Mensch Maschine Interaktion: Pflichten und Best Practices

Die Schicht beginnt, der Bediener meldet sich an, und das Display zeigt eine andere Ansicht als am Vortag. Das Bedienpanel ist teilweise verdeckt, die Sprache der Oberfläche lässt einen Befehl mehrdeutig erscheinen. Als an der Abkantpresse plötzlich ein Not-Halt erforderlich wird, nimmt ein Mitarbeiter mit Hörschaden das akustische Signal nicht sicher wahr.

Solche Situationen sind keine reine UX-Frage. Mensch-Maschine-Interaktion entscheidet darüber, ob Gefährdungen erkannt, Befehle richtig ausgeführt und sichere Zustände zuverlässig verstanden werden. Für Konstrukteure und CE-Verantwortliche gehört die HMI deshalb in die Risikobeurteilung, in die technische Dokumentation und in die Verifikation der Schutzmaßnahmen.

Inhaltsverzeichnis

• Warum Mensch Maschine Interaktion ein Sicherheitsthema ist
  • Was der Hersteller konkret bewerten muss
• Definition und Ziele der Mensch Maschine Interaktion im Maschinenbau
  • Die rechtliche Einordnung
  • Ziele eines belastbaren Bedienkonzepts
• Rechtsrahmen und relevante Normen für HMI
  • Funktion statt Literaturliste
  • Was CEN, CENELEC und Anhänge ZA tatsächlich leisten
• Risikobeurteilung für HMI nach EN ISO 12100
  • Vier Arbeitsschritte für die Bedienseite
  • HMI-Maßnahmen mit Quellen verknüpfen
• Best Practices und Prüfszenarien für CE-konforme Bedienkonzepte
  • Anzeigen und Stellteile
  • Sicherheitsbezogene Bedienelemente
  • Prüfszenarien und Ablageorte
• KI Assistenz und hybride Bedienung als neue HMI Schicht
  • Assistenz ist keine Freigabe
  • Die Verantwortung muss sichtbar bleiben
• Wie digitale Werkzeuge die HMI Dokumentation unterstützen
  • Was in der technischen Akte auffindbar sein sollte

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Warum Mensch Maschine Interaktion ein Sicherheitsthema ist

Eine Maschine kann mechanisch einwandfrei konstruiert sein und trotzdem gefährlich bedienbar bleiben. Ein falsch interpretierter Betriebsartenwahlschalter, eine unklare Rückmeldung oder ein schlecht erreichbarer Not-Halt schafft ein Interaktionsrisiko, obwohl kein Bauteil versagt hat. Der Bediener arbeitet nicht mit der Risikobeurteilung, sondern mit Anzeigen, Stellteilen, Signalen und Bedienabläufen.

Die DIN EN ISO 12100 verlangt eine systematische Identifikation von Gefährdungen sowie eine Risikoeinschätzung und Risikominderung bereits in der Konstruktion. Für die Mensch-Maschine-Interaktion folgt daraus eine einfache Konsequenz: Die Bedienperson, ihre Aufgaben, ihre Fähigkeiten und ihre Grenzen müssen in der bestimmungsgemäßen Verwendung und bei vorhersehbarer Fehlanwendung berücksichtigt werden. Die DIN EN ISO 12100 im deutschen Normenbestand bildet dafür den zentralen methodischen Rahmen.

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Was der Hersteller konkret bewerten muss

Bei jeder sicherheitsrelevanten Bedienhandlung sollten Sie mindestens diese Fragen beantworten:

• Erkennen: Kann die Bedienperson den Maschinenzustand unter den realen Umgebungsbedingungen wahrnehmen?
• Verstehen: Ist eindeutig, welche Betriebsart, Freigabe oder Störung vorliegt?
• Handeln: Verhindert die Anordnung eine Verwechslung oder ein versehentliches Auslösen?
• Rückmeldung: Bestätigt die Maschine den Befehl so, dass der neue Zustand nachvollziehbar ist?
• Reagieren: Bleibt bei Warnungen und Notfällen genügend Zeit für eine sichere Reaktion?

Die BAuA behandelt ergonomische Gestaltung ausdrücklich im Zusammenhang mit Fehlbedienungen, Belastung und Verständlichkeit von Systemzuständen. Je besser Anzeige, Steuerung und Rückmeldung an Aufgabe und Nutzer angepasst sind, desto weniger Raum bleibt für Suchvorgänge, Missverständnisse und kognitive Überlastung. Die BAuA-Arbeitsweltforschung zur Mensch-Maschine-Interaktion verweist dabei auf ergonomische Gestaltungsrahmen wie DIN EN ISO 26800:2011-11.

Praktische Regel: Wenn eine HMI-Maßnahme ein Risiko reduziert, gehört sie nicht nur in den Styleguide. Sie gehört mit Begründung, Prüfverfahren und Ergebnis in die Risikoakte.

Wer HMI ausschließlich als Komfort- oder Bedienbarkeitsprojekt behandelt, dokumentiert seine CE-Pflichten unvollständig. Im Schadensfall muss der Hersteller nachvollziehbar zeigen können, wie er Bedienfehler, unklare Zustände und unzureichende Warnungen bewertet und reduziert hat.

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Definition und Ziele der Mensch Maschine Interaktion im Maschinenbau

Mensch-Maschine-Interaktion beschreibt die geplante Wechselwirkung zwischen Bedienperson und Maschine. Sie umfasst Wahrnehmung, Informationsverarbeitung und motorische Handlung. Konkret geht es um Eingabegeräte, Anzeigen, Rückmeldungen, Warnungen, Betriebsarten, Freigaben und die Reihenfolge von Bedienhandlungen.

Eine industrielle HMI ist damit mehr als ein Bildschirm. Auch Taster, Schlüsselschalter, Zustimmtaster, Fußschalter, akustische Signale, Leuchtanzeigen und mechanische Stellteile gehören zum Interaktionskonzept. Entscheidend ist die funktionale Kette: Die Bedienperson nimmt einen Zustand wahr, interpretiert ihn, führt eine Handlung aus und erhält eine Rückmeldung über das Ergebnis.

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Die rechtliche Einordnung

Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und die ablösende Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 verwenden den Begriff HMI nicht als eigenständige Überschrift. Ihre grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen erfassen das Thema jedoch mittelbar und verbindlich. Besonders relevant sind die Anforderungen an:

• 1.1.2 Grundsätze der Sicherheitsintegration, damit Risiken durch Konstruktion und Schutzmaßnahmen reduziert werden,
• 1.1.5 Handhabung, damit Maschinen sicher bewegt, eingestellt und bedient werden können,
• 1.2 Steuerungen, einschließlich vorhersehbarer Fehlbedienung und sicherer Zustände,
• 1.7 Information, Warnhinweise und Kennzeichnung, damit die erforderlichen Informationen verständlich und dauerhaft verfügbar sind.

Für Maschinen, die vor dem 20. Januar 2027 in Verkehr gebracht wurden, bleibt grundsätzlich die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG maßgeblich, wie die EU-Kommission zur Anwendung der Maschinenvorschriften erläutert. Die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 gilt verbindlich ab dem 20. Januar 2027, das berichtigte Datum ergibt sich aus dem amtlichen Korrigendum zur Maschinenverordnung.

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Ziele eines belastbaren Bedienkonzepts

Ein CE-taugliches Bedienkonzept muss nicht jedem Nutzer jede Funktion möglichst schnell zugänglich machen. Es muss gefährliche Fehlhandlungen verhindern oder ihre Folgen wirksam begrenzen. Daraus ergeben sich fünf Ziele:

1. Fehler vermeiden, statt sie nur durch Warnhinweise zu kommentieren.
2. Bedienhandlungen beherrschbar machen, auch bei Störung, Zeitdruck und wechselndem Personal.
3. Maschinenzustände eindeutig anzeigen, einschließlich Freigaben, Sperren und Restgefahren.
4. Sicherheitsfunktionen klar von Komfortfunktionen trennen, damit keine falsche Erwartung entsteht.
5. Entscheidungen nachvollziehbar dokumentieren, von der Risikobeurteilung bis zum Prüfprotokoll.

Das Produktsicherheitsgesetz ergänzt den nationalen Rahmen. Für die konkrete Konformitätsbewertung bleibt jedoch die jeweils anwendbare europäische Maschinenregelung mit den einschlägigen harmonisierten Normen entscheidend.

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Rechtsrahmen und relevante Normen für HMI

Eine Norm wird nicht dadurch relevant, dass sie in einer Konstruktionsrichtlinie erwähnt wird. Relevant wird sie, wenn sie eine konkrete Sicherheits- oder Ergonomieanforderung abdeckt und im gewählten Nachweisverfahren sinnvoll angewendet wird. Die Normen müssen deshalb in der Risikobeurteilung mit Funktion, Ausgabe, Anwendungsbereich und Nachweis verknüpft werden.

Die Normenreihe DIN EN ISO 9241 wurde im Kontext der Bildschirmarbeit ab den 1980er-Jahren systematisch aufgebaut. Die internationale Erarbeitung von ISO 9241 begann ab 1983, heute umfasst die Reihe über 80 Normen, Stand 1. Januar 2024. Für den deutschen Maschinenbau sind insbesondere DIN EN ISO 9241-110:2020-10 zu Interaktionsprinzipien und DIN EN ISO 9241-210:2019 zur menschzentrierten Gestaltung relevant. Einen Überblick über die Einordnung von Normen bietet die Normenübersicht für CE-Projekte.

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Funktion statt Literaturliste

Die Konformitätsvermutung entsteht nicht automatisch durch die bloße Nennung einer Norm. Nach Artikel 7 der Maschinenrichtlinie gilt sie für Maschinen, die nach harmonisierten Normen gebaut wurden, deren Fundstellen im Amtsblatt der Europäischen Union veröffentlicht sind. Der Wortlaut zu Artikel 7 der Maschinenrichtlinie ist deshalb für die Bewertung der CE-Wirkung entscheidend.

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Was CEN, CENELEC und Anhänge ZA tatsächlich leisten

CEN- und CENELEC-Normen werden in Deutschland als DIN- oder DIN-EN-Fassungen übernommen. Daraus folgt aber nicht, dass jede ergonomische Empfehlung automatisch eine harmonisierte Sicherheitsnorm ist. Für die Konformitätsvermutung müssen Sie die harmonisierte Veröffentlichung, den Anwendungsbereich und die abgedeckten Anforderungen prüfen. Ein Annex ZA oder ZB kann die Verbindung zu den Anforderungen des Rechtsakts darstellen, ersetzt aber keine Risikobeurteilung.

Für den deutschen Arbeitsschutz verweist die BAuA auf TRBS 1151 und die Normenreihe DIN EN ISO 9241. Die neue Maschinenverordnung erweitert außerdem die Ergonomieanforderung. Nach dem IHK-Leitfaden zur Maschinenverordnung müssen Belästigung, Ermüdung sowie körperliche und psychische Fehlbeanspruchung bei bestimmungsgemäßer Verwendung auf ein Mindestmaß reduziert werden. Das macht HMI zu einem Sicherheits- und Arbeitsschutzthema, nicht zu einer freiwilligen Designentscheidung.

Für KI-gestützte Bedienlösungen, die zusätzlich europäische KI-Anforderungen berühren, kann eine kompakte Einordnung wie der KI-Telefonassistent Rechtskonformität bei der ersten Orientierung helfen. Die technische Einstufung der konkreten Maschine bleibt davon unberührt.

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Risikobeurteilung für HMI nach EN ISO 12100

Die HMI gehört in den iterativen Prozess der Risikobeurteilung. Sie wird nicht erst nach Abschluss der Mechanik geprüft. Die dreistufige Logik der EN ISO 12100 priorisiert inhärent sichere Konstruktion, danach Schutzeinrichtungen und ergänzende Schutzmaßnahmen und zuletzt Informationen für die Verwendung.

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Vier Arbeitsschritte für die Bedienseite

Erstens, Maschine abgrenzen. Erfassen Sie bestimmungsgemäße Verwendung, vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung, Lebensphasen, Bedienergruppen, Betriebsarten und Schnittstellen zu vor- und nachgelagerten Anlagen. Eine HMI für Einrichten, Automatikbetrieb, Wartung und Störungsbeseitigung braucht nicht dieselbe Freigabelogik.

Zweitens, Gefährdungen identifizieren. Prüfen Sie nicht nur Quetsch- und Schergefahren. Erfassen Sie auch die Interaktionsauslöser:

• Verwechslung von Betriebsarten oder Rezepten,
• versehentliches Auslösen einer gefährlichen Bewegung,
• unklarer Zustand des Not-Halts,
• fehlende Rückmeldung nach einer Bedienhandlung,
• Warnungen, die bei Licht, Lärm oder Hörbeeinträchtigung nicht wahrgenommen werden,
• zu hohe Informationsdichte und kognitive Überlastung.

Drittens, Risiko einschätzen. Bewerten Sie Schwere der möglichen Verletzung, Eintrittswahrscheinlichkeit, Häufigkeit oder Dauer der Exposition und Möglichkeit der Vermeidung. Die Bewertung muss den realen Bedienablauf abbilden. Ein Befehl, der nur nach bewusster Freigabe, eindeutiger Moduswahl und Quittierung möglich ist, erzeugt ein anderes Risiko als ein direkt erreichbares Touch-Feld.

Viertens, Maßnahmen hierarchisch festlegen. Beseitigen Sie die Gefahr zunächst durch sichere Konstruktion. Ergänzen Sie danach trennende oder nicht trennende Schutzeinrichtungen und sichere Steuerungsfunktionen. Benutzerinformationen dürfen Restrisiken erläutern, aber keine technisch vermeidbare Gefahr ersetzen.

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HMI-Maßnahmen mit Quellen verknüpfen

Ordnen Sie jeder Maßnahme die fachliche Anforderungsquelle zu. Für die methodische Bewertung ist Abschnitt 6.3 der EN ISO 12100 maßgeblich. Anforderungen an elektrische Ausrüstung und Bedienhandlungen prüfen Sie gegen EN 60204-1, die menschzentrierte Gestaltung gegen DIN EN ISO 9241-210 und arbeitsbezogene ergonomische Faktoren gegen TRBS 1151.

Ein sauberer Bedienablauf verändert die Risikobewertung nur dann belastbar, wenn Sie ihn konkret beschreiben. Dokumentieren Sie beispielsweise, welche Stopp-Kategorie ausgelöst wird, welcher Zustand danach angezeigt wird, ob ein Wiederanlauf verhindert bleibt und welche Handlung die Wiederfreigabe erlaubt.

Die Risikomatrix-Vorlage für CE-Projekte kann die strukturierte Bewertung unterstützen. Für die arbeitsplatzbezogene Perspektive ist außerdem eine allgemeine Einführung zum Bewerten von Risiken am Arbeitsplatz hilfreich, sie ersetzt jedoch keine maschinenspezifische Risikobeurteilung.

Jede HMI-Maßnahme braucht einen Nachweis. Halten Sie Annahme, technische Umsetzung, Prüfmethode, Prüfergebnis und Restrisiko in der Risikoakte fest.

Nach der Umsetzung folgt die Verifikation. Testen Sie die HMI unter den Bedingungen, unter denen die Gefährdung entstehen kann, und aktualisieren Sie die Risikobeurteilung, wenn sich Anzeige, Software, Bediengerät oder Betriebsart ändert.

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Best Practices und Prüfszenarien für CE-konforme Bedienkonzepte

Eine HMI-Checkliste ist nur dann brauchbar, wenn jeder Prüfpunkten eine technische Grundlage und ein Dokumentationsort zugeordnet sind. Die folgende Liste eignet sich als Arbeitsgrundlage für Konstruktion, Softwareentwicklung und CE-Koordination.

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Anzeigen und Stellteile

• Eindeutige Codierung: Verwenden Sie Farbe, Form, Position und Beschriftung konsistent. Prüfen Sie die Zuordnung gegen IEC 60073 und dokumentieren Sie die Gestaltungsentscheidung im HMI-Konzept.
• Verwechslungssicherheit: Ordnen Sie Funktionen mit unterschiedlicher Gefährdung so an, dass Fehlgriffe erschwert werden. Hinterlegen Sie Screenshots, Layoutzeichnungen und die Begründung in der Risikobeurteilung.
• Sichtbarkeit: Platzieren Sie sicherheitsrelevante Anzeigen im realen Blickfeld der Bedienperson. Prüfen Sie Blickrichtung, Abstand, Umgebungslicht und mögliche Verdeckungen durch Werkstück oder Schutzausrüstung.
• Lesbarkeit: Bewerten Sie Schrift, Kontrast, Symbolgröße und Reflexion bei den tatsächlichen Lichtverhältnissen. Das Ergebnis gehört in das Prüfprotokoll.
• Piktogramme: Wählen Sie sprach- und kulturneutrale Symbole, soweit das möglich ist. Ergänzen Sie erforderliche Textinformationen in der Betriebsanleitung und an der Maschine.
• Akustik: Definieren Sie Signalcharakter, Frequenz und erforderlichen Schallpegel anhand der Einsatzumgebung. Berücksichtigen Sie dabei Hintergrundlärm und die Wahrnehmbarkeit durch betroffene Bediener.

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Sicherheitsbezogene Bedienelemente

Der Not-Halt muss klar erkennbar, schnell erreichbar und entsprechend der EN ISO 13850 ausgeführt sein. Das Touchscreen-Symbol allein ersetzt keinen geeigneten physischen Not-Halt, wenn die Risikobeurteilung eine jederzeit verfügbare Betätigung verlangt. Zwei-Hand-Bedienung und Zustimmungsschalter müssen zur konkreten Gefährdung, zum Bedienablauf und zur erforderlichen sicherheitsbezogenen Steuerungsarchitektur passen.

Bei sicherheitsbezogenen HMI-Funktionen reicht die funktionale Beschreibung nicht aus. Bestimmen Sie den erforderlichen Performance Level nach EN ISO 13849-1 oder den erforderlichen SIL nach IEC 62061 und weisen Sie nach, dass die gewählte Architektur den Zielwert erreicht.

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Prüfszenarien und Ablageorte

Prüfen Sie nicht nur den Normalfall. Ein Bedienkonzept ist erst belastbar, wenn Störung, Quittierung, Neustart, Moduswechsel und Energieausfall reproduzierbar dokumentiert sind. Ein strukturiertes Prüfprotokoll für CE-Nachweise hilft, Ergebnisse, Messwerte, Prüfer und Abweichungen konsistent zu erfassen.

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KI Assistenz und hybride Bedienung als neue HMI Schicht

Klassische HMI zeigt Zustände und nimmt Befehle entgegen. Industrielle Systeme ergänzen diese Ebene zunehmend durch Sprachsteuerung, Gestenerkennung, vorausschauende Wartungshinweise, kameragestützte Anwesenheitserkennung und generative Bedienhilfen. Diese Funktionen können die Bedienung unterstützen, sie dürfen aber keine unklare Zwischenebene zwischen Mensch, Steuerung und Sicherheitsfunktion schaffen.

Bitkom berichtet für 2026, dass 58 Prozent der Bevölkerung KI bereits beruflich oder privat nutzen. Die Zahl beschreibt die wachsende Alltagsnähe von KI, nicht die Konformität einer industriellen Anwendung. Für Maschinenbauer folgt daraus trotzdem ein klarer Handlungsbedarf: Bediener werden Empfehlungen und sprachliche Hinweise zunehmend als Teil der Bedienoberfläche erwarten.

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Assistenz ist keine Freigabe

Eine KI-Empfehlung muss als Empfehlung erkennbar bleiben. Sie darf eine sicherheitsbezogene Bewegung nicht ohne festgelegte Freigabelogik auslösen. Anzeigen und Hinweise müssen dieselben Anforderungen an Eindeutigkeit, Wahrnehmbarkeit, Rückmeldung und Manipulationssicherheit erfüllen wie feste Bedienelemente.

Beziehen Sie die KI-Funktion deshalb in die Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 ein. Prüfen Sie, was bei falscher Erkennung, fehlenden Daten, widersprüchlichen Sensordaten, verzögerter Ausgabe und manipulierten Eingaben geschieht. Für KI-Komponenten mit Sicherheitsrelevanz müssen Sie außerdem den EU AI Act, die Konformitätsbewertung und die Schnittstelle zu EN ISO 12100 prüfen. ISO/IEC TR 5469 kann bei der Betrachtung funktionaler Sicherheit und KI als technischer Referenzpunkt dienen.

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Die Verantwortung muss sichtbar bleiben

Bei einer KI-Assistenz entstehen Verantwortungsfragen, die eine klassische HMI nicht in gleicher Form aufwirft:

• Wer verantwortet Trainingsdaten und deren Auswahl?
• Wer gibt eine Empfehlung frei?
• Wer prüft Fehlinterpretationen?
• Wer entscheidet, wann die Assistenz deaktiviert werden muss?
• Wer überwacht Änderungen am Modell und an den Eingabedaten?

Dokumentieren Sie Modellversion, Datensatzbeschreibung, zulässige Einsatzgrenzen, Testfälle, bekannte Fehlinterpretationen und menschliche Freigabeschritte in der technischen Unterlage. Ergänzen Sie ein Monitoring-Konzept, das Abweichungen erkennt und eine sichere Rückfallebene beschreibt.

Fraunhofer-Arbeiten zur Mensch-KI-Interaktion zeigen, dass diese Interaktion eigene Gestaltungsfragen und Implikationen mitbringt. KI lässt sich deshalb nicht einfach mit klassischer HMI gleichsetzen. Die hybride Bedienung braucht ein eigenes Sicherheits- und Dokumentationskonzept.

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Wie digitale Werkzeuge die HMI Dokumentation unterstützen

Viele Unternehmen erfassen HMI-Entscheidungen verteilt in Excel, Schaltplanversionen, Softwaretickets und Prüfberichten. Das erzeugt Lücken an den Übergängen. Die technische Akte enthält dann zwar Screenshots oder Bedienungsanleitungen, aber keinen durchgängigen Nachweis, welche Gefährdung ein bestimmtes HMI-Element reduziert.

Ein geführter digitaler Workflow bündelt Gefährdungsbewertung, Normanwendung, Maßnahmennachweis und Prüfung. Jedes sicherheitsrelevante Anzeige- oder Bedienelement lässt sich einer Funktion, einer Risikoquelle, einer Normstelle und einem Verifikationsergebnis zuordnen. Pflichtfelder verhindern, dass die Begründung oder der Prüfstatus fehlt.

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Was in der technischen Akte auffindbar sein sollte

Für die HMI-Dokumentation brauchen Sie mindestens:

• HMI-Konzept mit Bedienergruppen, Betriebsarten und Zuständen,
• Beschreibung aller sicherheitsrelevanten Anzeigen, Stellteile und Signale,
• Screenshots oder Layoutstände mit Versionskennung,
• Zuordnung zu Gefährdungen und Risikominderungsmaßnahmen,
• Nachweise zu Not-Halt, Wiederanlauf, Quittierung und Moduswechsel,
• Bewertung von Lesbarkeit, Wahrnehmbarkeit und Umgebungsbedingungen,
• Software- und Konfigurationsstände,
• Prüfprotokolle mit Ergebnis, Prüfer und Abweichungsbehandlung,
• Betriebsanleitung mit Restrisiken und erforderlichen Bedienhinweisen.

Digitale Werkzeuge erleichtern die Pflege, sie ersetzen aber keine fachliche Entscheidung. Der Hersteller muss weiterhin festlegen, welche Normen gelten, welche Risiken verbleiben und ob die getroffenen Maßnahmen wirksam sind. Die Verantwortung für die Konformitätserklärung bleibt beim Hersteller.

Die Inhalte dieses Artikels dienen der allgemeinen Information und ersetzen keine rechtsverbindliche Beratung im Einzelfall. Maßgeblich sind die jeweils gültigen Fassungen der Rechtsakte und Normen sowie die konkrete Konstruktion, Verwendung und Risikosituation der Maschine.

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CE-Copilot führt Risikobeurteilung nach EN ISO 12100, Normenprüfung, funktionale Sicherheit, Betriebsanleitung und technische Dokumentation in einem versionierten CE-Workflow zusammen. Wenn Sie HMI-Nachweise ohne doppelte Pflege in Ihre vollständige Maschinenakte integrieren wollen, testen Sie CE-Copilot und prüfen Sie Ihre Dokumentationskette vor dem nächsten Audit.