کارخانه‌های صنعتی بیش از هر زمان دیگری به داده‌های عملیاتی دسترسی دارند.

مشکل دشوارتر این است که مشخص کنیم افراد واقعاً به چه اطلاعاتی نیاز دارند و آن را به‌اندازه‌ای روشن ارائه کنیم که از تصمیم‌گیری سریع پشتیبانی کند.

اپراتوری که به وضعیت غیرعادی فرایند پاسخ می‌دهد، نمی‌تواند چند دقیقه صرف جست‌وجو در صفحه‌ها و میان صدها مقدار کند.

مهندسی که عملکرد تجهیزات را بررسی می‌کند، به زمینه تاریخی نیاز دارد، نه قرائت‌های منفرد.

یک مدیر تولید ممکن است به نمایی کاملاً متفاوت نیاز داشته باشد که زمان کارکرد، میزان تولید، کیفیت و دیگر شاخص‌های کلیدی عملکرد را نشان دهد.

این موضوع طراحی رابط انسان‌وماشین را به چیزی فراتر از یک فعالیت گرافیکی تبدیل می‌کند.

طراحی HMI میان داده‌های اتوماسیون و تصمیم‌گیری انسانی قرار دارد.

یک راهبرد قوی برای رابط کاربر و تجربه کاربر به تبدیل مقادیر کنترلرها، هشدارها و سوابق تاریخی به اطلاعاتی کمک می‌کند که افراد واقعاً بتوانند از آن‌ها استفاده کنند.

هدف، چشمگیر کردن بصری صفحه‌های صنعتی نیست.

هدف این است که تلاش لازم برای درک عملکرد فرایند، محل نیاز به توجه و اقدام بعدی کاهش یابد.

داده‌های صنعتی فقط زمانی مفیدند که افراد بتوانند آن‌ها را تفسیر کنند

سیستم‌های کنترل مدرن می‌توانند حجم عظیمی از اطلاعات را از PLCها، درایوها، ابزار دقیق، حسگرها و دستگاه‌های هوشمند میدانی جمع‌آوری کنند.

بااین‌حال، داده‌های بیشتر لزوماً عملیات بهتر ایجاد نمی‌کنند.

یک HMI با ساختار نامناسب می‌تواند صدها متغیر را نمایش دهد و همچنان تشخیص یک مشکل ساده را دشوار کند.

اپراتورها ممکن است برای درک یک رویداد مجبور شوند بین چندین صفحه جابه‌جا شوند.

ممکن است مقادیر مهم همان تأکید بصری اطلاعات معمولی را دریافت کنند.

پیام‌های هشدار ممکن است توضیح دهند که چیزی از کار افتاده است، اما شرایط فرایندی منجر به این رویداد را نشان ندهند.

طراحی خوب UI/UX با تعریف اطلاعات بر اساس تصمیمی که کاربر باید بگیرد، این مشکلات را برطرف می‌کند.

این موضوع هم درباره کارکنان کارخانه و هم کاربران کسب‌وکار صدق می‌کند.

اپراتورها باید فوراً از وضعیت سلامت ماشین و فرایند آگاه شوند.

تیم‌های مهندسی به جزئیات عیب‌یابی و روندهای تاریخی نیاز دارند.

مدیریت ممکن است به شاخص‌های تولید و عملکرد نیاز داشته باشد، نه مقادیر تک‌تک دستگاه‌ها.

یک سیستم اتوماسیون واحد می‌تواند به هر سه گروه خدمت‌رسانی کند، اما لزوماً نباید صفحه‌های یکسانی را به آن‌ها نشان دهد.

اپراتورها به رابط‌هایی نیاز دارند که بتوانند فوراً آن‌ها را درک کنند

بسیاری از تصمیم‌های اپراتورها در عرض چند ثانیه گرفته می‌شوند.

وقتی فرایندی از محدوده مورد انتظار خود خارج می‌شود، رابط باید تشخیص وضعیت غیرعادی را آسان کند.

جای‌گذاری منطقی یکی از پایه‌های طراحی HMI قابل‌استفاده است.

کنترل‌های مرتبط باید در کنار یکدیگر باقی بمانند.

ناوبری باید از ساختار فیزیکی یا کارکردی ماشین پیروی کند.

شاخص‌های مهم فرایند باید در مکان‌های قابل‌پیش‌بینی قرار داشته باشند و بین صفحه‌ها جابه‌جا نشوند.

یکپارچگی، میزان تفسیر موردنیاز از سوی اپراتور را کاهش می‌دهد.

اگر هر صفحه تجهیزات از چیدمان، سامانه رنگی یا قرارداد هشدار متفاوتی استفاده کند، کارکنان باید مرتباً نحوه خواندن رابط را دوباره یاد بگیرند.

یک قالب یکپارچه باعث می‌شود توجه روی فرایند باقی بماند، نه نرم‌افزار.

این موضوع به‌ویژه در کارخانه‌های بزرگی اهمیت دارد که اپراتورها بر چندین ناحیه تولید یا خانواده‌های مختلف تجهیزات نظارت می‌کنند.

زمینه، یک عدد را به اطلاعاتی مفید تبدیل می‌کند

نمایش یک مقدار عددی آسان است.

توضیح معنای این مقدار در شرایط عملیاتی فعلی دشوارتر است.

دمای فرایند ۷۸°C را در نظر بگیرید.

این عدد به‌تنهایی به اپراتور نمی‌گوید که وضعیت عادی است، به‌سرعت در حال افزایش است یا به یک حد عملیاتی نزدیک می‌شود.

یک روند تاریخی کوتاه می‌تواند این زمینه را فوراً فراهم کند.

اپراتور می‌تواند ببیند که آیا دما ثابت مانده یا به‌طور پیوسته افزایش یافته است.

همین اصل درباره فشار، جریان، دبی، ارتعاش و نرخ تولید نیز صدق می‌کند.

داده‌های تاریخی نیز به تشخیص اختلالات موقت از مشکلات در حال شکل‌گیری کمک می‌کنند.

یک نوسان کوتاه که به حالت عادی بازمی‌گردد، ممکن است به واکنشی متفاوت از متغیری نیاز داشته باشد که طی چند ساعت به‌طور پیوسته از مقدار عادی منحرف شده است.

وقتی متغیرهای مرتبط در کنار یکدیگر نمایش داده شوند، زمینه حتی ارزشمندتر می‌شود.

کاهش نرخ جریان زمانی که در کنار جریان پمپ، موقعیت شیر و فشار بالادست مشاهده شود، مفهوم بیشتری پیدا می‌کند.

در این حالت، HMI به‌جای صرفاً یک پنل ابزار دیجیتال، به ابزاری برای عیب‌یابی تبدیل می‌شود.

طراحی HMI با عملکرد بالا، شرایط غیرعادی را در اولویت قرار می‌دهد

صفحه‌های صنعتی زمانی معمولاً مملو از رنگ‌های روشن، طیف‌های رنگی و گرافیک‌های بسیار دقیق تجهیزات بودند.

صفحه‌های غنی از نظر بصری ممکن است جذاب به نظر برسند، اما شناسایی موقعیت‌های غیرعادی را دشوارتر کنند.

اصول HMI با عملکرد بالا رویکرد متفاوتی دارند.

شرایط عادی معمولاً با تأکید بصری کنترل‌شده نمایش داده می‌شوند.

رنگ‌های پرقدرت و نشانگرهای برجسته برای شرایطی که نیازمند توجه هستند reserved می‌شوند.

این کار باعث می‌شود وضعیت غیرعادی فوراً برجسته شود.

تکنیک‌های بصری مفید ممکن است شامل نشانگرهای آنالوگ، اسپارک‌لاین‌ها، نمودارهای روند و وضعیت‌های هشدارِ کاملاً متمایز باشند.

کدگذاری افزونه نیز می‌تواند تفسیر را بهبود دهد.

یک هشدار نباید کاملاً به یک رنگ وابسته باشد.

متن، نمادها، موقعیت یا شکل می‌توانند نشانه دیگری از وضعیت ارائه دهند.

این موضوع در شرایط دشوار مشاهده و برای کاربرانی که ممکن است رنگ‌ها را متفاوت تشخیص دهند، ارزشمند است.

شکل ۱. یک HMI با عملکرد بالا، وضعیت تجهیزات، هشدارها و روندهای فرایند را ترکیب می‌کند تا شرایط غیرعادی به‌سرعت شناسایی شوند.

کاربران مختلف به اطلاعات متفاوتی نیاز دارند

اپراتور تنها فردی نیست که از داده‌های صنعتی استفاده می‌کند.

مهندسان تعمیر و نگهداری، مهندسان فرایند، سرپرستان و تیم‌های مدیریتی ممکن است همگی با اطلاعات تولیدشده توسط یک سکوی اتوماسیون یکسان تعامل داشته باشند.

اهداف آن‌ها متفاوت است.

اپراتور ممکن است به جریان موتور نیاز داشته باشد، زیرا این مقدار به او کمک می‌کند تشخیص دهد تجهیزات به‌درستی کار می‌کنند یا نه.

مهندس تعمیر و نگهداری ممکن است به سوابق اخیر، ساعات کارکرد و گزارش‌های خرابی نیاز داشته باشد.

ممکن است مدیر بیشتر به در دسترس‌بودن تجهیزات و زیان‌های تولید ناشی از خرابی‌های مکرر اهمیت دهد.

معماری HMI کاربرمحور این تفاوت‌ها را به رسمیت می‌شناسد.

به‌جای ایجاد یک داشبورد شلوغ برای همه، سیستم می‌تواند نماهای متناسب با نقش هر کاربر ارائه کند.

اطلاعات زیربنایی همچنان متصل باقی می‌ماند، اما هر کاربر سطح جزئیات موردنیاز برای یک تصمیم خاص را می‌بیند.

طراحی این نماها مستلزم درک نحوه واقعی کار افراد است.

مهندسان باید مشخص کنند هر گروه از کدام شاخص‌های کلیدی عملکرد استفاده می‌کند، هر چند وقت یک‌بار به آن‌ها نیاز دارد و چه تصمیم‌هایی بر اساس این شاخص‌ها گرفته می‌شود.

نتیجه اغلب ساده‌تر از نمایش همه تگ‌های موجود است.

دسترسی موبایلی محل تصمیم‌گیری را تغییر می‌دهد

عملیات صنعتی دیگر به پایانه‌های ثابتی که کنار دستگاه نصب شده‌اند محدود نیستند.

مهندسان و سرپرستان بیش از پیش از طریق لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها و دستگاه‌های موبایل به اطلاعات تولید دسترسی پیدا می‌کنند.

فناوری HMI مبتنی بر وب با امکان اجرای برنامه‌های بصری‌سازی روی سکوهای سخت‌افزاری مختلف، از این تغییر پشتیبانی می‌کند.

رابط مبتنی بر مرورگر می‌تواند وابستگی به یک سیستم‌عامل یا پیکربندی ایستگاه کاری خاص را کاهش دهد.

این بدان معنا نیست که هر قابلیت کنترلی باید به‌طور خودکار از طریق تلفن هوشمند در دسترس قرار گیرد.

بصری‌سازی از راه دور و کنترل از راه دور، سطوح متفاوتی از ریسک عملیاتی ایجاد می‌کنند.

مجوزهای دسترسی، احراز هویت، امنیت سایبری و الزامات ایمنی باید مشخص کنند هر کاربر راه دور مجاز به انجام چه کاری است.

برای بسیاری از کاربردها، صرفاً مشاهده از راه دور ارزش قابل‌توجهی ایجاد می‌کند.

مهندسی که هشدار دریافت کرده است می‌تواند پیش از رفتن به محل تجهیزات، شرایط بهره‌برداری را بررسی کند.

کارکنان تعمیر و نگهداری می‌توانند در حالی که کنار دستگاه ایستاده‌اند، روندها و عیب‌یابی‌ها را بررسی کنند.

سرپرستان می‌توانند وضعیت تولید را بدون بازگشت به اتاق کنترل مرکزی بررسی کنند.

برای تأسیسات مجهز به سیستم‌های HMI و رایانش صنعتی مدرن، این انعطاف‌پذیری به یکی از ملاحظات مهم طراحی تبدیل می‌شود.

شکل ۲. بصری‌سازی مبتنی بر وب امکان دسترسی به اطلاعات صنعتی مجاز را از طریق انواع مختلف دستگاه‌ها فراهم می‌کند.

دستگاه‌های موبایل می‌توانند چیزی فراتر از یک صفحهٔ دیگر ارائه دهند

یک رابط کاربری موبایل همچنین می‌تواند از قابلیت‌هایی استفاده کند که در یک HMI ثابتِ سنتی در دسترس نیستند.

دوربین‌ها می‌توانند تأیید بصری وضعیت تجهیزات را فراهم کنند.

کدهای QR می‌توانند دارایی‌های فیزیکی را به سوابق تعمیرات، مستندات یا اطلاعات دستگاه پیوند دهند.

رابط‌های بی‌سیم می‌توانند از دستگاه‌های میدانی سازگار داده جمع‌آوری کنند.

اطلاعات مکانی همچنین می‌تواند در صورت مناسب بودن، از شناسایی دارایی یا گردش‌کارهای تعمیرات میدانی پشتیبانی کند.

هشدار گزارش‌شدهٔ نبود جریان را در نظر بگیرید.

داده‌های فرایند جریان صفر را نشان می‌دهند، اما مهندس همچنان باید مشخص کند که آیا فرایند واقعاً متوقف شده است یا نه.

یک دوربین نزدیک یا مشاهدهٔ مستقل دیگری ممکن است پیش از رسیدن فیزیکی فرد به تجهیزات، شواهد بیشتری فراهم کند.

این جایگزین ابزار دقیق نمی‌شود.

این قابلیت هنگام عیب‌یابی یک وضعیت غیرعادی، منبع دیگری از زمینه فراهم می‌کند.

داشبوردها باید از تصمیم‌گیری پشتیبانی کنند، نه اینکه همه‌چیز را نمایش دهند

یک اشتباه رایج در HMI، ایجاد داشبوردها بر اساس داده‌هایی است که به‌طور اتفاقی در دسترس هستند.

رویکردی بهتر، از تصمیمی آغاز می‌شود که کاربر باید بگیرد.

داشبورد تعمیرات ممکن است خطاهای فعال، شاخص‌های وضعیت تجهیزات و نیازهای پیشِ‌روی سرویس را برجسته کند.

داشبورد تولید ممکن است بر ظرفیت تولید، زمان توقف، کیفیت و عملکرد برنامهٔ تولید تمرکز کند.

صفحهٔ مهندسی ممکن است روندهای عمیق‌تر فرایند و داده‌های تشخیصی کنترلر را نمایش دهد.

داشبوردهای پویا می‌توانند بر اساس وضعیت عملیاتی تغییر کنند.

در طول تولید عادی، رابط کاربری ممکن است یک نمای کلی و مختصر نمایش دهد.

هنگام وقوع خطا، اطلاعات تشخیصی برجسته‌تر می‌شود.

با آغاز تعمیرات، رابط کاربری ممکن است سوابق یا رویه‌های متفاوتی را نمایش دهد.

بنابراین نرم‌افزار سلسله‌مراتب اطلاعات را با وظیفهٔ فعلی سازگار می‌کند.

این رویکرد می‌تواند پیمایش میان صفحه‌های نامرتبط را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.

طراحی هشدار بخشی از تجربهٔ کاربری است

مدیریت هشدار ارتباط نزدیکی با کاربردپذیری HMI دارد.

اگر یک رابط کاربری صدها هشدار کم‌اهمیت را با اولویت یکسان نمایش دهد، اپراتورها ممکن است برای شناسایی وضعیتی که به توجه فوری نیاز دارد دچار مشکل شوند.

هجوم هشدارها، به‌ویژه هنگام تریپ تجهیزات، می‌تواند بسیار دشوار باشد.

یک رویداد آغازگر ممکن است طی چند ثانیه، هشدارهای ثانویهٔ متعددی ایجاد کند.

کاربر به زمینهٔ کافی نیاز دارد تا مشخص کند کدام رویداد ابتدا رخ داده و کدام هشدارها پیامد آن هستند.

دقت مُهر زمانی، اولویت، گروه‌بندی و ترتیب تاریخی، بنابراین به‌اندازهٔ بنر بصری هشدار اهمیت دارند.

سیستم‌های اتوماسیونِ به‌خوبی طراحی‌شده، این قابلیت‌ها را در سراسر لایه‌های PLC، HMI و نظارتی یکپارچه می‌کنند.

کارخانه‌هایی که معماری‌های گسترده‌تر را ارزیابی می‌کنند، ممکن است لازم باشد بررسی کنند سیستم‌های PLC و PAC چگونه داده‌های تشخیصی را در اختیار لایهٔ بصری‌سازی قرار می‌دهند.

طراحی بهتر HMI می‌تواند زمان عیب‌یابی را کوتاه کند

ارزش عملیاتی UI/UX زمانی که مشکلی پیش می‌آید، بیش از هر زمان دیگری آشکار می‌شود.

پمپی را در نظر بگیرید که به‌طور غیرمنتظره‌ای دیگر جریان را تأمین نمی‌کند.

یک رابط بدطراحی‌شده ممکن است فقط یک آلارم عمومی پمپ را گزارش کند.

سپس اپراتور شروع می‌کند به جست‌وجو در صفحه‌های جداگانه برای یافتن وضعیت موتور، جریان، موقعیت شیر و فشار فرایند.

یک HMI با ساختار مناسب می‌تواند این ارتباط‌ها را در کنار یکدیگر قرار دهد.

اپراتور ممکن است بلافاصله ببیند که موتور در حال کار است، شیر تخلیه باز است و فشار به‌طور غیرمنتظره‌ای تغییر کرده است.

این اطلاعات به‌طور خودکار خطا را تشخیص نمی‌دهد.

این کار دامنه بررسی را محدود می‌کند.

هر دقیقه‌ای که در این فرایند صرفه‌جویی شود، می‌تواند زمان توقف تجهیزاتی را که تولید به بازیابی سریع آن‌ها وابسته است کاهش دهد.

UI/UX باید بر اساس رفتار واقعی کارخانه طراحی شود

بهترین طراحی HMI را نمی‌توان کاملاً پشت میز ایجاد کرد.

مهندسان باید درک کنند که اپراتورها در زمان تولید عادی، راه‌اندازی، خاموش‌سازی و شرایط غیرعادی چگونه با فرایند تعامل می‌کنند.

صفحه‌ای که هنگام توسعه منطقی به نظر می‌رسد، ممکن است هنگام استفاده در یک اختلال واقعی تولید، خسته‌کننده شود.

بنابراین، آزمایش باید افرادی را دربر بگیرد که از رابط استفاده خواهند کرد.

ناوبری را می‌توان ارزیابی کرد.

رفتار آلارم‌ها را می‌توان بازبینی کرد.

اطلاعاتی را که بیشتر از همه به آن‌ها دسترسی می‌شود، می‌توان به صفحه اصلی بهره‌برداری نزدیک‌تر کرد.

عناصر غیرضروری را می‌توان حذف کرد.

این فرایند تکرارشونده، بخش اصلی طراحی واقعاً کاربرمحور است.

بهترین رابط صنعتی اغلب همان رابطی است که کاربران به‌سختی متوجه آن می‌شوند

یک HMI موفق نباید اپراتورها را مجبور کند به خود رابط فکر کنند.

تمرکز آن‌ها باید بر ماشین، فرایند و هدف تولید باقی بماند.

بنابراین، UI/UX صنعتی خوب بیش از آنکه به تزئینات وابسته باشد، به شفافیت وابسته است.

سلسله‌مراتب اطلاعات اهمیت دارد.

زمینه اهمیت دارد.

یکپارچگی اهمیت دارد.

دسترسی مبتنی بر نقش اهمیت دارد.

قابلیت‌های موبایلی و فناوری‌های وب می‌توانند سیستم را توسعه دهند، اما باید همان هدف اساسی را پشتیبانی کنند.

افراد به اطلاعات درست، در لحظه‌ای که باید تصمیم بگیرند، نیاز دارند.

با ادامه جمع‌آوری حجم بیشتری از داده‌ها توسط سیستم‌های صنعتی، این الزام مهم‌تر خواهد شد، نه کم‌اهمیت‌تر.

مزیت رقابتی صرفاً از نمایش تگ‌ها، آلارم‌ها یا داشبوردهای بیشتر به دست نخواهد آمد.

این مزیت از طراحی رابط‌هایی به دست می‌آید که به اپراتورها، مهندسان و مدیران کمک می‌کنند بفهمند این سیگنال‌ها واقعاً چه معنایی دارند.