Die Systems & Components rückt die Bedienung mobiler Arbeitsmaschinen in den Mittelpunkt.

SYSTEMS & COMPONENTS ist der B2B-Marktplatz der internationalen Zulieferindustrie der Landtechnik und des gesamten Off-Highway-Sektors. Bild: SYSTEMS & COMPONENTS.

Ob Digitalisierung, Konnektivität oder autonomes Fahren: Vom 12. bis 18. November 2023 ist die Systems & Components ganz nah dran an den Trends und Entwicklungen in der Landtechnik und des gesamten Off-Highway-Sektors. Die ausstellenden Unternehmen auf dem Messegelände in Hannover wollen die Automatisierung mobiler Arbeitsmaschinen auf ein neues Niveau heben. Damit einher gehen stark wachsende Anforderungen an die Intelligenz und Flexibilität der Mensch-Maschine-Schnittstelle – künftig wird sie mehr denn je zu einer sicherheitskritischen Fahrzeugkomponente. Die Systems & Components findet zeitgleich mit der Agritechnica in Hannover statt.

Mobile Arbeitsmaschinen haben in den vergangenen Jahren vielseitige technische Weiterentwicklungen erfahren, um die Sicherheit zu erhöhen. Eine zentrale Rolle nehmen hierbei die Mensch-Maschine-Schnittstellen ein – die sogenannten Human-Maschine-Interfaces (HMI). Moderne Kamera-Monitor-Systeme ermöglichen den Bedienern ein gefahrloses Rangieren und Fahren. Dies ist beispielsweise bei Fahr- und Schwenkbewegungen von Hydraulikbaggern oder Mähdreschern relevant, da die direkte Sicht auf hintere und seitliche Bereiche oft verdeckt ist. Fahrzeugmontierte Kameras erleichtern die Sicht auf tote Winkel und das Zurücksetzen, indem sie sämtliche Hindernisse im Sichtfeld als Livebilder auf dem Monitor im Cockpit anzeigen – so lassen sich Kollisionen mit Personen oder Gegenständen vermeiden.

Der Bedienkomfort und die Bereitstellung von Fahrzeuginformationen spielen für Off-Highway-Fahrzeuge eine zentrale Rolle. Um die immer komplexeren Funktionen zu steuern, muss eine zunehmende Datenmenge aus der Maschine und dem Umfeld erfasst und verarbeitet werden. Dank leistungsstarkem grafischem Prozessor und integriertem Lautsprecher bieten die Displays eine erweiterte Bedienerunterstützung mit animiertem Design und audiovisuellen Warnungen. Die Controller auf der Systems & Components überzeugen durch ihre ergonomische Gestaltung und können entweder in Kombination mit einer mobilen Steuerung oder als Stand-alone-Lösung betrieben werden – dank der hohen Schutzart auch unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen.

Alle Geräte verfügen über eine umfangreiche Schnittstellenausstattung. Der CAN-Bus, der in vielen Baumaschinen Standard ist, gehört ebenso dazu, wie der ISOBUS im Bereich der Landwirtschaft. Ethernet, USB, analoge sowie digitale Ein- und Ausgänge sorgen für eine einfache Einbindung in die Steuerungsarchitektur. Über analoge Videoeingänge kann das Bild einer mobiltauglichen Kamera dargestellt werden. Zudem bietet der integrierte PCAP-Touch optimale Voraussetzungen für eine komfortable Steuerung von Maschinenfunktionen. PCAP steht für „Projected Capacitive Touch". Bei dieser Technik wird eine Fenster- beziehungsweise Glasoberfläche tastsensitiv ausgeführt, sodass die Benutzer agieren können, wie sie es von einem Tablet oder Smartphone mit Touchscreen gewöhnt sind. Zu den bei Bedarf integrierbaren Funktionen zählen darüber hinaus WLAN, Mobilfunkschnittstellen und Positionierungssysteme, wie GPS oder Galileo, um auch anspruchsvolle Telematik-Lösungen umzusetzen.

Während neue Schlepper serienmäßig über ISOBUS verfügen, müssen ältere nachgerüstet werden, um den modernen Anforderungen des Precision Farming zu genügen. Landwirte finden hierfür die verschiedensten Lösungen auf dem Messegelände in Hannover. Die Systems & Components bietet Entscheidern und Entwicklern aus den Off-Highway-Märkten aber nicht nur einen Überblick über den aktuellen Stand der am Markt erhältlichen HMI-Lösungen. Die ausstellenden Technologieanbieter und Forschungsinstitute geben auch einen Ausblick auf ihre Roadmap und zeigen die Trends für die Dekade nach 2025 auf. Beispielhaft dafür steht aISA (adaptive Interfacesysteme im Ackerschlepper). In dem Verbundprojekt wurden vom Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart, dem Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim (ATH) und der elobau GmbH & Co. KG ein funktionsfähiger Prototyp einer Bedienarmlehne entwickelt, die sich an verschiedene Szenarien anpassen kann.

Derartige adaptive Systeme versprechen Vorteile in der Usability, denn sie bieten immer Bedienelemente mit passender Bediencharakteristik. Die Erprobung erfolgte durch den Einbau in einen Traktor von Same Deutz-Fahr, der diverse Feldtests mit verschiedenen Arbeitsgeräten absolviert hat. Der vollfunktionsfähige Prototyp, der bereits auf der Agritechnica 2019 zu sehen war, wird jetzt im Folgeprojekt aISA 2.0 zur Serienreife weiterentwickelt. Ziel ist es, ein Interfacesystem für die vielfältigen Aufgaben eines Ackerschleppers bereitzustellen. Beim Ankoppeln unterschiedlicher Arbeitsgeräte soll sich die Mensch-Maschine-Schnittstelle mittels ISOBUS an das Bedienszenario anpassen und unter Beachtung ergonomischer und formalästhetischer Gesichtspunkte ein optimales Interface hinsichtlich Verfügbarkeit, Anordnung, Grafik und Betriebsmodus herstellen.

In einem Punkt sind sich die Fachleute einig: In Zukunft rückt der Mensch noch weiter in den Mittelpunkt der Mensch-Maschine-Kommunikation. Die Bedienoberflächen mobiler Arbeitsmaschinen erfordern bei immer höherer Informationsdichte neben der Anwendungsorientierung eine stärkere Nutzerorientierung. Eine effiziente Bedienung ist abhängig von den persönlichen Fähigkeiten und der Qualität der Interaktion mit der Schnittstelle. Intelligente HMI-Komponenten müssen entscheiden, welche Information zu welchem Zeitpunkt die höchste Priorität hat – und auch bereit sein, weniger wichtige Daten in komplexen Situationen auszublenden.

Was diese Balance zwischen Mensch und Technik bedeutet, zeigt das Forschungskonsortium „Fahrerkabine 4.0", dem sich auch der Landmaschinenhersteller Claas angeschlossen hat. Ein Team am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt ein automatisiertes Assistenzsystem, bei dem die Fahrer im Zentrum stehen. Im Rahmen des Projekts wird eine anpassungsfähige Mensch-Maschine-Schnittstelle entwickelt. Diese ist in der Lage, das aktuelle Beanspruchungslevel der Fahrerinnen und Fahrer zu erkennen und automatisiert individuelle Handlungsempfehlungen zu geben. Doch wie kann erkannt werden, wie sehr der Fahrer oder die Fahrerin aktuell beansprucht ist? Die Wissenschaftler untersuchen den Belastungszustand mittels Eye-Tracking. Auch an einem Fitnessarmband, das mithilfe von Lichtsignalen den Puls ermittelt und so das Stresslevel messen kann, wird geforscht. Mit diesem Input sollen dann Handlungsempfehlungen generiert werden, die über eine auf Augmented Reality basierende Schnittstelle ins Sichtfeld der Bedienenden projiziert werden. Bei der „Fahrerkabine 4.0" erfolgt diese visuelle Darstellung auf der Frontscheibe. So lassen sich auch hilfreiche Informationen wie Wettervorhersagen oder Daten zur Bodenbelastung einbinden.

Wie sieht er aus, der technisch ideale Arbeitsplatz im Cockpit? Welche Assistenzsysteme sind für welche Szenarien geeignet? Vom 12. bis 18. November liefert die Systems & Components, die zeitgleich mit der Agritechnica in Hannover stattfindet, Antworten auf diese Fragen. Die B2B-Messe bietet Entwicklern und Konstrukteuren die Möglichkeit, sich umfassend über HMI-Lösungen für mobile Arbeitsmaschinen wie Land- und Baumaschinen, aber auch Forst- und Kommunalfahrzeuge zu informieren und auszutauschen. (Systems & Components)

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