Spojrzenie w przyszłość interfejsów HMI

fot. COPA-DATA

Projekt HMI 4.0 Instytutu Fraunhofera i partnerów przemysłowych

Jak interfejsy HMI - Human Machine Interfejs (człowiek-maszyna) będą wyglądały w przyszłości? Jak operatorzy mogą bezpośrednio wpływać na optymalne wykorzystanie systemów dzięki wsparciu operacyjnemu generowanemu przez użytkownika? Na tych zagadnieniach skupia się właśnie Projekt HMI 4.0 opracowany przez Instytut Fraunhofera. Wśród partnerów technologicznych projektu znalazła się firma COPA-DATA, wspierająca badaczy w zakresie wiedzy i oprogramowania.

W przeprowadzonej analizie trendów rozwojowych rynku branży HMI Fraunhofer IAO zidentyfikował i przebadał najważniejsze obszary, konieczne do uzyskania skuteczniejszej interakcji człowiek-maszyna w produkcji. Dzięki wspomnianej analizie uzyskano wgląd w obszar ergonomii projektów HMI oraz kwestię integracji w ramach platform HMI nowych technologii takich jak media społecznościowe, czy elementy interakcji i rozpoznawania.

 – W przyszłości znaczenie HMI będzie wykraczać poza zwykłe monitorowanie i obsługę. HMI stanie się platformą, dzięki której zespół będzie podejmować wspólne decyzje, wymieniać się wiedzą i rozwiązywać problemy. W ramach innowacyjnej sieci HMI 4.0, rozwijamy aktualnie filozofię "dopasowanego podejścia". Tylko w taki sposób możemy pomóc naszym partnerom osiągnąć przewagę konkurencyjną – wyjaśnia manager projektu dr Matthias Peissner z Instytutu Fraunhofer IAO (Wydział ds. Pracy, Ekonomii i Organizacji).

Projekt HMI 4.0 został uruchomiony po wcześniejszym przeprowadzeniu licznych badań i analiz rynkowych. Realizowany jest w okresie od jesieni 2014 do maja 2016. W pracach uczestniczą firmy, których procesy produkcyjne odbywają się na skomplikowanych maszynach i liniach produkcyjnych, producenci maszyn, a także dostawcy oprogramowania i technologii, tacy jak COPA-DATA, Daimler, Getac czy Siemens. Wszyscy oni wspólnie opracowują przyszłe możliwości zastosowania wsparcia operacyjnego generowanego przez użytkownika w HMI, według ideologii Przemysłu 4.0. Działania te służą podkreśleniu znaczenia właściwego projektu dotyczącego modułów HMI i ich wydajności, z uwzględnieniem jak największego spektrum zagadnień współczesnych zakładów produkcyjnych.

Zidentyfikowanie najważniejszego, ogólnoświatowego problemu

Na całym świecie wiele obiektów produkcyjnych musi stawić czoła podobnym problemom związanym z obsługą maszyn. Jednym z nich jest fakt, iż tylko niewielka liczba pracowników ma wiedzę pozwalającą na szybkie i skuteczne usunięcie usterki. Często znajomość optymalnego ustawienia maszyn i sprzętu, to wiedza dostępna tylko pojedynczym ekspertom. Ta z kolei jest stosunkowo rzadko rejestrowana, a przez to jest niedostępna dla innych pracowników, a także dla osób zarządzających firmą. W efekcie końcowym, niejednokrotnie całe zakłady zależą od kilku osób i ich dostępności.

 – Sprawne radzenie sobie z usterkami jest kluczowe dla efektywności zakładów produkcyjnych – stwierdza dr Peissner. Dlatego też Ci, którzy opracują skuteczne i efektywne rozwiązanie pozwalające na naprawę usterek bezpośrednio przez  operatorów maszyn, poprawią wydajność całego systemu, a dzięki temu zwiększą produktywność zakładu. Niemniej jednak bardzo często zdarza się, że brakuje wystarczającej dokumentacji problemu ze strony samych użytkowników.

Uczestnicy projektu HMI 4.0 pracują nad odpowiedzią na pytanie, jakie właściwości muszą posiadać interfejsy HMI przyszłości, aby motywować pracowników do dzielenia się wiedzą. W wyniku ich prac HMI przyszłości powinien przyczyniać się do przechowywania i rozpowszechniania wiedzy wewnątrz firmy łatwiej i pewniej.

Prototypy oparte na oprogramowaniu zenon wyznaczają przyszłość i kierunki rozwoju

Aby jak najskuteczniej połączyć naukę z praktyką, innowacyjne pomysły i rozwiązania są w pierwszej kolejności rozwijane w ramach wspólnego projektu. Ustalenia dotyczące takich zagadnień jak: grywalizacja, psychologia lub świadomość i poznawanie, są zbierane, aby zaowocować ważnymi i niezbędnymi elementami poleceń. W centrum zainteresowania są przydatność i efektywność pomocy operacyjnych, czynnik motywacyjny, organizacja, a także opłacalność takiego systemu.

Następnie uczestnicy warsztatów wprowadzają te rozwiązania w konkretnych prototypach, zgodnie z właściwym zastosowaniem. Oprogramowanie zenon do automatyzacji, którego producentem jest firma COPA-DATA stanowi podstawę do rozwoju interaktywnych i motywujących elementów wsparcia operacyjnego technlogii HMI.

 – Ergonomia interakcji człowiek-maszyna jest jedną z naszych kluczowych kompetencji. Projekt zakłada jej ustawiczny rozwój. Dla nas w Inteligentnej Fabryce Przemysłu 4.0 człowiek odgrywa ważną rolę. Dzięki ergonomicznemu oprogramowaniu i wiedzy, pracownik lub pracownica zapewni przewagę konkurencyjną produkcji – wyjaśnia Philip Werr, Menedżer Marketingu w COPA-DATA.

W przyszłości elementy wsparcia operacyjnego generowane przez użytkownika powinny skutecznie wspierać usuwanie usterek w procesach zautomatyzowanych. Powinny stać się narzędziem łatwiejszego i szybszego przekazywania eksperckiej wiedzy operacyjnej użytkownikom i operatorom maszyn. System działający w tle musi ponadto przeprowadzać ważne zadania zarządzania jakością. Z jednej strony ważne jest analizowanie obszaru wsparcia i przyjazność dydaktyczna pomocy. Z drugiej strony powinny być uwzględnione czynniki motywacyjne, aby istniejąca wiedza była od razu przekazywana do systemu.

Od analizy do opracowania produktu

Wskazówki odnośnie tworzenia pomocnych i bezpiecznych instrukcji powstają wewnątrz HMI, na podstawie szkiców prototypów uzyskiwanych z informacji od użytkowników.

 – Oprogramowanie zenon pozwoli na integrację zebranej wiedzy, również w systemach wyższego poziomu, aż do ogólnego zarządzania know-how firmy nawet poprzez aplikacje w chmurze – wyjaśnia Werr.

Celem firmy COPA-DATA jest jak najszybsze zastosowanie najnowszych wyników badań w produktach rynkowych. W 2014 roku producent oprogramowania zainwestował około 7 milionów Euro w badania i rozwój.

 – Dla nas firma COPA-DATA jest ważnym członkiem zespołu. Wraz z rozwojem oprogramowania zenon, wypracowane rozwiązania znajdują szybkie i efektywne zastosowanie w praktycznych aplikacjach – mówi dr Preissner, nawiązując do dalszych kroków projektu naukowego.