Impulsando la eficiencia mediante un mejor diseño de HMI y UI/UX
Las HMI modernas deben convertir volúmenes cada vez mayores de datos industriales en información clara y práctica. Una mejor interfaz y experiencia de usuari...
Las plantas industriales tienen acceso a más datos operativos que nunca.
El problema más difícil es decidir qué información necesita realmente la gente y presentarla con la suficiente claridad para respaldar decisiones rápidas.
Un operador que responde a una condición anormal del proceso no puede dedicar varios minutos a buscar entre pantallas y cientos de valores.
Un ingeniero que investiga el rendimiento de los equipos necesita contexto histórico, no lecturas aisladas.
Un gerente de producción puede necesitar una vista completamente diferente que muestre el tiempo de actividad, la producción, la calidad y otros indicadores clave de rendimiento.
Esto hace que el diseño de la interfaz hombre-máquina sea más que un ejercicio gráfico.
El diseño de HMI se sitúa entre los datos de automatización y la toma de decisiones humanas.
Una estrategia sólida de interfaz de usuario y experiencia de usuario ayuda a transformar los valores de los controladores, las alarmas y los registros históricos en información que las personas realmente pueden utilizar.
El objetivo no es hacer que las pantallas industriales sean visualmente impresionantes.
Se trata de reducir el esfuerzo necesario para comprender qué está haciendo el proceso, dónde se necesita atención y qué acción debe realizarse a continuación.
Los datos industriales solo son útiles cuando las personas pueden interpretarlos
Los sistemas de control modernos pueden recopilar enormes cantidades de información de PLC, variadores, instrumentos, sensores y dispositivos de campo inteligentes.
Sin embargo, más datos no se traducen automáticamente en mejores operaciones.
Una HMI mal estructurada puede exponer cientos de variables y, aun así, dificultar el diagnóstico de un problema sencillo.
Es posible que los operadores tengan que moverse entre varias pantallas para comprender un solo evento.
Los valores importantes pueden recibir el mismo énfasis visual que la información rutinaria.
Los mensajes de alarma pueden explicar que algo ha fallado sin mostrar las condiciones del proceso que provocaron el evento.
Un buen diseño de UI/UX aborda estos problemas definiendo la información en torno a la decisión que debe tomar el usuario.
Esto se aplica tanto al personal de planta como a los usuarios empresariales.
Los operadores necesitan conocer de inmediato el estado de la máquina y del proceso.
Los equipos de ingeniería necesitan detalles de diagnóstico y tendencias históricas.
La dirección puede necesitar indicadores de producción y rendimiento en lugar de valores de dispositivos individuales.
El mismo sistema de automatización puede servir a los tres grupos, pero no necesariamente deben recibir pantallas idénticas.
Los operadores necesitan interfaces que puedan entender de inmediato
Muchas decisiones de los operadores se toman en cuestión de segundos.
Cuando un proceso comienza a salir de su rango esperado, la interfaz debe facilitar el reconocimiento de la condición anormal.
La ubicación lógica es uno de los fundamentos del diseño de HMI utilizable.
Los controles relacionados deben permanecer juntos.
La navegación debe seguir la estructura física o funcional de la máquina.
Los indicadores importantes del proceso deben ocupar ubicaciones predecibles en lugar de cambiar de una pantalla a otra.
La coherencia reduce la cantidad de interpretación que se requiere del operador.
Si cada pantalla de equipo utiliza un diseño, un sistema de colores o una convención de alarmas diferentes, el personal debe volver a aprender repetidamente cómo leer la interfaz.
Una plantilla coherente permite centrar la atención en el proceso y no en el software.
Esto es especialmente importante en plantas grandes, donde los operadores supervisan varias áreas de producción o distintas familias de equipos.
El contexto convierte un número en información útil
Mostrar un valor numérico es fácil.
Explicar qué significa el valor en la condición operativa actual resulta más difícil.
Considere una temperatura del proceso de 78 °C.
El número por sí solo no indica al operador si la condición es normal, está aumentando rápidamente o se aproxima a un límite operativo.
Una pequeña tendencia histórica puede proporcionar ese contexto de inmediato.
El operador puede ver si la temperatura se ha mantenido estable o ha estado aumentando continuamente.
El mismo principio se aplica a la presión, la corriente, el caudal, la vibración y la tasa de producción.
Los datos históricos también ayudan a distinguir las perturbaciones temporales de los problemas en desarrollo.
Una desviación breve que vuelve a la normalidad puede requerir una respuesta diferente de la de una variable que se ha alejado gradualmente de su valor normal durante varias horas.
El contexto resulta aún más valioso cuando las variables relacionadas se muestran juntas.
Un caudal descendente puede tener más sentido cuando se observa junto con la corriente de la bomba, la posición de la válvula y la presión aguas arriba.
La HMI se convierte así en una herramienta de diagnóstico en lugar de ser simplemente un panel de instrumentos digital.
El diseño de HMI de alto rendimiento prioriza las condiciones anómalas
Antes, las pantallas industriales solían estar llenas de colores brillantes, degradados y gráficos de equipos muy detallados.
Las pantallas visualmente llamativas pueden parecer atractivas y, al mismo tiempo, dificultar la identificación de situaciones anómalas.
Los principios de las HMI de alto rendimiento adoptan un enfoque diferente.
Por lo general, las condiciones normales se presentan con un énfasis visual moderado.
Los colores intensos y los indicadores destacados se reservan para las condiciones que requieren atención.
Esto permite que un estado anómalo se destaque de inmediato.
Entre las técnicas visuales útiles pueden incluirse indicadores analógicos, minigráficos, gráficos de tendencias y estados de alarma claramente diferenciados.
La codificación redundante también puede mejorar la interpretación.
Una alarma no debería depender por completo de un solo color.
El texto, los símbolos, la posición o la forma pueden proporcionar otra indicación del estado.
Esto es valioso en condiciones de visualización difíciles y para usuarios que pueden distinguir los colores de manera diferente.

Figura 1. Una HMI de alto rendimiento combina el estado de los equipos, las alarmas y las tendencias del proceso para que las condiciones anómalas puedan identificarse rápidamente.
Los distintos usuarios necesitan información diferente
El operador no es la única persona que utiliza los datos industriales.
Los ingenieros de mantenimiento, los ingenieros de procesos, los supervisores y los equipos directivos pueden interactuar con información generada por la misma plataforma de automatización.
Sus objetivos son diferentes.
Un operador puede necesitar la corriente del motor porque le ayuda a determinar si el equipo funciona correctamente.
Un ingeniero de mantenimiento puede necesitar el historial actual, las horas de funcionamiento y los registros de fallas.
A un gerente pueden importarle más la disponibilidad de los equipos y las pérdidas de producción asociadas con fallas repetidas.
Una arquitectura HMI centrada en el usuario reconoce esas diferencias.
En lugar de crear un único panel sobrecargado para todos, el sistema puede ofrecer vistas específicas para cada función.
La información subyacente sigue conectada, pero cada usuario ve el nivel de detalle necesario para una decisión determinada.
Diseñar estas vistas requiere comprender cómo trabajan realmente las personas.
Los ingenieros deben identificar qué KPI utiliza cada grupo, con qué frecuencia los necesita y qué decisiones se derivan de esos indicadores.
A menudo, el resultado es más sencillo que exponer todas las etiquetas disponibles.
El acceso móvil cambia dónde se toman las decisiones
Las operaciones industriales ya no se limitan a terminales fijos montados junto a la máquina.
Los ingenieros y supervisores acceden cada vez más a la información de producción desde computadoras portátiles, tabletas y dispositivos móviles.
La tecnología HMI basada en la web facilita este cambio al permitir que las aplicaciones de visualización funcionen en distintas plataformas de hardware.
Una interfaz basada en el navegador puede reducir la dependencia de un sistema operativo o una configuración de estación de trabajo específicos.
Esto no significa que todas las funciones de control deban estar disponibles automáticamente desde un teléfono inteligente.
La visualización remota y el control remoto crean distintos niveles de riesgo operativo.
Los permisos de acceso, la autenticación, la ciberseguridad y los requisitos de seguridad deben definir lo que cada usuario remoto puede hacer.
Para muchas aplicaciones, la visibilidad remota por sí sola ofrece un valor considerable.
Un ingeniero que recibe una alarma puede revisar las condiciones de funcionamiento antes de desplazarse hasta el equipo.
El personal de mantenimiento puede inspeccionar las tendencias y los diagnósticos mientras se encuentra junto a la máquina.
Los supervisores pueden revisar el estado de la producción sin volver a una sala de control central.
Para las instalaciones que utilizan sistemas HMI y de computación industrial modernos, esta flexibilidad se está convirtiendo en un factor de diseño cada vez más importante.

Figura 2. La visualización basada en la web permite acceder a información industrial autorizada desde distintos tipos de dispositivos.
Los dispositivos móviles pueden aportar mucho más que otra pantalla
Una interfaz móvil también puede utilizar capacidades que no están disponibles en una HMI fija tradicional.
Las cámaras pueden proporcionar confirmación visual del estado de los equipos.
Los códigos QR pueden vincular activos físicos con registros de mantenimiento, documentación o información del dispositivo.
Las interfaces inalámbricas pueden recopilar datos de dispositivos de campo compatibles.
La información de ubicación también puede respaldar la identificación de activos o los flujos de trabajo de mantenimiento en campo, cuando corresponda.
Considere una alarma notificada de ausencia de caudal.
Los datos del proceso indican un caudal nulo, pero el ingeniero aún debe determinar si el proceso realmente se ha detenido.
Una cámara cercana u otra observación independiente puede aportar pruebas adicionales antes de que alguien llegue físicamente al equipo.
Esto no sustituye a la instrumentación.
Proporciona otra fuente de contexto al solucionar una condición anómala.
Los paneles deben respaldar las decisiones, no mostrarlo todo
Un error común al diseñar una HMI es crear paneles en torno a los datos que están disponibles.
Un enfoque más sólido comienza con la decisión que el usuario debe tomar.
Un panel de mantenimiento puede destacar las fallas activas, los indicadores del estado de los equipos y los próximos requisitos de servicio.
Un panel de producción puede centrarse en el rendimiento del proceso, el tiempo de inactividad, la calidad y el cumplimiento del programa.
Una pantalla de ingeniería puede mostrar tendencias más detalladas del proceso y diagnósticos del controlador.
Los paneles dinámicos pueden cambiar según la situación operativa.
Durante la producción normal, la interfaz puede mostrar una vista general concisa.
Cuando ocurre una falla, la información de diagnóstico adquiere mayor relevancia.
Cuando comienza el mantenimiento, la interfaz puede mostrar registros o procedimientos diferentes.
Por lo tanto, el software adapta la jerarquía de la información a la tarea actual.
Este enfoque puede reducir significativamente la navegación por pantallas no relacionadas.
El diseño de alarmas forma parte de la experiencia del usuario
La gestión de alarmas está estrechamente relacionada con la usabilidad de la HMI.
Si una interfaz presenta cientos de alarmas de poco valor con la misma prioridad, a los operadores puede resultarles difícil identificar la condición que requiere atención inmediata.
Las avalanchas de alarmas pueden ser especialmente difíciles durante las paradas de los equipos.
Un evento iniciador puede generar numerosas alarmas secundarias en cuestión de segundos.
El usuario necesita suficiente contexto para identificar qué evento ocurrió primero y qué alarmas son consecuencias.
Por lo tanto, la precisión de las marcas de tiempo, la prioridad, la agrupación y la secuencia histórica importan tanto como el aviso visual de alarma.
Los sistemas de automatización bien diseñados integran estas funciones en las capas de PLC, HMI y supervisión.
Las plantas que evalúan arquitecturas más amplias también deben considerar cómo los sistemas PLC y PAC exponen los datos de diagnóstico a la capa de visualización.
Un mejor diseño de HMI puede acortar la resolución de problemas
El valor operativo de la UI/UX se hace más visible cuando algo falla.
Pensemos en una bomba que deja de suministrar caudal inesperadamente.
Una interfaz mal diseñada puede informar únicamente de una alarma genérica de la bomba.
Entonces, el operador comienza a buscar en pantallas separadas el estado del motor, la corriente, la posición de la válvula y la presión del proceso.
Una HMI bien estructurada puede reunir esas relaciones.
El operador puede ver de inmediato que el motor está funcionando, que la válvula de descarga está abierta y que la presión ha cambiado inesperadamente.
Esa información no diagnostica automáticamente la avería.
Acota la investigación.
Cada minuto ahorrado durante ese proceso puede reducir el tiempo de inactividad de equipos cuya producción depende de una recuperación rápida.
La UI/UX debe diseñarse en torno al comportamiento real de la planta
El mejor diseño de HMI no puede crearse por completo desde un escritorio.
Los ingenieros deben comprender cómo interactúan los operadores con el proceso durante la producción normal, el arranque, la parada y las condiciones anómalas.
Una pantalla que parece lógica durante el desarrollo puede resultar frustrante cuando se utiliza durante una perturbación real de la producción.
Por lo tanto, las pruebas deben involucrar a las personas que utilizarán la interfaz.
Se puede evaluar la navegación.
Se puede revisar el comportamiento de las alarmas.
La información a la que se accede con frecuencia puede acercarse a la pantalla operativa principal.
Se pueden eliminar los elementos innecesarios.
Este proceso iterativo es fundamental para un diseño genuinamente centrado en el usuario.
La mejor interfaz industrial suele ser aquella que los usuarios apenas notan
Una HMI eficaz no debería obligar a los operadores a pensar en la propia interfaz.
Su atención debe mantenerse en la máquina, el proceso y el objetivo de producción.
Por lo tanto, una buena UI/UX industrial depende de la claridad, no de la decoración.
La jerarquía de la información es importante.
El contexto es importante.
La coherencia es importante.
El acceso basado en roles es importante.
Las capacidades móviles y las tecnologías web pueden ampliar el sistema, pero deben respaldar el mismo objetivo fundamental.
Las personas necesitan la información adecuada en el momento en que deben tomar una decisión.
A medida que los sistemas industriales sigan recopilando volúmenes de datos cada vez mayores, ese requisito será más importante, no menos.
La ventaja competitiva no surgirá simplemente de mostrar más etiquetas, alarmas o paneles.
Surgirá del diseño de interfaces que ayuden a operadores, ingenieros y gerentes a comprender qué significan realmente esas señales.
Sobre el autor
Mesa editorial de PLC Pro Tech | Análisis de automatización industrial
El equipo editorial cubre sistemas HMI y SCADA, arquitecturas PLC, redes industriales, diagnósticos y prácticas del ciclo de vida de la automatización en las industrias manufacturera y de procesos.