Жақсартылған HMI және UI/UX дизайны арқылы тиімділікті арттыру
Заманауи HMI жүйелері өнеркәсіптік деректердің артып келе жатқан көлемін түсінікті әрі нақты әрекет етуге мүмкіндік беретін ақпаратқа айналуы тиіс. Жақсы UI/...
Өнеркәсіптік нысандардың қолжетімді операциялық деректері бұрынғыдан да көп.
Ең күрделі мәселе — адамдарға нақты қандай ақпарат қажет екенін анықтап, оны жылдам шешім қабылдауға жеткілікті деңгейде түсінікті етіп ұсыну.
Қалыптан тыс процесс жағдайына жауап беріп жатқан оператор экрандар мен жүздеген мәндердің арасынан бірнеше минут бойы іздей алмайды.
Жабдық өнімділігін зерттеп жатқан инженерге оқшауланған көрсеткіштерден гөрі тарихи контекст қажет.
Өндіріс менеджеріне жұмыс уақытының үлесін, шығарылымды, сапаны және басқа да негізгі өнімділік көрсеткіштерін көрсететін мүлдем басқа көрініс қажет болуы мүмкін.
Сондықтан адам-машина интерфейсін жобалау графикалық жұмыспен ғана шектелмейді.
HMI дизайны автоматтандыру деректері мен адамның шешім қабылдауының арасында орналасады.
Күшті пайдаланушы интерфейсі мен пайдаланушы тәжірибесі стратегиясы контроллер мәндерін, апаттық хабарламалар мен тарихи жазбаларды адамдар іс жүзінде пайдалана алатын ақпаратқа айналдыруға көмектеседі.
Мақсат — өнеркәсіптік экрандарды көрнекі түрде әсерлі ету емес.
Мақсат — процестің не істеп жатқанын, қай жерде назар аудару қажет екенін және келесі әрекет қандай болуы керектігін түсінуге жұмсалатын күшті азайту.
Өнеркәсіптік деректерді адамдар түсіндіре алғанда ғана олардың пайдасы бар
Заманауи басқару жүйелері PLC, жетектер, аспаптар, сенсорлар және интеллектуалды далалық құрылғылардан орасан көп ақпарат жинай алады.
Алайда қосымша деректер автоматты түрде операцияларды жақсартпайды.
Нашар құрылымдалған HMI жүздеген айнымалыны көрсете отырып, қарапайым мәселені диагностикалауды қиындатуы мүмкін.
Бір оқиғаны түсіну үшін операторларға бірнеше экран арасында ауысу қажет болуы мүмкін.
Маңызды мәндерге күнделікті ақпаратпен бірдей визуалды басымдық берілуі мүмкін.
Апаттық хабарламалар бір нәрсенің істен шыққанын түсіндіруі мүмкін, бірақ оқиғаға алып келген процесс жағдайларын көрсетпеуі ықтимал.
Жақсы UI/UX дизайны бұл мәселелерді пайдаланушы қабылдауы тиіс шешімге байланысты ақпаратты анықтау арқылы шешеді.
Бұл өндірістік нысан қызметкерлеріне де, бизнес пайдаланушыларына да қатысты.
Операторларға машинаның және процестің күйі туралы дереу ақпарат қажет.
Инженерлік топтарға диагностикалық мәліметтер мен тарихи үрдістер қажет.
Басшылыққа жеке құрылғылардың мәндерінен гөрі өндіріс пен өнімділік индикаторлары қажет болуы мүмкін.
Бір автоматтандыру жүйесі үш топтың бәріне қызмет көрсете алады, бірақ олардың экрандары міндетті түрде бірдей болмауы керек.
Операторларға бірден түсінетін интерфейстер қажет
Операторлардың көптеген шешімдері бірнеше секунд ішінде қабылданады.
Процесс күтілетін ауқымнан шыға бастағанда, интерфейс қалыптан тыс жағдайды оңай тануға мүмкіндік беруі керек.
Логикалық орналасу — қолдануға ыңғайлы HMI дизайнының негіздерінің бірі.
Байланысты басқару элементтері бірге орналасуы керек.
Навигация машинаның физикалық немесе функционалдық құрылымына сәйкес болуы керек.
Маңызды процесс индикаторлары экрандар арасында орын ауыстырмай, алдын ала болжанатын жерлерде орналасуы керек.
Бірізділік оператордан қажет болатын түсіндіру көлемін азайтады.
Егер әр жабдық экраны әртүрлі орналасуды, түс жүйесін немесе дабыл ережесін қолданса, қызметкерлер интерфейсті қалай оқу керегін қайта-қайта үйренуге мәжбүр болады.
Бірізді үлгі назарды бағдарламалық жасақтамаға емес, процеске аударуға мүмкіндік береді.
Бұл операторлар бірнеше өндіріс аймағын немесе әртүрлі жабдық топтарын бақылайтын ірі зауыттарда аса маңызды.
Контекст санды пайдалы ақпаратқа айналдырады
Сандық мәнді көрсету оңай.
Бұл мәннің ағымдағы жұмыс жағдайында нені білдіретінін түсіндіру қиынырақ.
Процесс температурасы 78°C деп алайық.
Жалғыз сан операторға жағдайдың қалыпты екенін, жылдам өсіп жатқанын немесе жұмыс шегіне жақындағанын көрсетпейді.
Шағын тарихи тренд бұл контексті бірден бере алады.
Оператор температураның тұрақты болғанын немесе үздіксіз көтеріліп келе жатқанын көре алады.
Дәл осы қағида қысымға, токқа, ағынға, дірілге және өндіріс қарқынына да қатысты.
Тарихи деректер де уақытша бұзылыстарды дамып келе жатқан мәселелерден ажыратуға көмектеседі.
Қалыпты деңгейге қайтатын қысқа ауытқу бірнеше сағат бойы тұрақты түрде өзгеріп кеткен айнымалыға қарағанда басқа әрекетті қажет етуі мүмкін.
Байланысты айнымалылар бірге көрсетілгенде, контекст одан да құнды бола түседі.
Ағын жылдамдығының төмендеуі сорғы тогымен, клапан қалпымен және кіріс қысымымен қатар көрсетілгенде анығырақ түсіндіріледі.
Содан кейін HMI жай ғана цифрлық аспаптар панелі емес, ақауларды жою құралына айналады.
Жоғары өнімді HMI дизайны қалыптан тыс жағдайларға басымдық береді
Өнеркәсіптік экрандар бұрын ашық түстермен, градиенттермен және жабдықтың өте егжей-тегжейлі графикасымен жиі толтырылатын.
Көрнекілігі қанық экрандар тартымды көрінгенімен, қалыптан тыс жағдайларды анықтауды қиындатуы мүмкін.
Жоғары өнімді HMI қағидаттары басқа тәсілді ұстанады.
Қалыпты жағдайлар әдетте ұстамды визуалды ерекшелеумен көрсетіледі.
Қанық түстер мен көзге түсетін индикаторлар назар аударуды қажет ететін жағдайларға сақталады.
Бұл қалыптан тыс күйдің бірден көзге түсуіне мүмкіндік береді.
Пайдалы визуалды тәсілдерге аналогтық индикаторлар, спарклайндар, тренд графиктері және бір-бірінен анық ажыратылатын дабыл күйлері кіруі мүмкін.
Артық кодтау да түсіндіруді жақсарта алады.
Дабыл тек бір түске ғана толығымен тәуелді болмауы керек.
Мәтін, таңбалар, орналасу орны немесе пішін күй туралы қосымша белгі бере алады.
Бұл көру жағдайы қиын болғанда және түстерді әртүрлі ажыратуы мүмкін пайдаланушылар үшін құнды.

1-сурет. Жоғары өнімді HMI жабдық күйін, дабылдарды және процесс трендтерін біріктіріп, қалыптан тыс жағдайларды жылдам анықтауға мүмкіндік береді.
Әртүрлі пайдаланушыларға әртүрлі ақпарат қажет
Өнеркәсіптік деректерді пайдаланатын жалғыз адам оператор емес.
Техникалық қызмет көрсету инженерлері, технологиялық процесс инженерлері, жетекшілер және басқару топтары бір автоматтандыру платформасы өндіретін ақпаратпен жұмыс істей алады.
Олардың мақсаттары әртүрлі.
Операторға қозғалтқыш тогы қажет болуы мүмкін, өйткені ол жабдықтың дұрыс жұмыс істеп тұрғанын анықтауға көмектеседі.
Техникалық қызмет көрсету инженері ағымдағы тарихты, жұмыс сағаттарын және ақаулар жазбаларын көргісі келуі мүмкін.
Менеджер жабдықтың қолжетімділігіне және қайталанатын ақаулардан болатын өндіріс шығындарына көбірек мән беруі мүмкін.
Пайдаланушыға бағдарланған HMI архитектурасы осы айырмашылықтарды ескереді.
Барлығына арналған бір шамадан тыс жүктелген бақылау тақтасын жасаудың орнына, жүйе рөлге бейімделген көріністер ұсына алады.
Негізгі ақпарат өзара байланысын сақтайды, бірақ әр пайдаланушы нақты шешім үшін қажет егжей-тегжей деңгейін көреді.
Бұл көріністерді жобалау адамдардың іс жүзінде қалай жұмыс істейтінін түсінуді талап етеді.
Инженерлер әр топтың қандай KPI көрсеткіштерін пайдаланатынын, оларға қаншалықты жиі қажет болатынын және сол көрсеткіштерге сүйене отырып қандай шешімдер қабылданатынын анықтауы керек.
Нәтижесінде көбіне барлық қолжетімді тегтерді ашқаннан гөрі қарапайым шешім шығады.
Мобильді қолжетімділік шешім қабылданатын орынды өзгертеді
Өнеркәсіптік операциялар енді машинаның жанына орнатылған бекітілген терминалдармен шектелмейді.
Инженерлер мен жетекшілер өндірістік ақпаратқа ноутбуктерден, планшеттерден және мобильді құрылғылардан барған сайын жиі қол жеткізеді.
Вебке негізделген HMI технологиясы визуализация қолданбаларының әртүрлі аппараттық платформаларда жұмыс істеуіне мүмкіндік беру арқылы бұл өзгерісті қолдайды.
Браузерге негізделген интерфейс бір нақты операциялық жүйеге немесе жұмыс станциясының конфигурациясына тәуелділікті азайта алады.
Бұл әрбір басқару функциясы смартфоннан автоматты түрде қолжетімді болуы керек дегенді білдірмейді.
Қашықтан визуализациялау мен қашықтан басқару пайдалану тәуекелінің әртүрлі деңгейлерін тудырады.
Қолжетімділік рұқсаттары, аутентификация, киберқауіпсіздік және қауіпсіздік талаптары әр қашықтағы пайдаланушыға не істеуге рұқсат етілетінін анықтауы тиіс.
Көптеген қолданбалар үшін қашықтан көру мүмкіндігінің өзі айтарлықтай құндылық береді.
Дабыл алған инженер жабдыққа бармас бұрын жұмыс жағдайларын тексере алады.
Техникалық қызмет көрсету мамандары машинаның жанында тұрып, үрдістер мен диагностикалық деректерді тексере алады.
Жетекшілер орталық басқару бөлмесіне қайтпай-ақ, өндіріс күйін тексере алады.
Заманауи HMI және өнеркәсіптік есептеу жүйелерін пайдаланатын нысандар үшін бұл икемділік барған сайын маңызды жобалау мәселесіне айналып келеді.

2-сурет. Вебке негізделген визуализация уәкілетті өнеркәсіптік ақпаратқа әртүрлі құрылғы түрлері арқылы қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Мобильді құрылғылар тағы бір экраннан да көп мүмкіндік бере алады
Мобильді интерфейс дәстүрлі бекітілген HMI жүйесінде қолжетімсіз мүмкіндіктерді де пайдалана алады.
Камералар жабдықтың күйін визуалды растауды қамтамасыз ете алады.
QR кодтары физикалық активтерді техникалық қызмет көрсету жазбаларына, құжаттамаға немесе құрылғы туралы ақпаратқа байланыстыра алады.
Сымсыз интерфейстер үйлесімді далалық құрылғылардан деректер жинай алады.
Орналасу туралы ақпарат қажет болған жағдайда активті сәйкестендіруге немесе далалық техникалық қызмет көрсету жұмыс процестеріне де қолдау көрсете алады.
Ағынның жоқтығы туралы хабарланған дабылды қарастырыңыз.
Процесс деректері ағынның нөлге тең екенін көрсетеді, бірақ инженерге процестің шынымен тоқтаған-тоқтамағанын анықтау қажет.
Жақын орналасқан камера немесе басқа тәуелсіз бақылау біреу жабдыққа физикалық түрде жеткенге дейін қосымша дәлел бере алады.
Бұл аспаптық бақылауды алмастырмайды.
Ол қалыптан тыс жағдайды ақауларды жою кезінде қосымша контекст береді.
Бақылау тақталары бәрін көрсетуге емес, шешім қабылдауды қолдауға тиіс
HMI жүйелерінде жиі кездесетін қателік — бақылау тақталарын қолжетімді болып тұрған деректердің айналасында құру.
Жақсырақ тәсіл пайдаланушы қабылдауы қажет шешімнен басталады.
Техникалық қызмет көрсету бақылау тақтасы белсенді ақауларды, жабдық күйінің көрсеткіштерін және алдағы қызмет көрсету қажеттіліктерін ерекшелеуі мүмкін.
Өндірістік бақылау тақтасы өнімділікке, тоқтап қалу уақытына, сапаға және жоспардың орындалуына назар аударуы мүмкін.
Инженерлік экран процесс үрдістері мен контроллер диагностикасын тереңірек көрсетуі мүмкін.
Динамикалық бақылау тақталары жұмыс жағдайына қарай өзгеруі мүмкін.
Қалыпты өндіріс кезінде интерфейс ықшам шолуды көрсетуі мүмкін.
Ақау пайда болғанда, диагностикалық ақпарат анағұрлым көрнекті болады.
Техникалық қызмет көрсету басталғанда, интерфейс басқа жазбаларды немесе процедураларды көрсетуі мүмкін.
Сондықтан бағдарламалық жасақтама ақпарат иерархиясын ағымдағы міндетке бейімдейді.
Бұл тәсіл байланысы жоқ экрандар арасында шарлауды едәуір азайта алады.
Дабылдарды жобалау — пайдаланушы тәжірибесінің бір бөлігі
Дабылдарды басқару HMI қолдану ыңғайлылығымен тығыз байланысты.
Егер интерфейс мәні төмен жүздеген дабылды бірдей басымдықпен көрсетсе, операторлар дереу назар аударуды қажет ететін жағдайды анықтауда қиналуы мүмкін.
Жабдық істен ажыраған кезде дабылдардың жаппай ағымы әсіресе қиын болуы мүмкін.
Бір бастапқы оқиға бірнеше секунд ішінде көптеген қайталама дабылдарды тудыруы мүмкін.
Пайдаланушы қай оқиғаның бірінші болғанын және қай дабылдардың соның салдары екенін анықтау үшін жеткілікті контекстке мұқтаж.
Сондықтан уақыт белгісінің дәлдігі, басымдық, топтастыру және тарихи реттілік дабылдың көрнекі баннері сияқты маңызды.
Жақсы жобаланған автоматтандыру жүйелері бұл функцияларды PLC, HMI және қадағалау қабаттары арасында біріктіреді.
Кеңірек архитектураларды бағалайтын кәсіпорындарға PLC және PAC жүйелерінің диагностикалық деректерді визуализация қабатына қалай ұсынатынын да қарастыру қажет болуы мүмкін.
HMI дизайнын жақсарту ақауларды жою уақытын қысқартуы мүмкін
UI/UX-тің операциялық құндылығы бір нәрсе дұрыс болмаған кезде айқын көрінеді.
Кенеттен ағын беруді тоқтатқан сорғыны қарастырайық.
Нашар жобаланған интерфейс тек жалпы сорғы дабылын көрсетуі мүмкін.
Содан кейін оператор қозғалтқыш күйін, токты, клапанның қалпын және үдеріс қысымын көру үшін бөлек экрандарды іздей бастайды.
Дұрыс құрылымдалған HMI осы өзара байланыстарды бір жерге жинақтай алады.
Оператор қозғалтқыштың жұмыс істеп тұрғанын, шығару клапанының ашық екенін және қысымның күтпеген жерден өзгергенін бірден көре алады.
Бұл ақпарат ақауды автоматты түрде диагностикаламайды.
Бұл тексерілетін ауқымды тарылтады.
Осы үдеріс кезінде үнемделген әр минут өндіріс жылдам қалпына келуге тәуелді жабдықтың тоқтап тұру уақытын қысқартуы мүмкін.
UI/UX нақты өндіріс орнындағы үдерістерге негізделіп жобалануы тиіс
Ең жақсы HMI дизайнын тек жұмыс үстелінде отырып жасау мүмкін емес.
Инженерлер операторлардың қалыпты өндіріс, іске қосу, тоқтату және қалыптан тыс жағдайлар кезінде үдеріспен қалай әрекеттесетінін түсінуі керек.
Әзірлеу кезінде қисынды көрінген экран нақты өндірістік ақау кезінде қолданылғанда көңіл қалдыруы мүмкін.
Сондықтан тестілеуге интерфейсті пайдаланатын адамдар қатысуы керек.
Навигацияны бағалауға болады.
Дабылдардың жұмысын қайта қарауға болады.
Жиі қолданылатын ақпаратты негізгі басқару экранына жақынырақ орналастыруға болады.
Қажетсіз элементтерді алып тастауға болады.
Бұл итерациялық үдеріс пайдаланушыға шынайы бағдарланған дизайнның өзегі болып табылады.
Ең үздік өнеркәсіптік интерфейс көбіне пайдаланушылар әрең байқайтын интерфейс болады
Сәтті HMI операторларды интерфейстің өзіне назар аударуға мәжбүр етпеуі керек.
Олардың назары машинаға, үдеріске және өндірістік мақсатқа бағытталуы тиіс.
Сондықтан жақсы өнеркәсіптік UI/UX безендіруге емес, айқындыққа негізделеді.
Ақпарат иерархиясы маңызды.
Контекст маңызды.
Бірізділік маңызды.
Рөлдерге негізделген қолжетімділік маңызды.
Мобильді мүмкіндіктер мен веб-технологиялар жүйенің аясын кеңейте алады, бірақ олар сол негізгі мақсатты қолдауы тиіс.
Адамдарға шешім қабылдау қажет болған сәтте дұрыс ақпарат керек.
Өнеркәсіптік жүйелер барған сайын көп көлемде дерек жинауды жалғастырған сайын, бұл талаптың маңызы азаймай, керісінше арта түседі.
Бәсекелестік артықшылық тек көбірек тегтерді, дабылдарды немесе бақылау тақталарын көрсетуден туындамайды.
Бұл операторларға, инженерлерге және менеджерлерге сол сигналдардың нақты нені білдіретінін түсінуге көмектесетін интерфейстерді жобалау арқылы жүзеге асады.
Автор туралы
PLC Pro Tech редакциясы | Өнеркәсіптік автоматтандыруды талдау
Редакциялық топ өндіріс және технологиялық өнеркәсіп салаларындағы HMI және SCADA жүйелерін, PLC архитектураларын, өнеркәсіптік желілерді, диагностика мен автоматтандырудың өмірлік цикліне қатысты тәжірибелерді қамтиды.