Rozhraní člověk-stroj

Více o tom prozradí Tobias Ischen, odborník ze společnosti Eaton, kterému jsme položili několik otázek.

MM: Rozhraní člověk–stroj již počítá s použitím dotyku a hmatu. Bude mít nová generace strojů stále tradiční mechanická tlačítka?

T. Ischen: Mechanická tlačítka dále zůstanou důležitou součástí rozhraní člověk–stroj (HMI) i v době 4. průmyslové revoluce. Z bezpečnostních důvodů nejsou dotykové prvky povoleny u funkcí, jako je například nouzové vypnutí. Ovšem internetová generace a chytré telefony změnily mnoho prvků, které se týkají moderních provozních a vizualizačních konceptů.

MM: V čem vidí firmy zabývající se strojírenstvím změny, které vycházejí z funkčnosti chytrých telefonů?

T. Ischen: Tyto změny ovlivňují návyky obsluhy a také vytvářejí mnoho nových příležitostí. Pro vedoucí výroby a servisní zaměstnance je velkou výhodou, že mají kdekoliv přístup k informacím o stavu stroje a plánu údržby. Trend růstu trhu dotykových displejů a mobilních ovládacích zařízení je jasně patrný.

MM: Jaké jsou nové výhody?

T. Ischen: Různých výhod je zde mnoho, protože takovéto rozhraní člověk–stroj se snadno ovládá a přizpůsobuje potřebám uživatele. Hlavním cílem je zrychlit provozní sekvence, snížit počet provozních chyb a následně zvýšit produktivitu. A to jsou pouze příklady. Nezanedbatelnou výhodou je i nižší pracovní zátěž obsluhy. Klíčové výhody v aplikacích 4. průmyslové revoluce však spatřujeme přímo v technologických procesech. V rámci integrovaného přístupu k výrobě, plánování a dodavatelskému řetězci v tzv. chytrých továrnách bude také nutné zpracovávat a zobrazovat stále větší objemy informací, a to uživatelsky přívětivým způsobem.

MM: Nabízí se tedy využití v širokém spektru průmyslových aplikací...

T. Ischen:To ano, ale zatím jsem zmínil pouze některé z možností. Strojní inženýři již nepoužívají řídicí systémy pouze pro normální provoz nebo vizualizaci, ale také pro složitější úkoly, jakými jsou diagnostika a údržba či nastavení a uvedení strojů do provozu. Patří sem rovněž aktuální témata, jako například monitorování stavu a prediktivní údržba. HMI se doslova chovají jako rozhraní mezi dvěma rozdílnými světy. HMI/PLC, tj. programovatelný automat s ovládacím panelem, lze rovněž integrovat do stávajících strojů při jejich modernizaci.

MM: Jak jsou při integraci nových provozních konceptů důležité technické normy?

T. Ischen: Ovládací přístroje musejí být před uvedením na trh v souladu s mnoha zákonnými požadavky, aby byl minimalizován počet provozních chyb a neúmyslných akcí. Například ČSN EN 60204-1 je zaměřena na bezpečnost strojních zařízení a elektrická zařízení strojů a zahrnuje všeobecné požadavky na uspořádání, montáž a typy ochran, přičemž třeba také různá tlačítka musejí mít určitou barvu odpovídající jejich účelu. Pokud výrobce nebo jeho zákazníci působí na mezinárodní úrovni, platí pro ně kromě IEC norem i další pravidla.

MM: To znamená, že je zde mnoho nařízení místo kreativního designu?

T. Ischen: Pro inženýry to není jen o dodržování nařízení a norem. Důležitá je i otázka, jaké informace musí poskytnout zákazníkům a obsluze a jakým způsobem to zajistit. Týmy obsluhující stroje jsou v mnoha případech mezinárodní. Provozní koncepty se zaměřují například na komplikovanost specifických variant podle zemí. Univerzálně používané symboly jsou lepší než samotný text a dotykové panely a multidotykové displeje zde otevírají mnoho příležitostí. Avšak barvy, tvary a pojmy nejsou ve všech zemích interpretovány stejně. Například v Severní Americe jsou piktogramy velice problematické. Výrobci, kteří nedodržují směrnice a místní požadavky, riskují vysoké dodatečné náklady a zpožděné uvedení na trh. Totéž platí i pro koncepty vizualizací.

MM: Existují technická kritéria, která nejsou normami zohledněna?

T. Ischen: Přetrvává problém v oblasti aplikací – s odolnými vlastnostmi pro náročné průmyslové podmínky a zcela odlišnými požadavky na hygienické provedení v oblasti potravinářství. Profesní a obchodní asociace nebo komory mají také speciální požadavky. Dobrým příkladem toho, jak lze vytvořit přidanou hodnotu u ucelených provozních konceptů, je, že ovládací prvky mají technické certifikáty přesahující požadavky norem, jako je tomu u komponent vyvíjených společností Eaton. Takový přístup poskytuje flexibilitu a vytváří příležitosti pro projektování.

MM: Lze tedy vytvořit přidanou hodnotu pomocí rozhraní člověk–stroj?

T. Ischen: Ano, všechny úvahy zahrnuté v celkovém provozním konceptu jsou rovněž zdrojem přidané hodnoty. Například design, zpracování a materiály vyjadřují hodnotu, kterou konstruktér může využít pro vytvoření konkurenční výhody v očích zákazníka. Návrh systému hraje také důležitou roli. Koncepty přizpůsobené současným a budoucím požadavkům odrážejí celý řetězec hodnot, inženýrům usnadňují plánování, výrobcům vývoj, mechanikům zavádění do provozu a obsluze každodenní práci. Společnost Eaton proto začleňuje tyto faktory do všech produktů v dané oblasti.

MM: Které produkty to jsou?

T. Ischen: Mezi specifická řešení společnosti Eaton, která zahrnují různé kombinace aspektů, patří systém RMQ compact solution (all-in-one), který lze díky vysokému stupni ochrany instalovat přímo do stroje. Jeho mimořádně plochý design snižuje požadavky na prostor na absolutní minimum. Systém rychlé montáže pomocí AFX modulu umožňuje montáž vícepolohových přepínačů s ochranou proti pootočení. Komplexní technologické procesy lze jednoduše vizualizovat pomocí uživatelsky přívětivého softwaru Galileo. Tým servisních aplikačních inženýrů společnosti Eaton pomáhá při vývoji provozních konceptů. K dispozici jsou i předem připravené řídicí jednotky a sestavy. Firmy zabývající se strojírenstvím se tak mohou soustředit na jádro své činnosti.

MM: Jakým výzvám obecně konstruktéři při návrhu moderních provozních konceptů čelí?

T. Ischen: Při projektování stroje musejí u řídicí jednotky vytvořit přidanou hodnotu, například přidáním nových funkcí. To je klíčovou výhodou v globální konkurenci. Zároveň se konstruktér musí ujistit, že interakce mezi člověkem a strojem vždy splňuje požadavky zákonů, předpisů a pravidel bezpečnosti na pracovišti. Integrace do celkového pojetí stroje pro jeho provoz v „chytrých továrnách“ také musí zajistit, že systém bude i bezpečnou investicí.

MM: Můžete vyjmenovat několik možných řešení?

T. Ischen: Kompaktní jednotky HMI/PLC s nízkonákladovou dotykovou technologií – například HMI nebo kombinovaná zařízení – jsou vhodné pro snadno ovladatelné aplikace v oblasti strojírenství. Ovládací a řídicí jednotky s přitažlivým designem a vysoce výkonnou multidotykovou technologií jsou dostupné i pro náročnější aplikace. Atributy zahrnují intuitivní a přesné ovládání pomocí gest a také podporu multimédií.

MM: Kam nové technologie směřují?

T. Ischen: Možné je cokoliv. Významné množství velkých vynálezů vychází ze spotřební elektroniky. Můžeme tak čekat kompaktní řídicí jednotky v podobě chytrých hodinek, vybavené specifickými kontextovými nabídkami. Své místo v průmyslovém prostředí si brzy najdou aplikace pracující s rozšířenou realitou. Na veletrhu v Hannoveru v roce 2017 společnost Eaton představila první aplikace využívající brýle Microsoft Hololens. Nové dotykové technologie, jako je 3D dotyk nebo pohyb přejížděním na vypnutém displeji, se kterými se můžeme setkat u nejnovějších automobilů, jsou také velice zajímavé. Hologramový dotyk funguje prostřednictvím interakce s holografickými projekcemi. Tato oblast je opravdu zajímavá. Ale ve výsledku záleží na tom, jak relevantní je praktická procedura.

Eaton

Tobias Ischen

Eaton.com/cz/HMI