Индустриалните предприятия имат достъп до повече оперативни данни от всякога.

По-трудният проблем е да се определи от каква информация действително се нуждаят хората и тя да се представи достатъчно ясно, за да подпомага бързото вземане на решения.

Оператор, който реагира на необичайно състояние на процеса, не може да прекара няколко минути в търсене из екрани и стотици стойности.

На инженер, който изследва ефективността на оборудването, му е необходим исторически контекст, а не изолирани показания.

На ръководителя на производството може да му е необходим напълно различен изглед, показващ коефициента на използване, производителността, качеството и други ключови показатели за ефективност.

Това прави дизайна на човек-машинния интерфейс нещо повече от графическа задача.

Дизайнът на HMI се намира между данните от автоматизацията и вземането на решения от хората.

Добрата стратегия за потребителски интерфейс и потребителско изживяване помага за превръщането на стойностите от контролери, алармите и историческите записи в информация, която хората действително могат да използват.

Целта не е индустриалните екрани да изглеждат визуално впечатляващи.

Целта е да се намали усилието, необходимо за разбиране на това какво се случва в процеса, къде е необходимо внимание и какво действие трябва да последва.

Индустриалните данни са полезни само когато хората могат да ги интерпретират

Съвременните системи за управление могат да събират огромни количества информация от PLC, задвижвания, измервателни уреди, сензори и интелигентни полеви устройства.

Допълнителните данни обаче не водят автоматично до по-добри операции.

Лошо структуриран HMI може да показва стотици променливи и въпреки това да затруднява диагностицирането на прост проблем.

На операторите може да се наложи да преминат през множество екрани, за да разберат едно събитие.

На важните стойности може да бъде придадена същата визуална тежест като на рутинната информация.

Съобщенията за аларми може да обясняват, че нещо е отказало, без да показват условията в процеса, довели до събитието.

Добрият UI/UX дизайн решава тези проблеми, като структурира информацията около решението, което потребителят трябва да вземе.

Това се отнася както за персонала в предприятието, така и за бизнес потребителите.

Операторите се нуждаят от незабавна информация за състоянието на машината и процеса.

Инженерните екипи се нуждаят от подробна диагностична информация и исторически тенденции.

Ръководството може да се нуждае от показатели за производството и ефективността, а не от стойности за отделни устройства.

Една и съща система за автоматизация може да обслужва и трите групи, но те не е задължително да получават идентични екрани.

Операторите се нуждаят от интерфейси, които могат да разберат веднага

Много решения на операторите се вземат в рамките на секунди.

Когато процесът започне да излиза извън очаквания диапазон, интерфейсът трябва да улеснява разпознаването на необичайното състояние.

Логичното позициониране е една от основите на удобния за използване дизайн на HMI.

Свързаните елементи за управление трябва да остават заедно.

Навигацията трябва да следва физическата или функционалната структура на машината.

Важните индикатори за процеса трябва да заемат предвидими места, вместо да се преместват между екраните.

Последователността намалява необходимото от оператора интерпретиране.

Ако всеки екран за оборудването използва различно оформление, цветова система или правило за алармите, персоналът трябва многократно да се учи отново как да чете интерфейса.

Последователният шаблон позволява вниманието да остане насочено към процеса, а не към софтуера.

Това е особено важно в големи предприятия, където операторите наблюдават множество производствени зони или различни групи оборудване.

Контекстът превръща числото в полезна информация

Показването на числова стойност е лесно.

По-трудно е да се обясни какво означава стойността при текущото работно състояние.

Да разгледаме технологична температура от 78°C.

Самото число не показва на оператора дали състоянието е нормално, дали се променя бързо или се приближава до работна граница.

Малка графика на историческата тенденция може да предостави този контекст незабавно.

Операторът може да види дали температурата е останала стабилна или се е повишавала непрекъснато.

Същият принцип се прилага за налягане, ток, дебит, вибрации и производителност.

Историческите данни също помагат да се разграничат временните смущения от развиващите се проблеми.

Краткотрайно отклонение, което се връща към нормалното, може да изисква различна реакция от променлива, която постепенно се е отклонявала в продължение на няколко часа.

Контекстът става още по-ценен, когато свързаните променливи се показват заедно.

Намаляващият дебит може да придобие по-ясен смисъл, когато се разглежда заедно с тока на помпата, положението на клапана и налягането преди него.

Така HMI се превръща в инструмент за отстраняване на неизправности, а не просто в цифрово табло с инструменти.

Проектирането на HMI с висока ефективност поставя ненормалните състояния на първо място

Индустриалните екрани някога обичайно бяха изпълнени с ярки цветове, градиенти и изключително детайлни графики на оборудването.

Визуално богато оформените екрани могат да изглеждат привлекателно, но същевременно да затрудняват идентифицирането на ненормални ситуации.

Принципите на HMI с висока ефективност подхождат по различен начин.

Нормалните състояния обикновено се представят с умерен визуален акцент.

Ярките цветове и видимите индикатори се запазват за състояния, изискващи внимание.

Това позволява ненормалното състояние да изпъкне незабавно.

Полезните визуални техники могат да включват аналогови индикатори, спарклайни, графики на тенденциите и ясно разграничени състояния на алармите.

Използването на излишъчно кодиране също може да подобри интерпретацията.

Алармата не бива да зависи изцяло от един цвят.

Текстът, символите, позицията или формата могат да предоставят допълнителен признак за състоянието.

Това е ценно при трудни условия за наблюдение и за потребители, които може да различават цветовете по различен начин.

Фигура 1. HMI с висока ефективност съчетава състоянието на оборудването, алармите и тенденциите на процеса, така че отклоненията да могат да бъдат идентифицирани бързо.

Различните потребители се нуждаят от различна информация

Операторът не е единственият човек, който използва индустриални данни.

Инженери по поддръжката, технологични инженери, ръководители и управленски екипи могат да взаимодействат с информация, генерирана от една и съща платформа за автоматизация.

Целите им са различни.

Операторът може да има нужда от тока на двигателя, защото той помага да се определи дали оборудването работи правилно.

Инженерът по поддръжката може да иска текуща история, работни часове и записи за повреди.

Мениджърът може да се интересува повече от наличността на оборудването и производствените загуби, свързани с повтарящи се повреди.

HMI архитектурата, ориентирана към потребителя, отчита тези различия.

Вместо да създава едно претоварено табло за всички, системата може да предоставя изгледи, специфични за ролята.

Основната информация остава свързана, но всеки потребител вижда необходимото ниво на подробност за конкретното решение.

Проектирането на тези изгледи изисква разбиране на начина, по който хората действително работят.

Инженерите трябва да установят кои KPI използва всяка група, колко често са ѝ необходими и какви решения произтичат от тези показатели.

Резултатът често е по-прост от разкриването на всеки наличен таг.

Мобилният достъп променя мястото, където се вземат решенията

Индустриалните операции вече не са ограничени до стационарни терминали, монтирани до машината.

Инженерите и ръководителите все по-често получават достъп до производствена информация от лаптопи, таблети и мобилни устройства.

Уеб базираната HMI технология подпомага тази промяна, като позволява на приложенията за визуализация да работят на различни хардуерни платформи.

Интерфейсът, базиран на браузър, може да намали зависимостта от конкретна операционна система или конфигурация на работната станция.

Това не означава, че всяка функция за управление трябва автоматично да стане достъпна от смартфон.

Дистанционната визуализация и дистанционното управление създават различни нива на оперативен риск.

Разрешенията за достъп, удостоверяването, киберсигурността и изискванията за безопасност трябва да определят какво може да прави всеки отдалечен потребител.

За много приложения само дистанционната видимост носи значителна стойност.

Инженер, получил аларма, може да прегледа работните условия, преди да отиде до оборудването.

Персоналът по поддръжката може да проверява тенденции и диагностика, докато стои до машината.

Ръководителите могат да преглеждат производствения статус, без да се връщат в централната контролна зала.

За предприятията, използващи съвременни HMI и системи за индустриални изчисления, тази гъвкавост се превръща във все по-важен аспект при проектирането.

Фигура 2. Уеб базираната визуализация позволява достъп до оторизирана индустриална информация от различни типове устройства.

Мобилните устройства могат да добавят нещо повече от още един екран

Мобилният интерфейс може също да използва възможности, които не са налични при традиционния фиксиран HMI.

Камерите могат да предоставят визуално потвърждение на състоянието на оборудването.

QR кодовете могат да свързват физически активи със записи за поддръжка, документация или информация за устройства.

Безжичните интерфейси могат да събират данни от съвместими полеви устройства.

Информацията за местоположението може също да подпомогне идентифицирането на активи или работните процеси по поддръжка на място, когато е уместно.

Да разгледаме подадена аларма за липса на дебит.

Данните за процеса показват нулев дебит, но инженерът все пак трябва да определи дали процесът действително е спрял.

Камера наблизо или друго независимо наблюдение може да предостави допълнителни доказателства, преди някой физически да достигне до оборудването.

Това не заменя измервателните уреди.

То предоставя допълнителен контекст при отстраняване на неизправност в ненормално състояние.

Таблата трябва да подпомагат вземането на решения, а не да показват всичко

Честа грешка при HMI е таблата да се създават около данните, които случайно са налични.

По-добрият подход започва с решението, което потребителят трябва да вземе.

Таблото за поддръжка може да откроява активни повреди, индикатори за състоянието на оборудването и предстоящи изисквания за сервизиране.

Производственото табло може да се съсредоточи върху производителността, престоя, качеството и изпълнението на графика.

Инженерният екран може да показва по-задълбочени тенденции на процеса и диагностични данни от контролера.

Динамичните табла могат да се променят според работната ситуация.

При нормално производство интерфейсът може да показва кратък преглед.

Когато възникне повреда, диагностичната информация става по-видима.

Когато започне поддръжка, интерфейсът може да покаже различни записи или процедури.

Затова софтуерът адаптира йерархията на информацията към текущата задача.

Този подход може значително да намали навигацията през несвързани екрани.

Проектирането на аларми е част от потребителското изживяване

Управлението на алармите е тясно свързано с използваемостта на HMI.

Ако интерфейсът представя стотици аларми с ниска стойност и еднакъв приоритет, операторите може да изпитват затруднения да идентифицират състоянието, изискващо незабавно внимание.

Потоците от аларми могат да бъдат особено трудни за управление при аварийно изключване на оборудването.

Едно първоначално събитие може да генерира множество вторични аларми за секунди.

Потребителят се нуждае от достатъчно контекст, за да определи кое събитие е възникнало първо и кои аларми са последствия.

Точността на времевите отпечатъци, приоритетът, групирането и историческата последователност са също толкова важни, колкото и визуалният банер за аларми.

Добре проектираните автоматизирани системи интегрират тези функции между слоевете на PLC, HMI и системите за надзор.

Заводите, които оценяват по-широки архитектури, може да трябва да обмислят и начина, по който PLC и PAC системите предоставят диагностични данни към слоя за визуализация.

По-добрият HMI дизайн може да съкрати отстраняването на неизправности

Оперативната стойност на UI/UX става най-видима, когато нещо се обърка.

Представете си помпа, която неочаквано спира да подава дебит.

Зле проектираният интерфейс може да съобщава само обща аларма за помпа.

След това операторът започва да търси в отделни екрани състоянието на двигателя, тока, положението на клапана и технологичното налягане.

Добре структуриран HMI може да обедини тези взаимовръзки.

Операторът може веднага да види, че двигателят работи, изпускателният клапан е отворен и налягането се е променило неочаквано.

Тази информация не диагностицира повредата автоматично.

Това стеснява обхвата на разследването.

Всяка спестена минута по време на този процес може да намали престоя на оборудването, когато производството зависи от бързо възстановяване.

UI/UX трябва да бъде проектиран около реалното поведение в предприятието

Най-добрият HMI дизайн не може да бъде създаден изцяло от бюро.

Инженерите трябва да разбират как операторите взаимодействат с процеса по време на нормално производство, пускане, спиране и ненормални условия.

Екран, който изглежда логичен по време на разработката, може да стане frustrиращ при използване по време на реално производствено смущение.

Затова тестването трябва да включва хората, които ще използват интерфейса.

Навигацията може да бъде оценена.

Поведението на алармите може да бъде прегледано.

Често използваната информация може да бъде преместена по-близо до основния работен екран.

Ненужните елементи могат да бъдат премахнати.

Този итеративен процес е в основата на истински ориентирания към потребителя дизайн.

Най-добрият индустриален интерфейс често е този, който потребителите почти не забелязват

Успешният HMI не бива да принуждава операторите да мислят за самия интерфейс.

Вниманието им трябва да остане насочено към машината, процеса и производствената цел.

Следователно добрият индустриален UI/UX зависи от яснотата, а не от декорацията.

Йерархията на информацията е важна.

Контекстът е важен.

Последователността е важна.

Достъпът според ролите е важен.

Мобилните възможности и уеб технологиите могат да разширят системата, но трябва да подкрепят същата основна цел.

Хората се нуждаят от правилната информация в момента, когато трябва да бъде взето решение.

Тъй като индустриалните системи продължават да събират все по-големи обеми данни, това изискване ще става все по-важно, а не по-малко.

Конкурентното предимство няма да дойде просто от показването на повече тагове, аларми или табла.

Това ще стане чрез проектиране на интерфейси, които помагат на оператори, инженери и ръководители да разбират какво всъщност означават тези сигнали.