Um Produktivität, Effizienz und Sicherheit zu steigern, sollten Firmen ihren Mitarbeitern digitale Werkzeuge an die Hand geben, mit denen sie Standardabläufe rationalisieren, Komplexität reduzieren, schneller Entscheidungen finden sowie einen ortsunabhängigen On-Demand-Zugriff auf Informationen sicherstellen können. Kabellose Anlagennetze und IIoT-Technologien stützen die digitale Transformation von Abläufen. Ein entscheidender Teil dieses Wandels findet sich in mehr Mobilität der Mitarbeiter und flexiblerem Zugang zu verwertbaren Daten.
HMI unterstützt mobile Mitarbeiter
Bei der Überwachung und Steuerung von Anlagen, Ausrüstungen und Prozessinformationen arbeiten die Bediener traditionell an fest installierten Mensch/Maschine-Schnittstellen in Kontrollräumen. Diese Arbeitsplätze werden oft durch lokale HMIs in der Fabrikhalle in der Nähe einer bestimmten Maschine oder Anlage ergänzt, obwohl diese in der Regel nur eine begrenzte Funktionalität bieten. Ein modernerer Ansatz besteht darin, den Mitarbeitern durch leistungsstarke Handheld-HMI-Lösungen mehr Mobilität zu bieten. Solche Geräte geben den Mitarbeitern die Möglichkeit, sich vom Kontrollraum in die Fertigung zu begeben und Probleme vor Ort zu lösen. Für einige Anwendungen kann eine feste Bedienstation immer noch erforderlich sein, aber viele andere profitieren von der Einführung mobiler Bedienstationen. Ein Beispiel wäre die Einstellung eines Sollwerts und die Beobachtung seiner Wirkung. Benötigt der Bediener Unterstützung durch das Wartungspersonal, kann dieses über das mobile HMI kontaktiert werden. Die Fehlerbehebung findet dann in Zusammenarbeit statt.
AR als erweiterte Realität
Die Integration von Augmented Reality (AR) kann die Mensch/Maschine-Schnittstelle komplett neu definieren, denn so lässt sich die physische Welt des Bedien- und Wartungspersonals durch computergenerierte Inhalte erweitern. Durch den Einsatz von AR ist es möglich, der Umgebung in Echtzeit Informationen hinzuzufügen, was sich als äußerst hilfreich bei der Bewertung der aktuellen Umstände erweist. Solche ergänzenden audio-visuellen Informationen werden von elektronischen oder IT-Geräten bereitgestellt. AR eignet sich sowohl für die Fertigungs- als auch für die Prozessindustrie und lässt sich in Verbindung mit Standard-HMI-Anzeigen nutzen. Bediener werden unmittelbar über jedes Anlagenproblem informiert und erhalten vor Ort die relevanten Informationen in Echtzeit. Auf dieser Basis können sie dann schrittweise und gegebenenfalls unter AnleitungOperationen oder Einstellungen ausführen.
Ursprünglich wurden AR-Anwendungen vor allem mit Smartphones oder Tablets genutzt, bei denen Bilder mit der integrierten Webcam aufgenommen wurden. Tragbare Industrie-HMIs haben die Bandbreite erweitert und neue Einsatzmöglichkeiten geschaffen. Ein solches AR-Gerät ist über WLAN mit dem Leitsystem oder direkt mit den Feldgeräten verbunden. Die Geräte werden in der Regel als Set geliefert, das auch Brillen oder Helme mit Displays, Kameras und Audio-Hardware umfasst. Auf einem tragbaren Bildschirm können diese Systeme dynamische Echtzeit-Informationen anzeigen, die für die Aufgabe relevant sind, sowie Prozessdaten, Systemstatus, alarmbezogene Informationen, erforderliche Aktionen und hilfreiche Informationen. Die Bediener können die erforderlichen Befehle wie Start, Stopp, Sollwert-Änderung und Anweisungsanforderungen auf der Grundlage von Warnmeldungen interpretieren.
Bei Wartungsmaßnahmen ermöglichen AR-Systeme zudem einen Einblick in die Dokumentation, z.B. in Handbücher. Durch die sofortige Sichtbarkeit relevanter Daten wird das Risiko von Fehlern bei der Umsetzung eines Verfahrens erheblich reduziert. Auch ein Szenario, in dem das Bedien- bzw. Wartungspersonal mit einer Maschine spricht oder durch Handbewegungen interagiert, ist keine Science-Fiction mehr. Darüber hinaus kann die Maschine den Bediener auffordern, die erforderlichen Befehle oder manuellen Vorgänge so auszuführen, wie es die Umstände erfordern, was Ungenauigkeiten oder mangelnde Effizienz verhindern kann.
Obwohl AR-Systeme eher ergänzende Lösungen sein werden, als dass sie Arbeitsplätze vollständig ersetzen, bietet die Verwendung dieser Geräte mehr Flexibilität und Geschwindigkeit während der Betriebsphasen, als es mit Standard-HMI-Systemen möglich ist. AR-Wearable-Systeme vereinfachen Prozesse und lassen sich gut Überwachungs- oder HMI-Lösungen integrieren. Die Einführung von AR kann für die Produktivität förderlich sein. Abläufe vor Ort lassen sich verbessern, da die Bediener unmittelbar und ohne Ortswechsel mit dem Steuerungssystem interagieren können. Servicetechniker können sich bei Wartungsarbeiten vor Ort beraten lassen und Lösungen in Zusammenarbeit mit externen Spezialisten finden. Das verringert letztlich Ausfallzeiten. Ein weiterer Vorteil ist die Verkürzung der Lernzeit, indem weniger qualifizierte bzw. erfahrene Mitarbeiter Zugang zu hilfreichen Informationen und die Möglichkeit zur Zusammenarbeit mit qualifizierten Fachleuten erhalten.
Augmented-Reality-HMI
Emerson bietet bereits AR-Lösungen für Scada bzw. HMIs an, die den Mitarbeitern sofortigen Zugriff auf eine Fülle von Daten ermöglichen. Mit Hilfe von portablen Geräten profitieren die Bediener von einem vereinfachten Prozessmanagement und Echtzeit-Informationen zu den Anlagen bzw. Prozessen. AR ist in die Scada/HMI-Plattform Movicon.Next von Emerson integriert und soll so zu einer einfachen sowie wirtschaftlichen Implementierung und einem schnelleren ROI führen.