Az ipari üzemek minden eddiginél több működési adathoz férnek hozzá.

A nehezebb feladat annak eldöntése, hogy az embereknek valójában milyen információkra van szükségük, és ezek kellően világos bemutatása a gyors döntések támogatásához.

Egy rendellenes folyamatállapotra reagáló kezelő nem tölthet több percet képernyők és több száz érték átkutatásával.

A berendezés teljesítményét vizsgáló mérnöknek elszigetelt leolvasások helyett historikus kontextusra van szüksége.

Egy termelési vezetőnek teljesen más nézetre lehet szüksége, amely az üzemidőt, a kibocsátást, a minőséget és más kulcsfontosságú teljesítménymutatókat jelenít meg.

Ezáltal a Human-Machine Interface tervezése többé válik egyszerű grafikai feladatnál.

A HMI-tervezés az automatizálási adatok és az emberi döntéshozatal között helyezkedik el.

A jól kidolgozott felhasználói felületi és felhasználóiélmény-stratégia segít a vezérlőértékeket, riasztásokat és historikus adatokat olyan információvá alakítani, amelyet az emberek ténylegesen fel tudnak használni.

Nem az a cél, hogy az ipari képernyők látványosak legyenek.

A cél az, hogy csökkentsük a folyamat működésének, a figyelmet igénylő pontoknak és a következő szükséges intézkedésnek a megértéséhez szükséges erőfeszítést.

Az ipari adatok csak akkor hasznosak, ha az emberek értelmezni tudják őket

A modern vezérlőrendszerek hatalmas mennyiségű információt tudnak gyűjteni PLC-kből, hajtásokból, műszerekből, érzékelőkből és intelligens terepi eszközökből.

A több adat azonban önmagában nem eredményez jobb működést.

Egy rosszul strukturált HMI több száz változót is megjeleníthet, miközben egy egyszerű probléma diagnosztizálását továbbra is megnehezíti.

Előfordulhat, hogy a kezelőknek több képernyő között kell váltaniuk egyetlen esemény megértéséhez.

A fontos értékek ugyanakkora vizuális hangsúlyt kaphatnak, mint a rutinszerű információk.

A riasztási üzenetek magyarázhatják, hogy valami meghibásodott, anélkül hogy megmutatnák az eseményhez vezető folyamatkörülményeket.

A jó UI/UX-tervezés úgy kezeli ezeket a problémákat, hogy az információkat a felhasználó által meghozandó döntés köré szervezi.

Ez egyaránt vonatkozik az üzem dolgozóira és az üzleti felhasználókra.

A kezelőknek azonnal tisztában kell lenniük a gép és a folyamat állapotával.

A mérnöki csapatoknak részletes diagnosztikai adatokra és historikus trendekre van szükségük.

A vezetőségnek az egyes eszközök értékei helyett termelési és teljesítménymutatókra lehet szüksége.

Ugyanaz az automatizálási rendszer mindhárom csoportot kiszolgálhatja, de nem feltétlenül kell azonos képernyőket kapniuk.

A kezelőknek olyan felületekre van szükségük, amelyeket azonnal megértenek

Sok kezelői döntést néhány másodpercen belül kell meghozni.

Amikor egy folyamat a várt tartományon kívülre kezd kerülni, a felületnek könnyen felismerhetővé kell tennie a rendellenes állapotot.

A logikus elrendezés a jól használható HMI-tervezés egyik alapja.

A kapcsolódó vezérlőelemeknek együtt kell maradniuk.

A navigációnak a gép fizikai vagy funkcionális felépítését kell követnie.

A fontos folyamatjelzőknek kiszámítható helyeken kell elhelyezkedniük, nem pedig képernyőről képernyőre vándorolniuk.

A következetesség csökkenti a kezelőtől szükséges értelmezés mennyiségét.

Ha minden berendezésképernyő eltérő elrendezést, színrendszert vagy riasztási konvenciót használ, a személyzetnek újra és újra meg kell tanulnia, hogyan kell értelmezni a felületet.

Az egységes sablon lehetővé teszi, hogy a figyelem a folyamatra, ne pedig a szoftverre összpontosuljon.

Ez különösen fontossá válik nagy üzemekben, ahol a kezelők több termelési területet vagy különböző berendezéscsaládokat felügyelnek.

A kontextus hasznos információvá alakítja a számot

Egy számérték megjelenítése egyszerű.

Nehezebb elmagyarázni, mit jelent ez az érték az aktuális üzemállapotban.

Vegyünk például egy 78 °C-os folyamat-hőmérsékletet.

Önmagában a szám nem árulja el a kezelőnek, hogy az állapot normális-e, gyorsan növekszik-e, vagy közeledik-e egy üzemeltetési határértékhez.

Egy rövid előzménytrend azonnal megadhatja ezt a kontextust.

A kezelő láthatja, hogy a hőmérséklet stabil maradt-e, vagy folyamatosan emelkedett.

Ugyanez az elv vonatkozik a nyomásra, az áramra, az áramlásra, a rezgésre és a termelési sebességre.

A korábbi adatok azt is segítenek megkülönböztetni az átmeneti zavarokat a kialakuló problémáktól.

Egy rövid, normál értékre visszatérő kilengés más reakciót igényelhet, mint egy több órán át folyamatosan eltolódó változó.

A kontextus még értékesebbé válik, ha az összefüggő változókat együtt jelenítik meg.

A csökkenő áramlási sebesség érthetőbbé válhat, ha a szivattyú áramfelvétele, a szelepállás és a belépő oldali nyomás mellett tekintjük meg.

A HMI így hibaelhárítási eszközzé válik, nem csupán digitális műszerfallá.

A nagy teljesítményű HMI-tervezés a rendellenes állapotokat helyezi előtérbe

Az ipari képernyőket korábban gyakran élénk színekkel, színátmenetekkel és rendkívül részletes berendezésgrafikákkal töltötték meg.

A vizuálisan gazdag képernyők tetszetősnek tűnhetnek, miközben megnehezítik a rendellenes helyzetek azonosítását.

A nagy teljesítményű HMI alapelvei más megközelítést alkalmaznak.

A normál állapotokat általában visszafogott vizuális kiemeléssel jelenítik meg.

Az erős színeket és a feltűnő jelzőket a figyelmet igénylő állapotokra kell fenntartani.

Ez lehetővé teszi, hogy a rendellenes állapot azonnal kiemelkedjen.

Hasznos vizuális technikák lehetnek az analóg kijelzők, a sparkline-grafikonok, a trenddiagramok és a világosan megkülönböztetett riasztási állapotok.

A redundáns kódolás szintén javíthatja az értelmezést.

A riasztás nem támaszkodhat teljes mértékben egyetlen színre.

A szöveg, a szimbólumok, az elhelyezés vagy az alak további jelzést adhat az állapotról.

Ez különösen hasznos nehéz látási körülmények között, valamint olyan felhasználók számára, akik eltérően érzékelhetik a színeket.

1. ábra. A nagy teljesítményű HMI egyesíti a berendezés állapotát, a riasztásokat és a folyamat trendjeit, így a rendellenes állapotok gyorsan azonosíthatók.

A különböző felhasználóknak különböző információkra van szükségük

A kezelő nem az egyetlen személy, aki ipari adatokat használ.

A karbantartási mérnökök, a folyamatmérnökök, a felügyelők és a vezetői csapatok egyaránt kapcsolatba léphetnek ugyanazon automatizálási platform által előállított információkkal.

A célkitűzéseik eltérőek.

Egy kezelőnek szüksége lehet a motor áramára, mert ez segít meghatározni, hogy a berendezés megfelelően működik-e.

Egy karbantartási mérnöknek szüksége lehet az aktuális előzményekre, az üzemórákra és a hibajegyzékekre.

Egy vezető számára fontosabb lehet a berendezések rendelkezésre állása és az ismétlődő meghibásodásokhoz kapcsolódó termelési veszteség.

A felhasználóközpontú HMI-architektúra felismeri ezeket a különbségeket.

Ahelyett, hogy mindenki számára egy túlzsúfolt irányítópultot hoznánk létre, a rendszer szerepkör-specifikus nézeteket biztosíthat.

A mögöttes információ továbbra is összekapcsolt marad, de minden felhasználó az adott döntéshez szükséges részletességi szintet látja.

E nézetek megtervezéséhez meg kell érteni, hogyan dolgoznak ténylegesen az emberek.

A mérnököknek meg kell határozniuk, hogy az egyes csoportok mely KPI-kat használják, milyen gyakran van szükségük rájuk, és milyen döntések következnek ezekből a mutatókból.

Az eredmény gyakran egyszerűbb annál, mint hogy minden elérhető taget megjelenítsünk.

A mobil hozzáférés megváltoztatja, hol születnek a döntések

Az ipari műveletek már nem korlátozódnak a gép mellé telepített, rögzített terminálokra.

A mérnökök és a felügyelők egyre gyakrabban férnek hozzá a gyártási információkhoz laptopokról, táblagépekről és mobileszközökről.

A webalapú HMI-technológia azáltal támogatja ezt a változást, hogy lehetővé teszi a megjelenítőalkalmazások működését különböző hardverplatformokon.

A böngészőalapú felület csökkentheti az egyetlen operációs rendszertől vagy munkaállomás-konfigurációtól való függőséget.

Ez nem jelenti azt, hogy minden vezérlési funkciót automatikusan elérhetővé kell tenni okostelefonról.

A távoli megjelenítés és a távvezérlés eltérő szintű üzemeltetési kockázatot jelent.

A hozzáférési jogosultságoknak, a hitelesítésnek, a kiberbiztonsági és biztonsági követelményeknek kell meghatározniuk, hogy az egyes távoli felhasználók mit tehetnek.

Számos alkalmazás esetében már önmagában a távoli betekintés is jelentős értéket biztosít.

A riasztást fogadó mérnök a berendezéshez való kiutazás előtt áttekintheti az üzemelési körülményeket.

A karbantartó személyzet a gép mellett állva is ellenőrizheti a trendeket és a diagnosztikai adatokat.

A felügyelők a gyártás állapotát anélkül is áttekinthetik, hogy vissza kellene térniük a központi vezérlőterembe.

A modern HMI- és ipariszámítástechnikai rendszereket használó létesítményekben ez a rugalmasság egyre fontosabb tervezési szemponttá válik.

2. ábra. A webalapú megjelenítés lehetővé teszi az engedélyezett ipari információk elérését különböző eszköztípusokon.

A mobileszközök többet adhatnak egy újabb képernyőnél

A mobilinterfész olyan képességeket is használhat, amelyek egy hagyományos, rögzített HMI-n nem érhetők el.

A kamerák vizuális megerősítést adhatnak a berendezések állapotáról.

A QR-kódok fizikai eszközöket köthetnek össze karbantartási nyilvántartásokkal, dokumentációval vagy eszközinformációkkal.

A vezeték nélküli interfészek kompatibilis terepi eszközökről gyűjthetnek adatokat.

A helyadatok adott esetben az eszközök azonosítását vagy a helyszíni karbantartási munkafolyamatokat is támogathatják.

Vegyünk egy jelzett „nincs áramlás” riasztást.

A folyamatadat nulla térfogatáramot jelez, de a mérnöknek továbbra is meg kell állapítania, hogy a folyamat valóban leállt-e.

Egy közeli kamera vagy más független megfigyelés további bizonyítékot szolgáltathat, mielőtt valaki fizikailag elérné a berendezést.

Ez nem helyettesíti a műszerezést.

Hibaelhárításkor további kontextust biztosít rendellenes állapot esetén.

A műszerfalak a döntéseket támogassák, ne mindent jelenítsenek meg

Gyakori HMI-hiba, hogy a műszerfalakat a véletlenül rendelkezésre álló adatok köré építik.

A hatékonyabb megközelítés abból indul ki, hogy milyen döntést kell meghoznia a felhasználónak.

Egy karbantartási műszerfal kiemelheti az aktív hibákat, a berendezés állapotjelzőit és a közelgő szervizelési igényeket.

Egy termelési műszerfal az áteresztőképességre, az állásidőre, a minőségre és az ütemterv teljesítésére összpontosíthat.

Egy mérnöki képernyő részletesebb folyamattrendeket és vezérlődiagnosztikát jeleníthet meg.

A dinamikus műszerfalak az üzemeltetési helyzetnek megfelelően változhatnak.

Normál termelés közben a felület tömör áttekintést jeleníthet meg.

Hiba fellépésekor a diagnosztikai információk hangsúlyosabbá válnak.

A karbantartás megkezdésekor a felület más nyilvántartásokat vagy eljárásokat jeleníthet meg.

A szoftver ezért az információs hierarchiát az aktuális feladathoz igazítja.

Ez a megközelítés jelentősen csökkentheti a kapcsolódó képernyők közötti navigációt.

A riasztások megtervezése a felhasználói élmény része

A riasztáskezelés szorosan kapcsolódik a HMI használhatóságához.

Ha egy felület több száz, alacsony értékű riasztást azonos prioritással jelenít meg, a kezelők nehezen azonosíthatják az azonnali figyelmet igénylő állapotot.

A riasztások elárasztása különösen nehéz helyzetet teremthet berendezésleállások során.

Egyetlen kiváltó esemény másodperceken belül számos másodlagos riasztást generálhat.

A felhasználónak elegendő kontextusra van szüksége annak azonosításához, hogy melyik esemény történt először, és mely riasztások következmények.

Ezért az időbélyegző pontossága, a prioritás, a csoportosítás és az előzmények sorrendje ugyanolyan fontos, mint a vizuális riasztási sáv.

A jól megtervezett automatizálási rendszerek ezeket a funkciókat a PLC-, HMI- és felügyeleti rétegek között integrálják.

A szélesebb architektúrákat értékelő üzemeknek azt is mérlegelniük kell, hogyan teszik elérhetővé a PLC- és PAC-rendszerek a diagnosztikai adatokat a vizualizációs réteg számára.

A jobb HMI-tervezés lerövidítheti a hibaelhárítást

A UI/UX működési értéke akkor válik a legláthatóbbá, amikor valami elromlik.

Gondoljunk egy szivattyúra, amely váratlanul leállítja a térfogatáram biztosítását.

Egy rosszul megtervezett interfész csak egy általános szivattyúriasztást jelezhet.

Az operátor ezután külön képernyőkön kezdi keresni a motor állapotát, az áramértéket, a szelep helyzetét és a folyamatnyomást.

Egy jól strukturált HMI össze tudja kapcsolni ezeket az összefüggéseket.

Az operátor azonnal láthatja, hogy a motor jár, a nyomóoldali szelep nyitva van, a nyomás pedig váratlanul megváltozott.

Ez az információ nem diagnosztizálja automatikusan a hibát.

Leszűkíti a vizsgálat körét.

A folyamat során megtakarított minden perc csökkentheti az állásidőt azokon a berendezéseken, amelyeknél a termelés a gyors helyreállástól függ.

A UI/UX-tervezést a valós üzemi működés köré kell építeni

A legjobb HMI-tervezés nem hozható létre teljes egészében egy íróasztal mellől.

A mérnököknek meg kell érteniük, hogyan lépnek kapcsolatba az operátorok a folyamattal normál termelés, indítás, leállítás és rendellenes körülmények között.

Egy fejlesztés közben logikusnak tűnő képernyő frusztrálóvá válhat, amikor egy tényleges termelési zavar során használják.

A tesztelésbe ezért be kell vonni azokat, akik használni fogják az interfészt.

A navigáció kiértékelhető.

A riasztások működése felülvizsgálható.

A gyakran elért információk közelebb helyezhetők az elsődleges kezelőképernyőhöz.

A szükségtelen elemek eltávolíthatók.

Ez az iteratív folyamat a valóban felhasználóközpontú tervezés alapvető része.

A legjobb ipari interfész gyakran az, amelyet a felhasználók alig vesznek észre

A sikeres HMI nem kényszerítheti az operátorokat arra, hogy magával az interfésszel foglalkozzanak.

Figyelmüknek a gépre, a folyamatra és a termelési célra kell összpontosulnia.

A jó ipari UI/UX ezért inkább az egyértelműségtől, mintsem a díszítéstől függ.

Az információs hierarchia fontos.

A kontextus fontos.

A következetesség fontos.

A szerepköralapú hozzáférés fontos.

A mobilfunkciók és a webtechnológiák kibővíthetik a rendszert, de ugyanazt az alapvető célt kell szolgálniuk.

Az embereknek a megfelelő információra van szükségük abban a pillanatban, amikor döntést kell hozniuk.

Ahogy az ipari rendszerek egyre nagyobb adatmennyiségeket gyűjtenek, ez a követelmény még fontosabbá válik, nem pedig kevésbé fontossá.

A versenyelőny nem pusztán abból származik majd, hogy több taget, riasztást vagy irányítópultot jelenítünk meg.

Ez olyan interfészek tervezéséből fakad majd, amelyek segítenek az operátoroknak, a mérnököknek és a vezetőknek megérteni, mit jelentenek valójában ezek a jelek.