【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】根據(jù)不同的行業(yè)和使用需求來定制HMI，可以最大限度地提高相關(guān)性，并在效率和可用性之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?br /> 

圖片來源：Inductive Automation
 

　　在人機(jī)界面(HMI)設(shè)計(jì)方面，有一些基本概念需要牢記，但沒有放之四海而皆準(zhǔn)的解決方案。每個(gè)屏幕都是獨(dú)一無二的，其功能和要求都與操作員的需求息息相關(guān)。三家系統(tǒng)集成商分享了他們對(duì)HMI在電動(dòng)汽車制造、發(fā)電和制藥行業(yè)卓越表現(xiàn)的見解。
 

　　01  滿足不同用戶需求的HMI設(shè)計(jì)
 

　　在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車制造設(shè)施的HMI時(shí)，來自Corso Systems公司的Alex Marcy強(qiáng)調(diào)了用戶需求的重要性。不是每個(gè)人都需要相同的信息，因此Marcy建議將整個(gè)用戶群體分為三類：業(yè)務(wù)人員、運(yùn)營(yíng)人員和投資者/客戶。
 

　　業(yè)務(wù)人員(比如高管和經(jīng)理)不太關(guān)心工廠的細(xì)節(jié)。相反，他們需要了解全局信息和高級(jí)別的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)，以便回答有關(guān)運(yùn)營(yíng)的一般問題并做出明智的決策。Marcy說：“業(yè)務(wù)人員通常從ISA 95的角度出發(fā)，他們不一定關(guān)心特定工作站中發(fā)生的事情。”
 

　　相比之下，運(yùn)行人員則專注于運(yùn)行特定過程，因此其HMI可以提供更具本地化的情境信息，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)KPI、報(bào)警和生產(chǎn)計(jì)劃。Marcy說：“我們使用了Ignition Perspective的地圖組件和自定義模塊，來顯示車間的設(shè)備。在某種程度上，這種地圖組件可以簡(jiǎn)化整個(gè)應(yīng)用的導(dǎo)航。”
 

　　投資者或客戶查看HMI的方式和其他類別的人員不太一樣，但同樣需要即時(shí)理解。通過構(gòu)建工藝過程圖，用箭頭顯示物料在整個(gè)工藝過程中的流動(dòng)方向以實(shí)現(xiàn)可視化，可以更方便用戶查看設(shè)備。
 

　　對(duì)客戶來說外觀顯示也很重要。屏幕的色彩、光潔度和清晰度都會(huì)影響用戶的體驗(yàn)，這和更看重功能的灰度、高性能的HMI不一樣。
 

　　02  清晰的架構(gòu)和直觀的導(dǎo)航
 

　　沒有裝配線的公司如何設(shè)計(jì)人機(jī)界面？正如Kupper Engineering公司的Frank Peronace所解釋的那樣，發(fā)電設(shè)施的HMI應(yīng)圍繞強(qiáng)大的組織層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供情境化數(shù)據(jù)，同時(shí)為行業(yè)的某些特定功能騰出空間。
 

　　直觀的導(dǎo)航對(duì)發(fā)電設(shè)施至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兺鶕碛幸粋€(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，有時(shí)甚至要監(jiān)控上百個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)。“我們盡量避免用戶問：‘我點(diǎn)擊了什么才到這里，或者這些數(shù)據(jù)是從哪里來的？’” Peronace說。不超過兩層的樹狀導(dǎo)航結(jié)構(gòu)可保持可訪問性，同時(shí)保持運(yùn)行人員在系統(tǒng)內(nèi)定向的能力。選項(xiàng)卡式界面使運(yùn)行人員無需從一個(gè)屏幕移動(dòng)到另一個(gè)屏幕，即可查看更多內(nèi)容，從而顯示層次結(jié)構(gòu)并避免不一致的更改。
 

▲專為太陽(yáng)能應(yīng)用定制的系統(tǒng)設(shè)置，幫助用戶有效抑制不必要的報(bào)警。
 

　　沒有情境的數(shù)據(jù)根本不是數(shù)據(jù)，只是數(shù)字。可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)情境與數(shù)據(jù)的配對(duì)，包括將趨勢(shì)數(shù)據(jù)集分組、顯示關(guān)聯(lián)位置的標(biāo)簽、用于監(jiān)視給定標(biāo)簽是否在規(guī)格書所定義范圍內(nèi)的報(bào)警和模擬指示器。
 

　　在這個(gè)案例中，該工廠從垃圾填埋氣中生產(chǎn)能量，因此Peronace建議在屏幕頂部設(shè)置一個(gè)固定工具條，隨時(shí)顯示相關(guān)KPI，如總?cè)萘?、總千瓦輸出、甲烷百分比、氧氣百分比等?br /> 

　　有些問題，只有特定行業(yè)才會(huì)遇到。例如，在日出和日落時(shí)，大型太陽(yáng)能場(chǎng)的系統(tǒng)可能會(huì)遇到大量惱人的警報(bào)。為了抑制這些不必要的報(bào)警，Kupper公司實(shí)施了一個(gè)系統(tǒng)，允許輸入站點(diǎn)的緯度和經(jīng)度來計(jì)算日出和日落時(shí)間，在日出和日落前后設(shè)定死區(qū)，從而可以抑制警報(bào)，以確保實(shí)際收到的報(bào)警足夠重要，并可以據(jù)此采取行動(dòng)。
 

　　03  應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn)
 

　　雖然每個(gè)行業(yè)都有自己的最佳實(shí)踐，但像制藥業(yè)這種被高度監(jiān)管的行業(yè)，有一套特別嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。InflexionPoint公司的Chris Monchinski強(qiáng)調(diào)，在為制藥企業(yè)設(shè)計(jì)HMI時(shí)，遵循ISA 101和ISA 88標(biāo)準(zhǔn)的重要性。
 

　　概覽顯示應(yīng)保持態(tài)勢(shì)感知，即運(yùn)行人員對(duì)工廠工況的理解與其實(shí)際工況之間的關(guān)系。對(duì)于制藥設(shè)施，符合ISA 101標(biāo)準(zhǔn)的高性能HMI設(shè)計(jì)能讓操作員更好地即時(shí)了解情況。
 

▲概覽顯示應(yīng)保持態(tài)勢(shì)感知，以便運(yùn)行人員了解工廠工況及其實(shí)際狀況。
 

　　“Ignition儀表板工具內(nèi)置的小部件，讓我們的用戶能夠一目了然地看到對(duì)運(yùn)行至關(guān)重要的信息。”Monchinski說，“它們會(huì)根據(jù)報(bào)警條件生成動(dòng)畫，通過標(biāo)準(zhǔn)文本描述或圖表向用戶顯示對(duì)運(yùn)行至關(guān)重要的數(shù)據(jù)。”
 

　　讓操作員能夠定制自己的屏幕或 “解鎖系統(tǒng)”是非常有益的，這也是直觀流程與令人沮喪的笨拙流程之間的最大區(qū)別。集成商或控制工程師可能更了解軟件，但操作員才是現(xiàn)場(chǎng)的主題專家。
 

　　“我們可以在其中添加小部件，然后將其設(shè)置到不同的位置，并調(diào)出該位置的數(shù)據(jù)。”Monchinski說：“這讓我們不僅能設(shè)計(jì)出針對(duì)我們需要考慮的不同受眾的屏幕，還能為屏幕構(gòu)建組件，讓我們的最終用戶利用這些組件來定義屏幕。”
 

　　在這樣一個(gè)被高度監(jiān)管的行業(yè)中，設(shè)計(jì)和功能在整個(gè)集成過程中往往緊密相連。Monchinski表示，“我們從控制層構(gòu)建這些模板化的標(biāo)準(zhǔn)模塊，構(gòu)建控制邏輯、控制模塊和設(shè)備模塊，然后在Ignition系統(tǒng)中，將其分層并配置到用戶定義類型(UDT)中，直至模板化圖形。因此，我們?cè)谡麄€(gè)過程中構(gòu)建這些基礎(chǔ)圖形，從控制系統(tǒng)開始，直至緊密集成到Ignition流程中。”
 

　　在各種類型的HMI中，某些概念適用于任何行業(yè)，但有些概念則大相徑庭。這些差異是運(yùn)行人員和組織需求的不同而造成的。無論這意味著嚴(yán)格遵守特定標(biāo)準(zhǔn)還是遵循更普遍的準(zhǔn)則，重要的是用戶要仔細(xì)考慮任何特定HMI的行業(yè)要求，并在效率和可用性之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?。?yōu)秀實(shí)用的HMI設(shè)計(jì)始于與其使用者的交流，發(fā)現(xiàn)他們的真實(shí)需求，直至解決他們的痛點(diǎn)。