Herr Djemma, warum sollten sich Anwender in der Fertigung für Tablets interessieren?

Alexander Djemaa: Bis dato sind Panel-PCs oder auch fest verbaute IT-Lösungen sehr beliebt. Durch Verwendung dieser Geräte ist der jeweilige Anwender jedoch unflexibel, da sie oft sehr groß und außerdem fest integriert sind. Bei Stromausfall haben diese Systeme keine Betriebsautonomie, da in der Regel keine internen Akkusätze verbaut sind. Die Bedien- sowie Wartungsfreundlichkeit sind sehr eingeschränkt. Gesetzt dem Fall, dass der Panel-PC zum Beispiel zur Wartung muss, würde die Maschine so lange stillstehen, bis das Ersatzgerät montiert und verkabelt ist. Dadurch würden entsprechende Ausfallzeiten entstehen.

Der Tablet-PC hingegen lässt sich durch einfaches Ein- beziehungsweise Aus­docken innerhalb kürzester Zeit austauschen. Die Geräte lassen sich einfach und flexibel wechseln, ohne dass der Produktionsbetrieb eingeschränkt wird. Nicht zu vernachlässigen ist zudem der geringere Anschaffungspreis von Ta­blets sowie die Gesamtbetriebskosten.

Aufgrund unterschiedlichster Problemstellungen im Fertigungsumfeld, die mit einem herkömmlichen Tablet aus dem Consumer-Bereich nicht sinnvoll bedient werden können, empfehlen wir für viele Einsatzfelder allerdings geschützte Tablet-PCs.

Welche Anforderungen müssen die Tablets im Industrie-Einsatz gegenüber herkömmlichen Cusumer-Tablets genügen?

Djemaa: Das hängt von der Art der Fertigung sowie dem Einsatzbereich des Gerätes ab. In der Lebensmittelindustrie, in der Metallbearbeitung oder auch in der Fertigung von Fahrzeugen und Maschinen entstehen Späne und Staub, es kommen Flüssigkeiten und zum Teil Chemikalien zum Einsatz. All diese äußeren Einflüsse schaden einem herkömmlichen Tablet, in dessen Entwicklungsprozess kein Schutz gegen Schocks, Vibrationen und Staub berücksichtigt ist und schränken den zuverlässigen Betrieb des Gerätes ein.

Industriell verwendbare Tablet-PCs hingegen sind in der Regel mindestens mit IP65 und nach MIL STD 810G zertifiziert. Erst wenn beide Normen erfüllt werden, spricht man von robusten Endgeräten, bei deren Entwicklung jene Faktoren in Design, Komponentenauswahl und Produktion einfließen.

Logic Instrument bietet sogar Geräte mit einer Schutzklasse bis IP68 an, obwohl die IP-Schutzklasse IPx8 im Industrieumfeld nicht wirklich nötig ist. Da zum Teil auch Resistenzen gegen Vibrationen und Stürze gewünscht sind, haben wir Geräte mit einer Fallhöhe von 1,8 m qualifiziert.

Darüber hinaus ist durch enorm niedrige Arbeitstemperaturen in der Lebensmittelindustrie von bis zu –20 °C und teilweise immens hohen Temperaturen von bis zu +60 °C in anderen Produktionsumfeldern ein solider Schutz gegen Kälte oder Hitze vonnöten. Diese Sicherheit gewährleistet ein Tablet mit einer MIL-STD-810G-Qualifizierung. Dieser Standard ist eine militärische Norm des United States Army Development Test Command, die sicherstellt, dass bei Einwirkung von umweltspezifischen Aspekten wie Schock, Vibra­tion, Fall oder extremen Temperaturen die Betriebssicherheit garantiert bleibt. Da diese Tests eine sehr hohe Aussagekraft haben, akzeptiert sie die Industrie meist als Standard.

Welche Anforderungen müssen speziell die Displays erfüllen?

Djemaa: Zuallererst muss das Display mit einem gehärteten Glas ausgestattet sein. Damit Anwender den Touchscreen durch Fingerberührung bedienen können, sollte er kapazitiv sein, also durch die eigene Körperspannung eine Kapazität zwischen Finger und Touchscreen entstehen lassen. Eine hohe Empfindlichkeit des Touchscreen sorgt dafür, dass sich das Tablet selbst beim Tragen von Handschuhen aus Gummi, Leder oder Textilgewebe bedienen lässt. Dies ist jedoch nur bis zu einer bestimmten, vom Material abhängigen Dicke des Handschuhs gewährleistet. Alternativ ließen sich hier Handschuhe mit Metallfasern an den Fingerspitzen verwenden oder auch ein Stift, wobei der User in der Regel gerne auf diese verzichtet.

Display-Modul, Touchscreen und Glasscheibe sollten über Optical Bonding verbunden sein, damit keine Luft zwischen den einzelnen Ebenen vorhanden ist. Diese würde den Blickwinkel, die Schärfe und dementsprechend die Ablesbarkeit einschränken. Zudem ist die Leuchtstärke des Displays in der Fertigung von Bedeutung, da diese in Kombination mit heutzutage meist hellen Lichtkonzepten in Fertigungsgebäuden eine gute Ablesbarkeit garantiert.

Das robuste Fieldbook-K101-Tablet von Logic Instrument mit dem Betriebssystem Windows 10 Pro oder Android 5.1 soll Unternehmen bei ihren Mobilitätslösungen unter­stützen.

© Logic Instrument

Welche Schnittstellen brauchen Ta­blets in der Produktion?

Djemaa: Hier gibt es zwei unterschiedliche Anwendungsfelder. Beispielsweise befindet sich eine Schnittstelle direkt an der Maschine, wobei in der Regel eine an der Maschine verbaute, aktive Dockingstation verwendet wird, so dass eine Verkabelung direkt über diese erfolgt. Mittels eines Docking-Anschlusses, am besten mit Goldkontakten (Pogo Connector), wird das Tablet dann mit DC-In, LAN und eventuell USB verbunden. Der Vorteil liegt in der bereits genannten Wartungsfreundlichkeit sowie Flexibilität der Lösung.

Sollen die Geräte jedoch mobil eingesetzt werden, zum Beispiel in der Wartung oder Programmierung der Produktionsmaschinen, ist oft eine native RS232-Schnittstelle zur Verbindung auf eine SPS gewünscht. Je nach Größe der Produktionsanlage ist es oftmals notwendig, mit dem Rechner an verschiedene Stellen der Maschine zu gelangen. Mit einem fest verbauten Gerät ist dies nicht möglich.

Durch den fortschreitenden WLAN-Einzug in das Produktionsumfeld ist die Datensicherheit von zunehmender Bedeutung. Diese wird von einer Remote-Anbindung sowie einer WPA-Verschlüsselung gewährleistet. Sollte kein WLAN-Netz verwendet werden und eine Synchronisation notwendig sein, hat der entsprechende Service-Techniker dann eine Büro-Docking-Station an seinem Arbeitsplatz, um entsprechende Abgleiche kabelgebunden stattfinden zu lassen.

Von Logic Instrument gefertigte Docking-Stationen sind in der Regel modifizierbar und auf die jeweiligen Bedürfnisse des Kunden angepasst. Unser Programm reicht von Docking-Stationen mit Schutz gegen mechanische Einflüsse und leichtem Spritzwasserschutz bis hin zu besonders robusten Stationen, die IP65-zertifiziert sind.

Wie geht man mit Befürchtungen hinsichtlich der Security beim Einsatz von Tablets vor?

Djemaa: Der einfachste Weg ist, den Tablet-PC nur über Kabel mit der Maschine oder dem Server kommunizieren zu lassen. In Tablets von Logic Instrument werden auch TPM-Chips verbaut, die beispielsweise zusammen mit Bit­lockers (Trade Mark von Microsoft) eine Hardware-Verschlüsselung realisieren können. Zusätzliche Sicherheit geben Hardware-Encryptionen einiger Software-Hersteller sowie die Authentifizierung durch eine Smartcard oder einen Fingerprint-Scanner.

Wo liegen die Grenzen des Tablet-Einsatzes in der Fertigung?

Djemaa: Je nach Art der Fertigung sollte man auf robuste Systeme zurückgreifen. Entscheidend ist das Zusammenspiel zwischen Software- und Hardware-Hersteller. Dass in der Regel Tablets zwischen 7 und 12,2 Zoll angeboten werden, kann abhängig von der Applikation zu einer Einschränkung der Ergonomie des Tablets in Zusammenhang mit der Anwendung führen. Abhilfe kann nur der Software-Hersteller schaffen, indem er die Oberfläche auf die ausgewählte Display-Größe des Systems anpasst. Sofern die Voraussetzungen für die Verwendung auf einem Tablet erfüllt sind, gibt es fast keine Grenzen, die gegen den Einsatz von Tablet-PCs sprechen.