Schwerpunkte

HMI & IPC

Trend zur Modularität

17. August 2015, 13:25 Uhr   |  Lukas Dehling

Trend zur Modularität
© B&R

Wie wirkt sich das Thema Industrie 4.0 auf das Bedienen und Beobachten per IPC aus? Welche Herausforderungen kommen auf Anbieter und Anwender zu? Raimund Ruf von B&R gibt Auskunft über den Stand der Dinge und die Zukunftstrends.

Herr Ruf, das Zukunftsszenario einer Industrie 4.0 ist in der Branche allgegenwärtig. Ist das Thema bei den Anwendern schon angekommen?

Definitiv, Industrie 4.0 ist bei den Maschinen- und Anlagenbauern angekommen und wird intensiv verfolgt. Die Anwender haben erkannt, dass sie Prozesse, Maschinen und die Produktion im Ganzen weiterentwickeln müssen. Nur so können sie trotz des stei-genden Wettbewerbsdrucks bestehen. Kostenreduktion und Effizienzsteigerungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette werden als Zukunfts-sicherung verstanden. Unternehmen fragen daher verstärkt nach Technologien und Produkten, mit denen sie Maschinen und Anlagen modular und flexibel entwickeln und betreiben können. Auch das Thema Losgröße 1 spielt eine wichtige Rolle.

Ein großes Augenmerk legen die Anwender außerdem auf skalierbare Hardware- und Softwarelösungen, die die Entwicklung von High-End- und Mid-Range-Maschinen aus einem Engineering- und Hardware-Pool erlauben. Klares Ziel ist es, schneller und flexibler bei steigender Qualität zu entwickeln und zu produzieren.

Wie verändern sich damit einhergehend ganz generell die Ansprüche hinsichtlich Bedienen und Beobachten im Verbund mit der PC-Technik und wie verändert sich die Architektur von Industrie-PCs?

Wir sehen einen Trend zu deutlich mehr Modularität und Flexibilität bei Industrie-PCs und Panels. Früher wurden häufig zwei Maschinenvarianten gebaut: Eine High-End-Variante mit hoher Rechenleistung und einem großen Bildschirm sowie eine Low-End-Maschine mit kleinem Panel und mittlerer Rechenleistung. Heute wünschen die Anwender volle Skalierbarkeit bei Prozessorleistung und Bildschirmdiagonale.

Aus diesem Grund haben wir unser Produktspektrum an Industrie-PCs und -Panels komplett neu strukturiert. Nun können Panels, Industrie-PCs und Panel-PC-Module quasi beliebig miteinander kombiniert werden. Ein Panel kann sogar im Feld zum Panel-PC ausgebaut werden. Die Panel-PCs gibt es auch komplett assembliert als Geräte-Einheit. Der Anwender kann seine logistischen Abläufe beibehalten – zusätzlich hat er jedoch die Möglichkeit, Panels und Panel-PC-Systemeinheiten getrennt zu bestellen. So kann er abhängig von der zu fertigenden Maschinenvariante die geeignete Bedieneinheit und die benötigte Rechenleistung wählen.

Für das Engineering spielt es keine Rolle, ob ein Panel-PC oder die klassische Variante mit Monitor-Panel und abgesetztem Industrie-PC eingesetzt wird. Mit der Technologie Smart-Display-Link-3 können Panel und Industrie-PC via Ethernet-Kabel bis zu 100 Meter voneinander abgesetzt werden.

Raimund Ruf2, B&R
© B&R

Raimund Ruf, Business Unit Manager HMI bei B&R: „Wir sehen einen Trend zu deutlich mehr Modularität und Flexibilität bei Industrie-PCs und Panels.“

Wir haben uns im Consumerbereich ja inzwischen an intuitiv bedienbare Visualisierungsgeräte gewöhnt. Strahlt dieser Gewöhnungseffekt inzwischen auch auf den Industrie-Sektor aus?

Wir stellen seit einigen Jahren ein steigendes Interesse am Thema intuitive Bedienung industrieller Anwendungen fest. Auslöser sind dabei sicher Consumergeräte wie Smartphones und Tablet-PCs. Auch in anderen Branchen wird einfache Bedienbarkeit immer mehr zum Thema. Nehmen Sie als Beispiel die Automobilindustrie: Früher wurden in der Werbung und in Fachmagazinen ausschließlich fahrzeugspezifische Eigenschaften wie Motorleistung und Fahrverhalten beschrieben. Heute sind Connectivity und einfache Bedienung der Navigations- und Infotainment-Systeme mindestens genauso wichtig.

Diese einfachen Bedienkonzepte wünschen sich nun immer mehr Anwender auch bei industriellen Bedien- und Beobachtungssystemen. Das zieht massive Änderungen nach sich: Wo früher der Steuerungsprogrammierer schnell ein paar Bildschirmseiten zur Einstellung und Anzeige der Maschinenparameter entwickelt hat, machen sich heute Usability-Experten Gedanken über Bedienstruktur, übersichtliche Anlagendarstellung und die schnelle Erfassung von Alarmen. Auch die Unterstützung des Wartungspersonals bekommt mit einer weltweit installierten Basis an Maschinen zunehmende Bedeutung. Heute können Servicemitarbeiter über das Visualisierungs-system Wartungsinstruktionen per PDF aufrufen, komplexere Vorgänge werden per Video instruiert. Um den gesteigerten Anforderungen an die intuitive Bedienung – ähnlich zu den Consumergeräten – gerecht zu werden, steigt auch die Nachfrage an Multitouch-Systemen.

Vielfach wird ja schon davon ge­sprochen, dass normale Tablets die ­Bedieneinheiten an der Maschine ersetzen könnten. Wie realistisch ist dieses Szenario?

Bisher sind nur wenige Unternehmen mit dieser Idee zu uns gekommen. In den Gesprächen hat sich dann herausgestellt, dass das Thema differenziert betrachtet werden muss. Beginnen wir damit, was eine Visualisierungseinheit grundsätzlich leisten soll: Die Maschine soll möglichst einfach, fehlerfrei und strukturiert bedient werden können. Nachdem Maschinen immer komplexer werden, sind immer mehr Informationen relevant und die Anzahl der Bedienoptionen steigt. Es werden größere Bildschirmdiagonalen nötig. Wo früher ein 15-Zoll-Gerät der Maßstab war, sprechen wir heute von Full-HD-Systemen mit bis zu 24-Zoll-Bildschirmdiagonale. Vor allem an räumlich ausgedehnten Maschinen und Anlagen werden sogar noch mehr fest installierte Panels eingesetzt. Tablet-PCs und Smartphones können jedoch eine sinnvolle Ergänzung zu den fest in-stallierten Systemen sein. Voraussetzung ist eine an die kleinere Bildschirmdiagonale angepasste Darstellung der Maschinendaten und -parameter. Damit können die Abläufe des Bedienpersonals effizienter gestaltet werden. Wenn die Information über fehlendes Papier in einem Etikettendrucker auch auf dem Smartphone des Bedieners erscheint, hat er einen echten Mehrwert. Im Grunde sprechen wir von einer ähnlichen Aufteilung wie im Con-sumerbereich: Jeder schätzt die schnelle Informationsbeschaffung über Smart-phones und Tablets unabhängig vom Standort, die Bildbearbeitung macht aber doch lieber jeder am heimischen PC mit dem großen hochauflösenden Display.

Raimund Ruf, B&R
© B&R

„Die notwendigen Werkzeuge für die Umsetzung von Industrie 4.0 werden in Form von Hardware-, Software- und Kommunikations­lösungen bereits heute zur Verfügung gestellt“, äußert Raimund Ruf.

Wie entwickelt sich die Technologie rund um HMI und IPC in den nächsten Jahren?

Generell beobachten wir einen Trendumschwung. In der Vergangenheit musste der ständig steigende Performance-Bedarf der Applikationen gestillt werden. Die Prozessorleistung stand daher im Vordergrund. Heute sind andere Themen wichtiger. So ist die aktuell zur Verfügung gestellte Rechenleistung für über 99 % der Anwendungen als absolut ausreichend zu betrachten. Als Beispiel sei das Echtzeit-Betriebssystem Automation Runtime von B&R genannt, das selbst bei anspruchsvollen Applikationen weitaus weniger Rechenleistung benötigt als sie zum Beispiel ein Core-i7 bereitstellt. Auch die heutige PC-Architektur ist sehr stabil, nachdem diverse Evolutionsschritte, zum Beispiel von PATA zu SATA, von Fast Ethernet zu Gigabit Ethernet und von PCI zu PCI Express vollzogen sind.

Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Erhöhung der Rechenleistung im Segment der kompakten Geräte. Vor wenigen Jahren stellten High-End-Systeme mit Core2Duo-Prozessoren das Maximum an Performance dar. Die heutigen Intel-Atom-Prozessoren erreichen die gleichen Werte, haben viel weniger Platzbedarf und benötigen keine Lüfter. Sogar ein 5,7-Zoll-Panel lässt sich mit einer solch vollwertigen und leistungsstarken Recheneinheit ausstatten. Im Bereich der Datenträger werden klassische Festplatten zunehmend von flashbasierten Datenträgern wie CFast und SSD verdrängt, nachdem diese nun ein attraktiveres Preis-Leistungs-Verhältnis bieten.

Bei den Panels sind Widescreen-Bildschirme ganz klar auf dem Vormarsch. Allerdings betrifft das fast ausschließlich neue Maschinen- und Anlagengenerationen. Laufende Serien werden im Normalfall nicht von 4:3 auf 16:9 umgestellt. Aus diesem Grund stellt B&R auch neue Produkte wie die ‚Panel PC 2100‘ mit einer Vielzahl von 4:3-Panels zur Verfügung. Und beim Einsatz neuer Technologien, wie zum Beispiel die Panelverbindung über den eingangs erwähnten ‚Smart Display Link 3‘, lassen wir die 4:3-Panels nicht außen vor.

Nachdem bisher viel von Technologien die Rede war, muss auch ein anderer sehr wichtiger Punkt erwähnt werden: das Lifecycle Management. Wir stellen fest, dass sich Unternehmen zunehmend intensiver damit beschäftigen. Sie erwarten Antworten auf die geplanten Produktlebenszyklen, um die Maschinen­generationen planen zu können. Eng verbunden ist damit die Wartung der installierten Basis im Feld. An dieser Stelle kommt wieder der modulare Aufbau des B&R-Produktspektrums zum Tragen. So kann ein Anwender ein Panel und den passenden Panel-PC mit der richtigen Rechenleistung auswählen und einsetzen. Bei einer Abkündigung der Pro­zessorgeneration in ein paar Jahren kann das Panel beibehalten werden und die Nachfolge-Generation der Rechnereinheit eingesetzt werden, ohne dass große Änderungen an der Maschine oder der Software nötig werden. Wir wissen aus vielen Kundengesprächen, dass Planungssicherheit sehr wichtig ist.

Wo sehen Sie derzeit noch die größten Hürden auf dem Weg zu Industrie 4.0?

Mittlerweile ist vielen klar ­geworden, dass Industrie 4.0 keine Revolution ist! Vielmehr handelt es sich um die Zukunftssicherung durch eine konsequente Weiterentwicklung von Prozessen und Technologien mit abgeleiteten neuen Diensten und Serviceleistungen.

Die größten Herausforderungen liegen jedoch gar nicht im technologischen Bereich. Der Einzug neuer Prozesse, Tools und Technologien bedeutet Veränderung mit all den bekannten Umständen für uns Menschen und die beteiligten Organisationen. Organisationen, die agil und flexibel sind, werden gestärkt aus dieser Umbruchsphase hervorgehen. Wer sich diesen Veränderungen verschließt, wird Schwierigkeiten haben, dauerhaft im globalen Wettbewerb zu bestehen.

Auf Facebook teilen Auf Twitter teilen Auf Linkedin teilen Via Mail teilen

Verwandte Artikel

B&R Industrie Elektronik GmbH