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Auf Gebrauchstauglichkeit optimierte Touch-Display-Steuerung

eine Referenz der it-innovations

Projekt und Ausgangssituation

Die Fertigung modernster Abfüll- und Dosieranlagen ist die Kernkompetenz des über 100-jährigen Familienunternehmens FRICKE Abfülltechnik GmbH Co. KG.

Die Stärken von FRICKE sind die unbedingte Ausrichtung auf Innovation, auf langfristiges Handeln und einen sehr hohen Qualitätsanspruch.

In diesem Projekt wurden die Steuerungsanlagen für Abfüll- und Dosiermaschinen von FRICKE auf Bedienungsfreundlichkeit und Usability optimiert und technisch auf Windows 8 Embedded migriert. Daran anknüpfend wurden Funktionalitäten des Automatikmodus bzw. manuellen Modus für Betriebs- und Wartungsprozesse weiterentwickelt. Im Rahmen der Neuausrichtung der PC-basierten Steuerung wurde zudem die Datenerfassung erweitert, um darauf aufbauend weitergehende Reportingmöglichkeiten und Services anzubieten.

Die it innovations GmbH unterstützte FRICKE bei der Umsetzung des IT-Projekts und übernahm zudem das Live-Coaching des FRICKE Teams während des gesamten Entwicklungsprozesses. Die it innovations GmbH ist spezialisiert auf die Konzeption und Umsetzung komplexer IT-basierter Lösungen. Ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal des Dienstleisters ist die Erfahrung und Kompetenz bereits in sehr frühen Phasen der Entwicklung Komplexität und Umsetzungsstrategien einzuschätzen und den Entwicklungsaufwand abzuschätzen. 

Zielsetzung

Um die Stärken von FRICKE weiter auszubauen, galt es die Einbindung der Maschinen in den Herstellungs- und Fertigungsprozess der Kunden genau im Auge zu behalten. Nur saubere und präzise aufeinander abgestimmte Prozesse garantieren stabile Leistung und Wirtschaftlichkeit. Das von FRICKE neu entwickelte Bedienkonzept für seine Modellreihe Dosingstar basiert auf dem eigenen Anspruch, die Perfektion und das Know-how aus dem Maschinenbau weiter auf die Maschinensteuerung und die saubere und exakte organisatorische (Daten-) Integration in Fertigungs- und Wartungsprozesse des Kunden zu übertragen.

Zentraler Ansatzpunkt ist die Usability, d.h. die konsequente Orientierung an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine bezüglich Gebrauchstauglichkeit, Bedienungsfreundlichkeit und Nutzerfreundlichkeit. Die Steuerung von FRICKE Maschinen soll damit noch effektiver werden und Spaß machen. Intuitivität, User Interface Design und modernste Multi-Touch-Technologien ergänzt mit praktischen Funktionalitäten setzen neue Standards.

Über das User Interface hinaus erfasst die neukonzipierte PC-basierte Bediensoftware detaillierte Informationen über den Zustand der Maschine und schafft weitere Möglichkeiten, diese über den gesamten Lebenszyklus der Maschine zu steuern und optimal in Produktions- und Wartungsprozesse zu integrieren. FRICKE liefert damit schon jetzt Antworten zum Thema Internet der Dinge und Industrie 4.0.

Lösung

Die Lösung ist neuartige Maschinensteuerung, die innovatives Design und Gebrauchstauglichkeit fokussiert.

Einfach, intuitiv, effektiv und zielführend, das ist hochwertige Benutzerführung nach dem Qualitätsmaßstab von FRICKE. Um dies zu bestimmen, wurde von it innovations ein eigens entwickeltes Usability-Vorgehensmodell konzipiert und die notwendigen Methoden auf Projekt, Nutzen und Wirtschaftlichkeit ausgerichtet.

Das Ergebnis ist ein neues puristisches Steuerungsverständnis. Mit der neuen Steuerungslösung von FRICKE wurde ein spezielles Designkonzept entwickelt, das für schöne Informations- und Steuerungsfunktionen spricht und sich auf das Wesentliche beschränkt. Jeder Benutzer sieht individuell nur die für seine Aufgaben notwendigen Funktionalitäten. Alles andere ist ausgeblendet. Dies maximiert die Gebrauchstauglichkeit, hilft gegen Falschanwendung und ermöglicht eine Einarbeitung auf der Maschine ohne hohe Lernkurve.

Hybrider Konzeptansatz: Fricke-Steuerung kombiniert die Vorteile aus PC und SPS Steuerung für ein Maximum an Kosteneffizienz und Verfügbarkeit

Nach Einschätzung von FRICKE übernimmt der PC immer mehr Aufgaben, die bisher von speicherprogrammierten Steuerungssystemen (SPS) im Bereich der Automation abgedeckt waren. Gründe hierfür sieht das Unternehmen in der hohen Rechenleistung, Flexibilität, Sicherheit aber auch im Einsatz von kostengünstigeren aber hocheffektiven und industrieerprobten Komponenten. Zudem schafft der Umstieg auch die Möglichkeit auf einen wesentlich breiteren hochqualifizierten Personenkreis an Entwicklern zurückzugreifen. Trotzdem setzt FRICKE auf unterster Ebene auf SPS-Controller, um die einzelnen Baugruppen in ihren Grundfunktionen zu steuern, zu messen und Daten zu erfassen. Die SPS ist eine bewährte Technologie, die Vorteile im Bezug auf Verfügbarkeit und Echtzeitfunktionalität aufweist. Robustheit und Zuverlässigkeit sind zwei weitere wertvolle Eigenschaften, auf die nicht verzichtet werden sollte. Mit SPS Steuerung wird bei FRICKE die primäre Funktionsfähigkeit und Echtzeitfunktionalität sichergestellt. Als Steuerungsplattform und zur Bewältigung komplexer Abläufe setzt FRICKE mit dem PC auf die wesentlich flexiblere Steuerungseinheit. Komplexere Automatikbetriebsfunktionalitäten können flexibel und kosteneffizient umgesetzt werden. Aber auch die Vernetzung und Anbindung an ERP-Lösungen oder Einbindung anderer betriebswirtschaftlicher Informationssysteme in den Produktionsprozess gestaltet sich über eine PC Steuerung einfacher, kostengünstiger und schneller.

Die heutigen Anforderungen der Maschinensteuerung von FRICKE gehen damit über das Erfassen von Eingängen sowie das Ansteuern von Ausgängen hinaus. Neue Themen sind das effiziente Anbinden von Datenbanken, das Wegschreiben von LogFiles sowie die Erfassung von Zeit- und Messwerten für weitergehende Auswertungszwecke.

Im Rahmen des von it innovations unterstützten Evaluationsprozesses hat sich FRICKE für eine PC-Steuerung auf Basis von Windows 8 Embedded von Microsoft entschieden. Ein wesentliches Entscheidungskriterium hierfür war neben der Funktonalität auch die sehr hohe Marktdurchdringung von Microsoft-Technologien in betriebswirtschaftlichen Abläufen. Für einen sauberen Datenübergang des Maschinennetzwerkes zur Steuerungseinheit setzt man auf OPC unified architecture.

Sicherstellung des Projekterfolges durch Scrum mit technischer Unterstützung des Team Foundation Servers

Studien zufolge scheitern mehr unternehmenskritische IT-Projekte, als dass sie erfolgreich sind. Für die bestmögliche Sicherstellung dieses Projektes wurde in erster Linie auf einen erfahrenen Projektmanager mit hoher sozialer Kompetenz und umfangreichen Methoden Know-how gesetzt.

Als Projektmanagementmethodik wurde auf die agile Softwareentwicklungsmethode Scrum gesetzt:

  • um das Projektziel während des iterativen Entwicklungsprozesses permanent zu überprüfen und ggf. neu zu justieren.
  • um den hohen Kommunikationsbedarf zwischen allen Beteiligten zur bestmöglichen Sicherstellung der Qualitätsansprüche zu gewährleisten.
  • um Fristen und Fertigstellungstermine durch eine klare und in kurzen Zeitabständen erfolgten Fortschrittskontrolle nicht zu gefährden.

Administrativ technisch unterstützt wurde der Prozess über die Collaboration Platform Team Foundation Server 2010, der die Kommunikation zwischen den Projektbeteiligten und den Zugriff auf die Entwicklungen ermöglicht, Aufgaben und Fristen verwaltet und den Quellcode versioniert vorhält.