Die Fertigungssteuerung der Zukunft? – Touch, Move, Think

Die Fertigungssteuerung der Zukunft

Industrie 4.0 – Schlagwort, Hype, Vision? Die deutsche Bundesregierung, Industrieverbände, Forschungseinrichtungen und Softwareentwickler verfolgen damit jedenfalls ein Ziel: In einer »vierten industriellen Revolution« wollen sie den Wirtschaftsstandort Deutschland sichern und stärken. Auf der Hannover Messe 2014 gab es dazu interessante Einblicke.

Durch die fortschreitende Individualisierung und Variantenvielfalt vieler Produkte kommt es unweigerlich zu einer Erhöhung der Komplexität in den Fertigungsabläufen. Und dabei strebt man möglichst eine Einmalfertigung zu Kosten der Serienfertigung an. Fertigungsinseln ersetzen Fließbänder und in einer »Smart Factory« kommunizieren Werkstücke als »Smart Objects« mit ihren Produktionsinseln, Transportmitteln und Lagerplätzen. Sie melden sich bei ihnen an und wieder ab und organisieren selbst die Reihenfolge von Prozessen und sagen, wo sie als nächstes hin wollen. Die Smart Factory bedingt aber eine grundlegende Eigenschaft: Sie muss konfigurierbar sein, etwa in der Reihenfolge der Maschinen, der Fördertechnik, der Größe der Lagerplätze. Als Folge dieser Veränderung der Ressourcenstruktur wird es künftig immer schwieriger, sich als Fertigungssteuerer oder Instandhalter im Werk zu orientieren.

Innovative Konzepte. Darum ist eine Visualisierung des Fertigungssystems wertvoll, die jeder Umkonfiguration folgt, so dass man auf einen Blick sieht, was sich verändert hat; also eine virtuelle Fertigungsanlage, durch die man navigieren kann, ohne vor Ort zu sein. Das erfordert jedoch neuartige Bedienkonzepte, Assistenzsysteme und multimodale Anwenderschnittstellen zu den Softwaresystemen (ERP, MES, Logistik) sowie den Produktionsanlagen und Prozessen. Die Smart Factory erfordert folglich innovative Interaktionskonzepte, perfekt zugeschnitten auf die Rolle und die Aufgabenstellung der Anwender und gänzlich integriert in die gesamte Organisation.

Die spektakulärste Alternative, auf Visualisierungen oder  EDV-Systeme einzuwirken, geschieht über ein Ein-Kanal-Elektro­encephalogramm – ohne Tastatur, Maus oder Gestik. Scheinbar durch die Kraft der Gedanken kann man durch einen Maschinenpark navigieren, einzelne Maschinen ansteuern und Parameter abrufen.

Die spektakulärste Alternative, auf Visualisierungen oder EDV-Systeme einzuwirken, geschieht über ein Ein-Kanal-Elektro­encephalogramm – ohne Tastatur, Maus oder Gestik. Scheinbar durch die Kraft der Gedanken kann man durch einen Maschinenpark navigieren, einzelne Maschinen ansteuern und Parameter abrufen.

Industrie 4.0 bedeutet somit nicht nur horizontale und vertikale Integra-tion und Engineering bis in die Automatisierung hinein, sondern vor allem fortgeschrittene Unterstützung der Anwender durch eine Bereitstellung von Informationen und Funktionen zur Lösung von Aufgaben im gegebenen Kontext. Dass dies nicht nur Vision ist, sondern bereits handfeste Resultate vorliegen, zeigte die Berliner Psipenta Software Systems GmbH in einer eindrucksvollen Präsentation auf ihrem Messestand auf der Digital Factory im Rahmen der Hannover Messe 2014 unter dem Motto: Touch – Move – Think, drei alternative Interaktionsmöglichkeiten abseits von Tastatur und Maus.

Touch. Viele Endgeräte wie Smartphones, Tablet PCs oder auch Laptops verfügen über einen Touchscreen, eine berührungsempfindliche Arbeitsoberfläche. Daher ist es nur folgerichtig, auch den Anwendern von Business-Software die Möglichkeit zu geben, ihre Arbeitsfläche per Touch so zu gestalten und zu bedienen, wie sie das zu einem bestimmten Zeitpunkt brauchen. So lassen sich starre Nutzungskonzepte durch neue Bedienstrukturen verbessern, denn warum muss etwa ein Menübaum stets auf der linken Seite stehen oder warum gibt es nicht mal ein rundes Menü, das man an einer beliebigen Stelle seines Touchscreens platzieren und öffnen kann.

Auf dem präsentierten Touchscreen stellt man sich seine Arbeitsfläche individuell zusammen. Man ordnet Fenster auf dem Bildschirm an und verschiebt, vergrößert oder verkleinert per Touch das jeweils benötigte Fenster. So kann etwa der Instandhalter bei der Abarbeitung seiner Arbeitsaufträge gleichzeitig die gesamte Produktionsanlage »im Blick« haben. Er legt sich ein kleines Überwachungsfenster an eine Seite, in das er bei einem Warnsignal zoomt und etwaige Störungen rasch identifiziert und bearbeitet. Karl M. Tröger, Leiter Produktmanagement bei Psipenta, bekräftigt: »Dies ist kein Prototyp, der laufend abstürzt. Diese Technik ist da und wird weiter ausgebaut und letztlich Teil unseres PSI-Frameworks.«

Move. Smart Products kennen ihren Herstellungsprozess und kommunizieren mit Maschinen und Transportmitteln. Je nach Produkt ändert sich so die Maschinenreihenfolge oder die Fördertechnik. Für den Fertigungssteuerer oder Instandhalter wird damit ein schneller, sicherer und komfortabler Blick auf das gesamte Fertigungssystem unabdingbar. In ihrer Präsentation nutzt Psipenta das aus der Spieleindustrie bekannte Microsoft Kinect, um zu zeigen, wie man sich mit reiner Gesten-steuerung durch eine Fertigungs-linie navigieren kann, um etwa eine -Station oder einen einzelnen Schweißroboter zu inspizieren. So lässt sich mit wenigen Gesten schnell der Öldruck, die Temperatur eines Lagers oder der Energieverbrauch kontrollieren. Für Tröger ist die Gestensteuerung zudem eine natürliche Art der Kommunikation: »Ich winke meine Kinder heran oder jemandem zum Abschied. Ich schüttel den Kopf oder abwehrend die Hände. Das ist den Menschen viel näher, als vor einer Tastatur oder Maus zu sitzen.«

Think. Die spektakulärste Alternative, auf Visualisierungen oder EDV-Systeme einzuwirken, zeigt Tröger unter dem Schlagwort »Think«. Gesteuert über ein Ein-Kanal-Elektroencephalogramm navigiert er – ohne Tastatur, Maus oder Gestik, scheinbar durch die Kraft seiner Gedanken – durch einen Maschinenpark, steuert einzelne Maschinen an und ruft Parameter ab. Da das hier verwendete Ein-Kanal-EEG lediglich zwischen hohen und niedrigen Anregungen unterscheidet, lassen sich mit dieser Anordnung auch nur einfache Abläufe demonstrieren. Man braucht aber nur an die Verwendung eines Mehrkanalsystems und die Kombination mit klassischen Assistenzsystemen und den anderen präsentierten Bedienkonzepten zu denken, um die Vielfalt der möglichen Anwendungen zu erahnen.

Sanfter Übergang zu 4.0. Diese Be-dien-konzepte stellen eine neue Mensch–Maschine-Schnittstelle dar, die die Möglichkeit bietet, sich von den herkömmlichen und teilweise ineffizienten Kommunikations- und Interaktionsschnittstellen zu trennen. »Wir müssen die Dynamik, die sich hinter Smart Factory und Smart Products verbirgt, in eine Verpackung bringen, die den Anwender nicht überfordert«, postuliert Tröger. Der Anwender erfährt Unterstützung bis hin zu Informationen aus Social Networks und der Nutzung von gemeinschaftlichem Wissen. All dies in Verbindung mit Interaktion bezeichnet Tröger als eine der wesentlichen Komponenten von Industrie 4.0. »Darum macht Psipenta jetzt den nächsten Schritt hin zu einer neuen, noch anwenderfreundlicheren Oberfläche sprich Interaktionsschnittstelle«, kündigt er an und verspricht: »Dabei wollen wir die Anwender da abholen, wo sie sind und mit einem sanften Übergang in die neuen Technologien reinwachsen lassen.«


Volker Vorburg

Titelbild: Shutterstock.com/tsaplia

 

 

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