Human-Machine Interfaces (HMI) zur Steuerung und Überwachung von Maschinen und Anlagen haben heute für die Hersteller eine strategische Bedeutung: Attraktive und gut nutzbare Oberflächen tragen zur Alleinstellung, zur Kundenzufriedenheit und Produktivität bei. Auf dem Markt stehen Werkzeuge von mehr als 50 Herstellern zur Verfügung. Die vorliegende Studie identifiziert und beschreibt Qualitätsmerkmale für Entwicklungswerkzeuge von HMI. In der Studie wurden Anforderungen in Telefoninterviews mit HMI-Entwicklern erhoben sowie aus Normen und Standards herausgezogen. Damit wurden verschiedene Systeme erprobt und daraus schließlich die Qualitätsmerkmale für die Entwicklungswerkzeugen abgeleitet und in sieben Cluster strukturiert, darunter beispielsweise die

• Darstellungsmöglichkeiten und verfügbaren HMI-Elemente,
• wesentlichen Aspekte für Benutzerverwaltung und Zugriffsrechte
• sowie die Rezept- bzw. Sortenverwaltung.

Um Fehler- und Hinweismeldungen im HMI so darstellen zu können, dass eine effiziente Bearbeitung gewährleistet ist, wurden außerdem Qualitätsmerkmale für das Protokoll- und Alarmmanagement beschrieben. Qualitätsmerkmale für die Erstellung internationaler Bedienoberflächen wurden gesondert aufgenommen. Daneben wurden die Usability und Entwicklungsunterstützung der Werkzeuge als Kriterien aufgenommen.

Auf dieser Grundlage wurden neun HMI/Scada-Lösungen untersucht: Viele HMI-Entwicklungswerkzeuge haben bereits einen hohen Entwicklungsstand erreicht. Dennoch sind wichtige Gestaltungsaspekte bis dato mit kaum einem Werkzeug oder nur mit großem Aufwand umsetzbar, weshalb man die Möglichkeiten infrage kommender Werkzeuge kennen sollte. „Die in dieser Studie erstellten Qualitätsmerkmale unterstützen bei der Bewertung und Auswahl von Werkzeugen, aber auch bei der Ausrichtung konzipierter HMI an gegebenen Einschränkungen“, betont Matthias Peissner, Leiter des Competence-Centers Human-Computer-Interaction des Fraunhofer-IAO in Stuttgart in der Zusammenfassung der Studie.

Allerdings zeigten sich einige Anbieter mit dem Abschneiden ihrer Systeme unzufrieden und drohten bei einer Veröffentlichung der Ergebnisse rechtliche Schritte an. „Ohne Rechtsstreit hätten wir unsere ursprünglich als Marktübersicht geplante Studie nicht veröffentlichen können“, erklärte Peissner auf Nachfrage. Die Konsequenz: Die Studie konzentriert sich auf die Bedeutung der einzelnen Testkriterien und überlässt die Präsentation der Untersuchungsergebnisse den Anbietern.

Copa-Data ist mit Testergebnis zufrieden

Die Visualisierungssoftware Zenon wird nicht nur von Maschinen- und Anlagenbauern genutzt.

© Copa-Data

Laut einer Pressemitteilung der Firma Copa-Data konnte deren Visualisierungssystem Zenon bei der Untersuchung sehr gut abschneiden: In zehn Kriterienbereichen erhielt die HMI/SCADA-Software demnach sieben Mal die Note „sehr gut“ und drei Mal die Bewertung „gut“. "Wir freuen uns sehr, in den Untersuchungen des Fraunhofer-IAO so gut abgeschnitten zu haben ", erklärt Frank Hägele, Sales-Manager bei Copa-Data. Konkret wurden bewertet:

Usability der Entwicklungsumgebung: gut durchdachte Anordnung der Fenster, hilfreiches Such- und Filtersystem, Protokollierung der Arbeitsschritte

Flexibilität der Entwicklungsumgebung: über 300 Treiber für SPS und Bussysteme, OPC-Anbindung, Anbindung anderer Systeme (VSTA, VBA, VB-Script, .NET, ActiveX, C, C++, DCOM, DLL, Java), Speicherung und Bereitstellung verschiedener Projektstände

Grafische Elemente: alle grundlegenden Funktionen zur Grafik- und Textbearbeitung plus Zusatzfunktionen (Verlauf, Schatten, Transparenz, etc.), Erstellung und Gruppierung komplexer Objekte, einfche Erstellung und Nutzung von Farbprofilen

Bedienelemente: einfache und komfortable Erstellung von Bedienelementen, Optimierung für Touchscreens möglich, Erstellung von individuellen Bedienelementen über Combi-Elemente oder ActiveX-Programmierung, Definition und Zuweisung von individuellen Kontextmenüs

Animation: Dynamisierung aller Elemente eines Bildes (Blinken, Farbe, Rotation, Position, Sichtbarkeit)

Einbindung von Dateien und Medien: Unterstützung aller gängiger Pixel- und Vektorgrafikformate (BMP, GIF, TIF, JPG, PNG, WMF, DXF, PLT), Integration von Browsern sowie Audio- und Videodateien (MP3, WAV, AVI, MPEG)

Visuelle Maskengestaltung: Voreinstellungen für das Erscheinungsbild einer neuen Bedienoberfläche (Hintergrundgrafik, Farben, Seitenleisten, Menüfelder), Bildtypen mit spezifischen Elementen (z.B. Historische Alarmliste), Mehrfachnutzung von Bildvorlagen (Schablonen, Farbeinstellungen, Schriftarten, Benutzer, Sprachtabellen und Zusatzdateien)

Benutzerverwaltung: frei parametrierbare Benutzerverwaltung, Erweiterung durch die Windows-Benutzerverwaltung, Protokollierung der Benutzerverwaltung

Internationalisierung: Online-Sprachumschaltung inklusive Umschaltung anderer sprachabhängiger Daten (Grafiken, Schriften, Hilfedateien, Audio- und Videodateien, HTML-Seiten), Abbildung asiatischer und arabischer Sprachen mittels Unicode

Protokoll- und Alarmmanagement: Anzeige und Konfiguration der Alarme, Meldungen und Ereignisse in der Chronologischen Ereignisliste, Kategorisierung in Alarmgruppen und Alarmklassen, Zuordnung von Hilfedateien, sehr umfangreiches Archivierungssystem, Auswertung und Analyse der Prozessdaten mit dem Reportgenerator, Umsetzung von Rezepten mit dem Rezeptgruppenmanager.

Benchmark HMI-Tools: Die Probanden des Fraunhofer-IAO

Auf Grundlage des umfangreichen Kriterienkatalogs wurden insgesamt neun HMI/Scada-Lösungen bewertet:

• Genesis32, V 9.10.178.00 (Iconics),
• GP ProEX, V 2.2 (Pro-Face),
• InTouch, V 10.1 Runtime (Invensys Wonderware),
• iX Developer, V1.20 (Lauer),
• Procon-Win, V 5.2.0 (GTI-control),
• Proficy iFIX, V 5.0 (GE Fanuc),
• VisiWin.NET Professional, V 6.3 SP1 (Inosoft),
• Win CC flexible, V 2008 SP2 (Siemens),
• und Zenon, V 6.50 SP0 Build1 (Copa-Data).

Die Studie "Usability und Human Machine Interfaces in der Produktion" finden Sie im Bereich Whitepaper zum Download.