interface unmöglich, die Betriebsparameter anzuzeigen und Anlagen zu steuern.

Zusammen ermöglichen das SCADA-System und die HMI einen effizienten Anlagenbetrieb.

Zukunftsausblick für HMIs

• In Zukunft werden HMIs eine immer wichtigere Rolle spielen, da Daten in industriellen Prozessen immer mehr in den Mittelpunkt rücken.
• Die Unternehmen entscheiden sich für leistungsstarke HMIs, die die Aufmerksamkeit des Benutzers nur auf die wichtigsten Informationen lenken.
• Um Erkenntnisse aus den Daten zu gewinnen, werden sich die Unternehmen mit der Weiterentwicklung der Technologie noch stärker auf fortschrittliche Datenanalysen und künstliche Intelligenz verlassen.
• In Zukunft könnten HMIs auch Augmented Reality (AR)- und Virtual Reality (VR)-Technologien enthalten.

Fazit zu HMIs

Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) ist ein System, das es Menschen ermöglicht, mit Maschinen zu interagieren.

HMIs können in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt werden, z. B. in Fabriken, Büros und anderen Industrieanlagen. Sie ermöglichen es den Benutzern, Daten einzusehen und Vorgänge in Echtzeit zu steuern.

In Zukunft könnten HMIs noch ausgefeilter werden und Augmented-Reality- und Virtual-Reality-Technologien nutzen, um ein noch intensiveres Erlebnis für die Nutzer/innen zu schaffen. Dies würde die Effizienz und Leistung der Anlagen noch weiter steigern.

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Unser Ziel ist es, die perfekte HMI von Grund auf neu zu entwickeln und speziell für dein Unternehmen zu gestalten, damit du bei jedem Schritt eine effiziente und zuverlässige Leistung erhältst.

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