Human Machine Interface HMI

Ob im Gesundheitswesen, in der Industrie, in Verwaltungseinrichtungen oder anderen Bereichen: Sogenannte Human Machine Interfaces (HMIs) kommen überall zum Einsatz - bei der Automatenbedienung, Maschinensteuerung und mehr. Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine ist Alltag, getrieben von neuen Technologien und der zunehmenden Digitalisierung. Die Anforderungen liegen dabei auf der Hand: leichtverständliche Bedienung und präzise Informationsdarstellung auf den eingesetzten Displays. Was simpel klingt, ist in der Umsetzung eine Kunst für sich: Wir zeigen in diesem Blogartikel, welche aktuellen Trends die Entwicklung von HMIs prägen. Und welche Anforderungen erfolgreiche HMI-Konzepte in Zukunft erfüllen müssen.

 

Trend 1: Hygiene

Nicht nur im Gesundheitswesen gilt: Der Hygieneaspekt für HMIs ist essentiell. Bedieneinheiten müssen beispielsweise komplett desinfizierbar sein. Eine Anforderung, die sich auf die eingesetzten Materialien auswirkt. Weitere Grundvoraussetzung: Ein möglichst fugenloser Einbau, durch den Kanten vermieden werden, in denen sich Schmutz ansammeln kann. 

 

Trend 2: Alternative Bedienkonzepte

Bei den Interaktionsmöglichkeiten hat sich in den vergangenen Jahren sehr viel getan: Touch-Screens, Remote-Touch-Systeme mit Bedienung via Smartphone, Steuerung über Sprache und Gesten. Ziel ist es, für jeden Anwendungsbereich und jedes Umfeld die optimale Interaktionsmöglichkeit zwischen User und Device zu finden.

 

Trend 3: Anpassbare Software

Ein Muss – vor allem im Hinblick auf Nachhaltigkeit im Sinne einer langen Lebensdauer von Geräten: Über passende Software lassen sich HMIs an sich verändernde Gegebenheiten anpassen und modernisieren. Funktionen werden hinzugefügt, verändert, entfernt oder temporär zugelassen. Entwickler sind so in der Lage, die Devices zu optimieren, bei laufendem Betrieb. Der Trend geht zum „HMI aus einer Hand“, inklusive kompletter Schnittstelle zum Betriebssystem, Einbindung in übergreifende IoT-Geräte, Zertifizierungen, Dokumentation und vieles mehr. Ein wichtiger Schritt hin zu individuellen HMIs – wenn die Entwicklungsabteilung die Komponente „anpassbare Software“ von Beginn an mit umsetzt. 

 

Trend 4: Steigende Rechenleistungen

HMI-Komponenten mit neuen Technologien und hohen Bandbreiten bedeuten besondere und teilweise sehr aufwendige Herausforderungen für Entwickler, vor allem beim Leiterplattendesign. Denn nur so ist die einwandfreie Funktion und Stabilität des HMI über den kompletten Temperaturbereich hinweg gesichert. Was ebenfalls beachtet werden sollte: Auch neue Schnittstellen haben Auswirkungen auf das Hardware-Design. Bildschirmauflösung, Leistungsfähigkeit der Prozessoren, Anschlüsse von Kameras und Mikrofonen: Eine umfassende Analyse aller Vorgänge in den Geräten ist für das Hardware-Design eines effektiven HMI ein absolutes Muss.

 

Trend 5: Machine Learning & Künstliche Intelligenz

Eine neue Generation von Prozessoren ermöglicht die Implementierung eines „Neural Network Engine“: Dabei kümmert sich ein Teil des Prozessors nur um die Ausführung von Machine-Learning-Algorithmen. Ein Thema mit vielen Chancen, die aber auch Anlass zu Diskussionen bieten. Ein Beispiel: Darf man in einer öffentlichen Umgebung eine Kaffeemaschine platzieren, die per integrierter Künstlicher Intelligenz Gesichter auswertet? Und die dann demjenigen einen Espresso anbietet, der besonders müde aussieht? Als wie sinnvoll oder auch übergriffig solche Anwendungen betrachtet werden, ist eine Sache der individuellen Einstellung. Ganz bestimmt ist es aber auch eine Sache der jeweiligen Datenschutzbestimmungen eines Landes. Ein weiteres Beispiel aus dem industriellen Bereich: Eine rotierende Komponente in einer Maschine wird über Mikrofon und KI überwacht – über die Bedieneinheit werden dann nach Bedarf Fehler- und Warnmeldungen ausgegeben. Auch hier greift das Thema Datenschutz. Dieser Trend stellt daher bei so gut wie jeder Anwendung eine besondere Herausforderung für Entwickler dar: Sie müssen von Beginn an berücksichtigen, welche gesetzlichen Regeln und Richtlinien sie nicht überschreiten dürfen. 

 

Human Machine Interface: Die wichtigsten Anforderungen

Aus den Trends ergeben sich die zukünftigen Anforderungen. Denn in einem sind sich die Experten einig: Die Maschinenfunktion besteht nicht mehr nur aus einer reinen Komponentensteuerung. Sie kann viel mehr und umfasst mittlerweile auch die Überwachung und Analyse von Produktions- und Leistungsdaten. User erwarten, dass moderne HMIs eine ganze Reihe von Anforderungen erfüllen:

 

• Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit: Lange Lebensdauer, auch beim Einsatz in rauen Umgebungen. 

• Ästhetik: Je besser das „Look & Feel“, desto effizienter und produktiver das HMI. Im Fokus stehen hohe Auflösungen, strategisch eingesetzte Farbgebungen, durchdachte Qualitätssymbole, Designvorlagen und Navigation - besonders bei Bildschirmwechseln.

• Effizienz: Software-Lösungen mit Layout- und Vorlagenfunktionen für eine schnelle Entwicklung besserer Schnittstellen. Die Integration in das Betriebssystem erfolgt über duale IP-Verbindungen.

• Konnektivität: Flexible Konnektivität mit unterschiedlichen Panel-Größen, Touchscreens, Tastenfelder.

• Interaktion: Mobile Mensch-Maschine-Schnittstellen werden zu wichtigen, flexiblen Produktivitätstools.