的“高性能HMI手册”它于五年前发布,虽然在发布之初并没有引起巨大轰动,但在整个行业中所产生的连锁反应是显而易见的。在短短一年多的时间里,我看到了Opto 22发布的手册中提出的HMI设计原则groov人机界面设计软件;英维思推出了新的系统平台和InTouch 2014,以高性能人机界面设计作为其风格指南的主要参考点;听到了前Ergon炼油公司系统工程总监Steve Elwart在自动化会议需要更简单的人机交互屏幕作为有效报警管理的关键要素;并听取了巴斯夫德克萨斯州自由港工厂过程和自动化负责人Keith Dicharry的解释手册中概述的人机交互设计指南极大地提高了工厂操作人员的性能.最近,我有机会在感应自动化用户会议上参加了一个关于“高效HMIs的秘密”的会议。主讲人卡尔·古尔德(Carl Gould)是剑桥大学软件工程学院的副主任归纳自动化一开始,他说自己的演讲主要来自《高性能人机界面手册》。
由于供应商和用户都对手册的人机交互设计原则提供了如此多的支持,这就提出了一个问题:为什么这些设计原则在整个行业中不经常被发现?
古尔德说:“在这本手册之前,并没有任何关于什么是好或坏的HMI屏幕的公开指导方针。在过去20年里,高度图形化的HMIs的明显趋势是“绘制P&ID(管道和仪表图),并在其上添加数值。随着计算机图形处理能力的不断增强,人们一直想把屏幕设计得越花哨越好。因此,在HMI屏幕上趋势数据的使用不足,模拟数据的使用很少。尽管这些新图形非常吸引人,但它们只是在人机界面上增加了一些分散注意力的元素。”
Gould补充道,放弃使用高度图形化的人机界面的最大原因是安全;随着安全性的提高,产量和利润的提高,以及培训需求的减少。
为了说明较少图形化的HMIs方法的价值,Gould分享了来自ASM财团将图形化的人机交互界面与使用手册中所支持的原则设计的人机交互界面进行比较。Gould强调的一个数据点是,使用图形HMI的早期故障检测率为10%,而使用更简单的HMI设计的早期故障检测率为48%。
但是根据古尔德的说法,许多人仍然抵制更简单的人机界面设计,因为——很简单——高度图形化的方法更有吸引力,而且在某些情况下,可以帮助销售人机界面软件。
为了摆脱高度图形化的人机交互的纯粹吸引力,转向更有效的设计,Gould说,认识到高效人机交互的第一个目标是“将数据转化为信息”是很重要的。要做到这一点,您必须将HMI上显示的数据放入上下文中,使其有用。例如,在HMI上有一个电机旁边的温度读数是好的,但这并不能告诉你所显示的温度是过高、过低、平均水平,还是应该引起你的关注,”他说。
Gould说,高效人机交互的下一个目标是“解释的速度”。“操作员应该能够一眼就从HMI收集信息。这涉及到开发人类的能力,如前注意处理和周边视觉。”
一种更有效的方法是通过被称为雷达图或蜘蛛图的图形图表元素。古尔德说,这种图表“利用了人类模式识别的优势”。
如果你不熟悉雷达图/蜘蛛图,基本的定义是它由一系列等角辐条组成,称为radii,每个辐条代表被跟踪的一个变量。辐条的数据长度与数据点的变量的大小成正比,相对于所有数据点的变量的最大大小。画一条线连接每个辐条的数据值。(使用生产操作数据的示例见文章右上角的图像示例。)
为了在工业应用程序中更好地理解这一点,可以考虑在HMI上显示资产温度的雷达图。如果一切运行良好,连接跟踪资产半径的温度线将在图表上显示为一个圆——或接近圆。这意味着雷达图在多变量、数据密集的显示中可以非常有用地突出异常。在这些图表中,任何异常值都显示为从圆中突出。
雷达图在巴斯夫操作人员中的普及让迪哈里感到惊讶。在他的演讲中不是在会议上,他指出许多运营商——他们现在设计自己的人机界面,作为巴斯夫“未来控制室”项目的一部分——已经选择在他们的人机界面中突出使用雷达图。
如果你想自己用雷达图做实验最简单的方法就是使用Excel.
很明显,从长远来看,HMI设计的类型将会胜出,HMI正处于某种拐点上。你是哪个阵营的?请随意分享你对高度图形化或简单的人机交互的看法,以及你更喜欢哪一种以及为什么。