HMI: Mit Human-Machine-Interfaces Fertigungsprozesse in Echtzeit steuern

• Bessere Übersicht: Daten, Kennzahlen und Maschinenzustände werden auf einen Blick visualisiert und bleiben stets nachvollziehbar.
• Zentrale Steuerung: Prozesse können direkt über eine gemeinsame Bedienoberfläche überwacht und angepasst werden.
• Direkte Verbindung zur Steuerungsebene: HMIs kommunizieren in Echtzeit mit SPS-Systemen und zeigen aktuelle Werte unmittelbar an.
• Frühzeitige Fehlererkennung: Warnmeldungen erscheinen sofort, sodass Ausfälle schneller behoben werden können.
• Nahtlose Integration: Durch die Verbindung zu SCADA-, MES- oder ERP-Systemen entsteht ein durchgängiger Informationsfluss.
• Mobiler Zugriff: Touchscreens und mobile Anwendungen ermöglichen die Überwachung und Steuerung auch aus der Ferne.
• Weniger Aufwand: Digitale Datenerfassung ersetzt handschriftliche Notizen und reduziert menschliche Fehler.
• Einfache Bedienung: Klare, aufgeräumte Benutzeroberflächen mit durchdachtem Design sorgen für intuitive Nutzung.

In der Fertigungsindustrie sind Touchscreen-Human-Machine-Interfaces zentrale Elemente, um Maschinen präzise zu steuern und zu überwachen. Die Kommunikationsschnittstellen kommen aber auch in vielen anderen Bereichen zum Einsatz: Vom Lichtschalter über Dreh-Drück-Steller bis hin zu Sprachassistenz-Systemen sind Human-Machine-Interfaces aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken.

Typische Einsatzfelder von HMI-Systemen in der Industrie:

• Energieversorgung
• Lebensmittel- und Getränkeindustrie
• Maschinenbau und Fertigung
• Öl- und Gasindustrie
• Strom- und Kraftwerksbetrieb
• Recyclinganlagen
• Transport und Logistik
• Wasser- und Abwasserwirtschaft

Gute HMIs liefern Informationen in Echtzeit und ermöglichen schnelle Reaktionen. Die Benutzeroberfläche bleibt übersichtlich, auch wenn Prozesse komplex sind. Eingaben funktionieren präzise – direkt an der Anlage oder über mobile Geräte.

Moderne Eingabemethoden:

• Touchscreens: Direktes und schnelles Steuern per Fingertipp
• Tablets und Smartphones: Zugriff auf Maschinen auch von unterwegs
• Tastatur und Maus: Klassisch, vor allem bei komplexeren Eingaben
• Push-Buttons: Robuste Lösung für einfache, häufige Aktionen
• Multitouch & Gesten auf Panels: Intuitive Interaktion mit komplexen Oberflächen

Klar strukturierte Visualisierungen:

• Dashboards: Maschinenstatus, KPIs und Produktionsdaten auf einen Blick
• Alarme: Farblich hervorgehoben – Probleme werden sofort sichtbar
• Trend- und Verlaufsanzeigen: Entwicklungen nachvollziehen und früh reagieren
• Live-Videos und Prozessvisualisierungen: Optional integrierbar für visuelle Kontrolle
• Echtzeit-Datenanzeige: Keine Verzögerung – aktuelle Werte direkt am Bildschirm

Eine Stärke von Human-Machine-Interface-Software liegt in der Vernetzung. Erst durch die passende Anbindung an Steuerungssysteme, Sensoren und IT-Systeme wird es zum zentralen Zugangspunkt für Daten, Steuerung und Analyse. Die direkte Kommunikation mit anderen Systemen ermöglicht schnelle Reaktionen und effizientere Abläufe.

Smartes Human-Machine-Interface-Design setzt auf Verbindungspunkte zu:

• PLCs: Hauptschnittstelle zur Datenübertragung und Steuerung industrieller Prozesse.
• I/O-Sensoren: Erfassen Echtzeitdaten aus der Anlage und liefern sie direkt an das HMI.
• SCADA-Systeme: Die Verbindung von HMI und SCADA (Supervisory Control and Data) schafft eine leistungsstarke Kombination aus lokaler Steuerung und zentraler Analyse.
• MES/ERP: MES und ERP binden Produktions- und Geschäftsdaten für ganzheitliche Prozessanalysen ein.
• Edge-Verbindungen: Stellen Daten aus Feldgeräten lokal bereit, ohne Umwege über zentrale Server.
• Cloud: Erlaubt den ortsunabhängigen Zugriff auf Visualisierungen und Auswertungen – auch als Teil von IoT-Anwendungen.

Ein HMI hat direkten Zugang zu sensiblen Produktionsdaten und zur Steuerung zentraler Anlagenkomponenten. Ohne wirksame Sicherheitsmaßnahmen kann eine einzige Schwachstelle reichen, um Schäden zu verursachen. Moderne HMI-Systeme setzen daher auf durchdachte Schutzmechanismen, die unbefugten Zugriff, Manipulation und Datenverlust konsequent verhindern:

• Zugriffsschutz: Nur autorisierte Nutzer mit persönlichen Zugangsdaten können auf das Panel zugreifen. So bleibt selbst bei mehreren Steuerungen die Kontrolle sicher geregelt.
• HTTPS-Verschlüsselung: Alle Daten zwischen Bedienoberfläche und Webserver werden verschlüsselt übertragen und sind damit vor Manipulation und Auslesen geschützt.
• Zertifikatsprüfung im Browser: Der Browser erkennt automatisch ungültige oder nicht vertrauenswürdige Zertifikate und warnt aktiv vor unsicheren Verbindungen.
• Sichere Cloud-Anbindung: Bei optionaler Cloud-Nutzung erfolgt die Datenübertragung stets verschlüsselt, um auch externe Schnittstellen bestmöglich abzusichern.
• Gesicherte SPS-Kommunikation: Die Verbindung zur Steuerungseinheit (SPS) ist ebenfalls geschützt. Prozessdaten bleiben vor unbefugtem Zugriff geschützt – ein wichtiger Aspekt der Zuverlässigkeit moderner Systeme.

Gesetzliche Vorgaben rund um HMI-Sicherheit

Damit HMI-Systeme sicher betrieben werden können, müssen sie nicht nur technisch zuverlässig, sondern auch normkonform sein. Verschiedene EU-Richtlinien und internationale Standards legen fest, wie Bedienoberflächen, Steuerungen und IT-Verbindungen gestaltet und geschützt werden müssen.

Wichtige Regelwerke im Überblick:

• Maschinenrichtlinie 2006/42/EG: Regelt grundlegende Sicherheitsanforderungen an Maschinen, Steuerungen und Anzeigen. Ab 2027 ersetzt durch die EU-Maschinenverordnung (EU) 2023/1230, die auch technologisch fortschrittliche Bedienkonzepte stärker berücksichtigt.
• IEC 62443: Normenreihe zur IT-Sicherheit in industriellen Kommunikationsnetzen – definiert Schutzmaßnahmen für Hersteller, Integratoren und Betreiber.
• ISO/IEC 27001: Standard für ein Informationssicherheitsmanagementsystem (ISMS), relevant bei der Einbindung von HMIs in IT- oder Cloud-Strukturen.

Die Fortschritte in der HMI-Technologie verändern die Interaktion zwischen Benutzer und Maschine grundlegend. HMIs entwickeln sich zu lernfähigen Assistenten, die nicht mehr nur anzeigen, sondern verstehen und vorausschauen. Sprach- und Gestensteuerung, eingeblendete Echtzeitdaten per AR oder haptisches Feedback sorgen für nahtlose Bedienung – auch ohne Berührung. Gleichzeitig verschmelzen Sensorik, KI und adaptive Oberflächen zu Schnittstellen, die sich dem Nutzer anpassen statt umgekehrt. Wer jetzt in zukunftsfähige HMIs investiert, schafft nicht nur mehr Komfort, sondern sichert sich einen Vorsprung in einer vernetzten, reaktionsschnellen Produktionswelt.

HMI-Systeme bilden die Schnittstelle zwischen User und Maschine. MPDV sorgt dafür, dass aus dieser Verbindung ein echter Mehrwert entsteht. Als Leader in der SPARK Matrix MES 2025 entwickeln wir passgenaue IT- und Engineering-Lösungen für die Fertigung. Mit rund 520 Mitarbeitenden, internationalen Standorten und klarer regionaler Verwurzelung steht MPDV für digitale Innovation, die praktikabel bleibt – und die Menschen im Produktionsumfeld unterstützt statt ersetzt. Starten Sie mit uns den nächsten Schritt in Ihrer Fertigungsstrategie.

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