Designüberlegungen für effektive HMIS
Artikel#: 00078
Datum: 2022-08-22
Autor: Radim
Warum ist ein gut durchdachtes HMI-Systemdesign (HMI = Human Machine Interface, Mensch-Maschine-Schnittstelle) wichtig?
HMI-Systeme sind die Hauptkontaktstelle zwischen dem Benutzer und der Maschine oder dem Prozess.
Die Effektivität des HMI-Systems kann die allgemeine Systemakzeptanz beeinflussen - tatsächlich kann sie in vielen Anwendungen über den Gesamterfolg oder Misserfolg eines Produkts entscheiden.
Abhängig von den Anwendungsanforderungen kann ein HMI-Element alles sein, von einem Bedienfeld mit einer Reihe elektromechanischer Bedienelemente wie Drucktasten, Schlüsselschalter oder Drehschalter bis hin zu einer mehrschichtigen grafischen Touchscreen-Oberfläche, die mit Produktions- und/oder Unternehmenssystemen vernetzt ist.
Das HMI-System wird nach seiner Benutzerfreundlichkeit beurteilt, wozu gehört, wie einfach es zu erlernen ist und wie produktiv der Benutzer sein kann.
Ein gut gestaltetes HMI-System bietet mehr als nur Steuerungsfunktionen und Informationen - es stellt dem Bediener aktive Funktionen zur Verfügung, die er ausführen muss, Feedback zu den Ergebnissen dieser Aktionen und Informationen über die Systemleistung.
Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Implementierung eines HMI-Systems ist eine gründliche Definition und ein umfassendes Verständnis der Bediener.
Das Verständnis der verschiedenen Kriterien für Layout, Komponentenauswahl, Ergonomie, Sicherheit, branchenspezifische/internationale Vorschriften und eine Vielzahl anderer Design- und Herstellungsoptionen und -einschränkungen ist auch für ein optimales HMI-Systemdesign absolut entscheidend.
Optimale Bedienbarkeit, Effizienz und Sicherheit sind die Ziele bei der Gestaltung von Bedienelementen.
Eine ausgeklügelte Mischung aus Design- und Layoutüberlegungen, wie z.B. zeitgemässer Stil, Farbe und taktile Reaktion, zusammen mit ergonomischen und intuitiven Bedienelementen schaffen ein optimales Benutzererlebnis, das die Kundenzufriedenheit mit dem System bestimmt.
Welche Bedienelemente und Anzeigen sind zweckmässig und einfach zu bedienen?
Die Optionen reichen von verschiedenen Arten von Aktuatorfunktionen und Beleuchtung bis hin zu Drucktasten, Schlüsselschalter und Not-Aus-Tasten für die Sicherheit – alle in verschiedenen Formen, Farben und Grössen, um das HMIS einfach bedienbar zu machen.
Auch Displays mit Basisfunktionen wie Anzeige von Eckdaten, Alarme und Systemstatus können eingesetzt werden.
Häufig verwendete Funktionen wie Stopp/Start und Schnellpositionierung können diskreten Drucktasten zugewiesen werden.
Wo Wasser, Kraftstoff, Reinigungslösungen, Feinstaub und andere Materialien mit den HMI-Panels in Kontakt kommen können, gelten die entsprechenden internationalen Schutzarten (IP = ingress protection).
HMI-Systeme müssen auch Temperaturschwankungen, übermässiger Hitze und Kälte usw. sowie Stössen, Vibrationen und hohen Einschaltdauern standhalten.
Die Bedienelemente müssen auch langlebig und möglichst manipulationssicher sein.
Von wo aus soll der Bediener die Maschine oder Teilfunktionen der Maschine steuern können?
Das Bedienfeld-Layout sollte die Bedienelemente in der erwarteten Verwendungsreihenfolge präsentieren, zusammengehörige Bedienelemente gruppieren und die Notwendigkeit für den Bediener minimieren, die Position zu ändern.
Wie viele Funktionen werden über die Schnittstelle gesteuert?
Wo eine einzelne Funktion durch Drucktasten, Schlüsselschalter und Drehschalter bedient werden kann, könnten mehrere Funktionen mehrere Bildschirmanzeigen erfordern, um Bedienerfunktionen und -optionen abzudecken.
Wie und wo soll die Maschine den Bediener über normale und abnormale Zustände informieren?
Definiert klare und konsistente Signalisierungskonventionen!
Das Bedienfeld-Layout und die Signalelemente sollten so gestaltet sein, dass sie dem Bediener funktionale Gruppen zusammengehöriger Informationen auf vorhersehbare und konsistente Weise liefern.
Das Layout sollte so organisiert sein, dass der Bediener im Voraus deutlich darauf hingewiesen wird, wann die nächste Bedieneraktion erforderlich ist.
Welche Art von visuellem, akustischem oder taktilem Feedback dient dem Bediener am besten bei der Ausführung der definierten Funktionen?
Feedback ist entscheidend für ergonomisches Industriedesign!
Stelle sicher, dass das Feedback des Drückens einer Taste, des Umschaltens eines Schalters oder der Eingabe eines Befehls absolut deutlich sind.
Bestimme, ob das Bedienerfeedback visuell, akustisch, taktil oder eine Kombination mehrerer Techniken ist.
Welche Standards gelten – Industrie, Sicherheit, International?
Internationale Standards können die Platzierung von Komponenten, die Grösse und Farbe der Beschriftung, die Konfiguration von Not-Aus-Schaltern und Schutzvorrichtungen sowie andere ergonomische Faktoren beeinflussen, die die Benutzerfreundlichkeit, Effizienz und Sicherheit verbessern.
Gibt es Sicherheitsüberlegungen? Sind Not-Aus-Schalter erforderlich?
Not-Aus-Schalter gewährleisten die Sicherheit von Personen und Maschinen und bieten eine konsistente, vorhersehbare, ausfallsichere Reaktion.
Die meisten elektrischen Maschinen müssen mit diesen speziellen Not-Aus-Sicherheitseinrichtungen ausgestattet sein, um die Arbeitssicherheit und die geltenden internationalen und nationalen gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen.
Zusammengefasst: HMI-Elemente zum Maschinensteuerung und Signalisierung müssen intuitiv, selbsterklärend, informativ, an der richtigen Stelle, zugänglich, nützlich, robust und sicher sein.
Literaturhinweis:
- Technical Article - Design Considerations for Effective HMIS; https://eao.com/downloads/
© Radim-Automation, 2020–2025. Alle Rechte vorbehalten.
Die Verbreitung dieses Artikels ist mit Angabe der Quelle (Link zur Originalseite) ausdrücklich gestattet.
Verwandte vorherige Artikel:
- Sicherheitsrelais versus Sicherheits-SPS
- Erkenntnisse aus einem abgeschlossenen Projekt sind unbezahlbar
- Maschinenmodularisierung
- Modulare Softwarearchitektur
- Hardwarekonzept
- Ein gutes Konzept = Kompletter Satz geeigneter Lösungen
- Gibt es auch Nachteile?
- Denke kritisch!
- Entwerft Maschinen mit Fokus auf die Fähigkeiten und Bedürfnisse des Benutzers
- Lerne von deiner Reise!
- Sammelt alle Anforderungen und sortiert sie!
- Wer wird operieren?
- HMI- und SPS-Anwendungen sollen zusammenwachsen
- Willst du damit wirklich beginnen?
- Ich sehe was, was du nicht siehst
- Mehr als nur starten und stoppen
- Sicherheit zuerst!
- Mach die richtigen Dinge und mach sie richtig!
- Definiere kontinuierlich Testszenarien und Testfälle!
- Mach es nicht schlimmer!
- Behaltet die Antworten auf die Frage "Warum"
- Alles ist schwierig, bis es einfach wird
- Verwirkliche jede gute Idee so schnell wie möglich!
- Industrielle Evolution - Höre eurem Kunden zu und folge neuen Trends!
- Bleibe wachsam!
- Hab einen Experten zur Hand!
- Was braucht der Kunde?
- Enttäuscht euren Kunden nicht!
- Stelle Fragen!
- Entwickle Verantwortungsbewusstsein!
- Konzentriere dich auf das Ziel!
- Überlege auf dem Papier!
- Überprüfe das Ergebnis!
- Halte es einfach!
- Erfolg ist kein Zufall
- Gute Kommunikation ist wichtig
- Entwicklung ist Evolution
- Transparenz und Zuverlässigkeit
- Von einer Idee zu einem konsistenten System
Verwandte nächste Artikel:
- Klare Signale
- Sprich mit den Bedienern
- Ohne Sensoren geht es nicht
- SPS-Netzwerkdiagramm
- Halte die Dokumentation während des gesamten Projekts auf dem neuesten Stand
- Grafikdesigner
- High Performance HMI
- HMI - Habt einen konsistenten Stil
- HMI – Übertreibt es nicht mit komplexem Design
- HMI ist keine Webseite
- Auswahl eines HMI-Displays
- HMI-Layout und richtige Displaygrösse
- HMI-Layout-Design
- HMI-Navigation
- HMI – Zurück- und Vorwärts-Navigationstasten
- HMI - Verstecke nichts
- HMI - lästige Pop-up-Fenster
- HMI - Farben in der Visualisierung
- Was macht eine HMI intuitiv?
Kommentar#: 00001
Datum: 2022-08-22
Benutzer: Radim
"Mehrere Formen, Texturen und haptische Reaktionen werden verwendet, um bestimmte Steuerfunktionen zu unterscheiden und einen taktilen Indikator bereitzustellen, ohne dass die Notwendigkeit besteht, auf die Bedienelemente zu schauen."
Übersetzt von:
- Technical Article - Design Considerations for Effective Human Machine Interface Systems.
- https://eao.com/downloads/
Kommentar#: 00002
Datum: 2022-09-05
Benutzer: Radim
"Ein Produkt ist so gut wie sein schwächstes Glied. Ein Ausfall des HMI-Systems wird meist als Ausfall des Kernsystems selbst wahrgenommen.
Daher sollte die Bedienerschnittstelle auf ein noch höheres Mass an Zuverlässigkeit ausgelegt werden, da sie die kritische Verbindung zwischen dem Bediener und des Geräts darstellt."
Übersetzt von:
- Technical Article - Design Considerations for Effective Human Machine Interface Systems.
- https://eao.com/downloads/
Kommentar#: 00003
Datum: 2022-09-05
Benutzer: Radim
"Ein Drehschalter mit markierten Iterationen kann auch verwendet werden, um eine schnelle visuelle Anzeige bereitzustellen."
Übersetzt von:
- Technical Article - Design Considerations for Effective Human Machine Interface Systems.
- https://eao.com/downloads/
Kommentar#: 00004
Datum: 2022-09-05
Benutzer: Radim
"Allerdings würde nicht jedes HMI von einer kapazitiven iPhone-ähnlichen Schnittstelle profitieren.
Touchscreens sind keine gute Wahl in Umgebungen, in denen sich Öl, Kondenswasser oder Schwebstoffe auf flachen Oberflächen ansammeln können.
In anderen Anwendungen, zum Beispiel wo Bewegung gesteuert wird, könnte eine kapazitive Schnittstelle weniger effektiv als ein Joystick sein, um dem Bediener eine effektive Steuerung und taktiles Feedback bereitzustellen.
Drucktastenschalter ermöglichen auch eine einfachere Handhabung, wenn Handschuhe getragen werden."
Übersetzt von:
- Technical Article - Design Considerations for Effective Human Machine Interface Systems.
- https://eao.com/downloads/
Kommentar#: 00005
Datum: 2022-09-05
Benutzer: Radim
Überlegen Sie, wo die Start-, Stopp- und Not-Aus-Tasten platziert werden sollen:
Von wo aus sollte eine Person die Maschine auf normale Weise stoppen können und von wo aus muss sie die Maschine im Notfall stoppen können?
Von wo aus kann jemand die Maschine oder eine ihrer Funktionen starten, um sicherzustellen, dass es sicher ist? Muss er/sie die Maschine sehen können, um sie starten zu dürfen, ohne Gefahr zu laufen, Personen zu verletzen oder die Maschine zu beschädigen?
Kommentar#: 00006
Datum: 2022-09-10
Benutzer: Radim
"Machen Sie HMI-Design aus der Benutzersicht. Sprechen Sie direkt mit den Benutzern. Fragen Sie nicht, wie Sie das HMI verbessern können; Die meisten werden es nicht wissen, und einige Kommentare können Sie auf den falschen Weg führen. Fragen Sie stattdessen die Benutzer, welche Aufgaben sie erledigen müssen, und finden Sie heraus, welche Informationen sie benötigen, um diese Aufgaben einfach und erfolgreich zu erledigen. Beobachten Sie sie bei der Arbeit."
- opto22.com; Building an HMI that works - New best practices of operator interface design (06/04/2021)
Kommentar#: 00007
Datum: 2023-07-14
Benutzer: Radim
"Eine gute Benutzeroberfläche ist leicht zu erlernen, führt zu schnelleren Reaktionszeiten, sichereren Abläufen und höherer Produktivität. Sie verdienen ein System, das intuitiv ist – eines, mit dem Sie auf einen Blick erkennen können, welche Massnahmen ergriffen werden müssen, und das einfach zu navigieren ist."
Übersetzt von:
- General Electric (2021). Modern HMI/SCADA Guidebook for Efficient Operations.
- https://www.ge.com/digital/lp/modern-hmiscada-guidebook-efficient-operations
Kommentar#: 00008
Datum: 2023-08-10
Benutzer: Radim
"Die Informationen, die auf einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) einer Maschine verfügbar sein sollten, hängen stark von der Art der Maschine und ihrer Anwendung ab. Hier sind jedoch einige grundlegende Informationen, die oft in einer GUI angezeigt werden:
1. Statusinformationen: Die GUI sollte wichtige Statusinformationen über die Maschine anzeigen, z.B. ob sie eingeschaltet oder im Betrieb ist, ob sie Probleme oder Fehlermeldungen hat, und ob alle Systeme ordnungsgemäß funktionieren.
2. Betriebsparameter: Zeigen Sie die aktuellen Betriebsparameter der Maschine an, wie z.B. Geschwindigkeit, Temperatur, Druck, Spannung usw. Dies ermöglicht es dem Benutzer, den aktuellen Zustand der Maschine zu überwachen und bei Bedarf anzupassen.
3. Prozessübersicht: Wenn die Maschine in einem laufenden Prozess involviert ist (z.B. Herstellung, Bearbeitung, Analyse), sollten relevante Prozessdaten und -schritte auf der GUI angezeigt werden. Dies kann dem Bediener helfen, den Fortschritt des Prozesses zu überwachen und potenzielle Abweichungen zu erkennen.
4. Warnungen und Fehlermeldungen: Zeigen Sie Warnungen oder Fehlermeldungen an, falls Probleme oder kritische Situationen auftreten. Dies ermöglicht es dem Bediener, schnell zu reagieren und angemessene Maßnahmen zu ergreifen.
5. Benutzerinteraktion: Bieten Sie Schnittstellen für die Benutzerinteraktion an, z.B. um Einstellungen anzupassen, Parameter zu ändern oder Befehle zu geben. Hierzu gehören Schaltflächen, Dropdown-Menüs, Textfelder und andere Elemente.
6. Historische Daten: Ein Verlauf oder Protokoll vergangener Ereignisse und Aktivitäten kann hilfreich sein, um Trends zu erkennen, Fehler zu diagnostizieren oder Leistungsverbesserungen vorzunehmen.
7. Dokumentation und Hilfsmaterial: Stellen Sie Bedienungsanleitungen, Hilfe-Tutorials oder Links zu weiteren Informationen zur Verfügung, damit Benutzer sich über die Bedienung, Wartung und mögliche Problemlösungen informieren können.
8. Visualisierungen: Je nach Anwendung können Diagramme, Grafiken oder visuelle Darstellungen relevanter Daten nützlich sein, um Zusammenhänge und Trends leichter zu erkennen.
9. Benutzerprofile und Einstellungen: Erlauben Sie Benutzern, individuelle Profile anzulegen und spezifische Einstellungen für ihre Arbeitsweise zu konfigurieren.
10. Sicherheitsinformationen: Falls die Maschine potenziell gefährlich sein kann, sollte die GUI Sicherheitshinweise, Not-Aus-Schaltflächen oder andere Sicherheitsmechanismen anzeigen.
11. Kontaktinformationen und Support: Geben Sie Kontaktinformationen für den technischen Support oder Kundendienst an, falls Benutzer Hilfe oder Unterstützung benötigen.
Es ist wichtig, die GUI basierend auf den Bedürfnissen der Benutzer und der Art der Maschine sorgfältig zu gestalten, um eine benutzerfreundliche und effiziente Erfahrung zu gewährleisten."
- https://chat.openai.com (Welche Informationen sollten auf der grafischen Benutzeroberfläche der Maschine verfügbar sein?)
Kommentar#: 00009
Datum: 2024-07-03
Benutzer: Radim
Bedenken Sie, dass der Bediener das System manchmal in Panik bedient und einen kurzen und schnellen Weg zum Ziel und eine schnelle Reaktion des Systems benötigt. Das System muss den Bediener darüber informieren, was passiert ist und was vom Bediener erwartet wird.