aISA 2.0

Abbildung 1: Funktionsfähiger Prototyp der adaptiven Bedienarmlehne aus dem Vorgängerprojekt aISA im Kontext verschiedener Bedienszenarien.

Das Verbundprojekt aISA 2.0 (adaptive Interfacesysteme in Ackerschleppern 2.0) hat zum Ziel dem Bediener jeweils ein optimales Interfacesystem für die vielfältigen Bedienszenarien im Ackerschlepper bereitzustellen. Beim Ankoppeln unterschiedlicher Arbeitsgeräte an den Ackerschlepper kann sich die Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) durch das ISOBUS System adaptiv an das Bedienszenario anpassen und unter Beachtung ergonomischer und formalästhetischer Gesichtspunkte jeweils ein optimales Interface hinsichtlich Verfügbarkeit, Anordnung, Grafik und Betriebsmodus herstellen. Aufbauend auf dem Vorgängerprojekt aISA wird das Konzept weiterentwickelt und bis zur Serienreife gebracht.

 

 

Motivation und Zielsetzung

Der Traktor wird als Universalmaschine eingesetzt, wodurch der Nutzer mit vielfältigen Bedienszenarien konfrontiert wird. Heutige Arbeitsmaschinen besitzen in ihren Bedienarmlehnen jedoch eine hohe Zahl an statischen Bedienelementen. Dabei liegen – je nach angekoppeltem Arbeitsgerät – eine Vielzahl der Stellteile redundant vor und erzeugen ein komplexes und unübersichtliches Gesamtbild. Deshalb wurde im Projekt aISA (adaptive Interfacesysteme in Ackerschleppern) erstmals eine adaptive Armlehne entwickelt, welche alle Bedienfunktionen der Geräte durch ein reduziertes und ergonomisches Design abbildet und dabei jeweils ausschließlich die Funktionen des aktuell verwendeten Arbeitsgeräts zur Verfügung stellt. Die Bedienarmlehne passt sich dabei situativ auf das jeweils notwendige Bedienszenario bzw. Arbeitsgerät an.
Im Folgeprojekt aISA 2.0 wird dieser Gedanke zu Ende geführt: Der vollfunktionsfähige Prototyp, der auch auf der Agritechnica 2019 zu sehen war, dient als Basis und soll bis hin zur Serienreife weiterentwickelt werden. Durch einen erweiterten Blickwinkel sollen dabei die marktgängigen Arbeitsgeräte untersucht und in das Gesamtsystem aus Traktor, Bedienarmlehne und Arbeitsgerät integriert werden. Den Arbeitsgeräteherstellern wird die Möglichkeit geboten, die herstellerspezifische Bedienphilosophie in das haptische Bediensystem der aISA Armlehne zu integrieren. Durch die ISOBUS Schnittstelle kann sich die intelligente Bedienarmlehne anschließend adaptiv an jedes Arbeitsgerät anpassen, sobald dieses angekoppelt wird und stellt dem Nutzer hinsichtlich Verfügbarkeit, Anordnung, Visualisierung und Betriebsmodus jeweils eine optimale und ergonomische Schnittstelle zur Verfügung. Auch für nicht ISOBUS-Arbeitsgeräte wird eine Lösung erarbeitet.

 

 

Die Bedienarmlehne neu gedacht

Durch die innovative adaptive Bedienarmlehne ist bei den Entwicklern von Ackerschleppern ein Umdenken notwendig: Aus dem Ackerschlepper mit Arbeitsgerät X wird zukünftig eine X-Maschine (analog zu den Selbstfahrern), bei der optimal auf die arbeitsgerätespezifischen Bedienfunktionen eingegangen werden kann:

Ackerschlepper + Arbeitsgerät X = X-Maschine

Aufgrund von firmenspezifischen Bediensignaturen wird es nicht möglich sein, die „ideale aISA-Bedienarmlehne“ als einheitliche Gestalt den konkurrierenden Herstellern anzubieten. Das Projektziel (s. Abb. 2) von aISA 2.0 besteht darin, den virtuellen Bereich des ISOBUS-Terminals mit einem realen Interface-Baukasten zu erweitern.

Abbildung 2: Gesamtstruktur von aISA 2.0

Die im aISA-Projekt entwickelte Methode unterstützt dabei die Entwicklung der realen, adaptiven Interfacegestalt. Auf der Basis einer methodischen Kategorisierung wird eine Vorauswahl bzw. Gestaltungsempfehlung hinsichtlich Positionierung, Anordnung, Betätigungsart und Modalität der Funktionen in dem Interfacesystem entwickelt. Dabei werden sämtliche möglichen Funktionen betrachtet, die in der Kombination Ackerschlepper und beliebiges Arbeitsgerät relevant sein können. Entsprechend dem jeweiligen Automatisierungsgrad und den Bediengewohnheiten bzw. der Bedienerqualifikation wird das Verhältnis zwischen realen und virtuellen Funktionen system- bzw. nutzerinitiiert eingestellt. Die Bedienelemente werden funktional in die jeweiligen Bedienarmlehnen der Ackerschlepperhersteller integriert und können formal an das jeweilige Corporate Design (CD) angepasst werden. Somit kann auch zukünftig der Ackerschlepperhersteller seine individuelle Bediensignatur beibehalten und dennoch die arbeitsgerätespezifisch (AG 1 - AG X) optimale Usability erhalten. Die Schnittstellenkommunikation zwischen Arbeitsgerät und Ackerschlepper wird im Projekt entwickelt, um eine zuverlässige standardisierte Verbindung zu schaffen. Das adaptive Interface benötigt diese, um die Anforderungen des Arbeitsgeräts auf die Positionierung und Anordnung der Bedienarmlehne zu übertragen und diese entsprechend zu konfigurieren. Dem Arbeitsgerätehersteller wird für die Konfiguration der optimalen Usability ein Editor bereitgestellt. Dem Nutzer wird es zukünftig auch möglich sein, entsprechend seiner Bediengewohnheiten, Funktionen zwischen virtuellem und realem Interface bidirektional auszutauschen. Zudem soll der Nutzer das ganze System wahlweise in folgenden Modi betreiben können:

  • Comfort-Modus: Die Konfiguration ist vom Arbeitsgerätehersteller vorgegeben
  • Custom-Modus: Er kann die vorgegebene Konfiguration vom Arbeitsgerätehersteller anpassen
  • Standard-Modus: Das Bediensystem ist komplett verfügbar und statisch (Stand der Technik).

 

Abbildung 3: Die abgebildete Funktions- und Bedienanalyse wird im Verlauf des Projekts weiterentwickelt. Aufbauend auf den Informationen aus den durchgeführten Expertenbefragungen wird durch die weiterentwickelte Methode eine erste Gestaltungsempfehlung für das adaptive Interface abgeleitet.

Das Projektkonsortium

Das Projektkonsortium besteht aus fünf Mitgliedern, die ihre Expertise in das Projekt einbringen. Das Vorgängerprojekt (aISA) wurde bereits vom Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design am Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart gemeinsam mit dem Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim (ATH) und der Firma elobau GmbH & Co. KG aus Leutkirch bestritten. Sie werden im aktuellen Projekt aISA 2.0 zudem durch den Verein Competence Center ISOBUS e.V aus Osnabrück und den Traktorenhersteller Same Deutz-Fahr verstärkt. Das IKTD übernimmt u.a. die Koordination des Verbundprojekts.

 

 

Projekt Förderung

Projektträger ist die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE). Das Projekt wird aus Mitteln des Zweckvermögens des Bundes bei der Landwirtschaftlichen Rentenbank und des Innovationsfonds gefördert.

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