Daha İyi HMI ve UI/UX Tasarımıyla Verimliliği Artırma

Endüstriyel tesisler, her zamankinden daha fazla operasyonel veriye erişebilmektedir.

Daha zor olan, insanların gerçekten hangi bilgilere ihtiyaç duyduğuna karar vermek ve hızlı kararları destekleyecek kadar açık biçimde sunmaktır.

Anormal bir süreç durumuna müdahale eden bir operatör, ekranlarda ve yüzlerce değer arasında arama yapmak için birkaç dakika harcayamaz.

Ekipman performansını inceleyen bir mühendisin, tekil ölçümler yerine geçmiş bağlamına ihtiyacı vardır.

Bir üretim yöneticisinin çalışma süresi, üretim miktarı, kalite ve diğer temel performans göstergelerini gösteren tamamen farklı bir görünüme ihtiyacı olabilir.

Bu nedenle İnsan-Makine Arayüzü tasarımı, grafiksel bir çalışmadan daha fazlasıdır.

HMI tasarımı, otomasyon verileri ile insan karar verme süreci arasında yer alır.

Güçlü bir Kullanıcı Arayüzü ve Kullanıcı Deneyimi stratejisi, kontrolör değerlerini, alarmları ve geçmiş kayıtlarını insanların gerçekten kullanabileceği bilgilere dönüştürmeye yardımcı olur.

Amaç, endüstriyel ekranları görsel olarak etkileyici kılmak değildir.

Amaç, sürecin ne yaptığını, nerede dikkat gerektiğini ve ardından hangi eylemin gerçekleştirilmesi gerektiğini anlamak için gereken çabayı azaltmaktır.

Endüstriyel Veriler, İnsanlar Yorumlayabildiğinde Yararlıdır

Modern kontrol sistemleri PLC'lerden, sürücülerden, cihazlardan, sensörlerden ve akıllı saha cihazlarından çok büyük miktarda bilgi toplayabilir.

Ancak ek veriler, otomatik olarak daha iyi operasyonlar sağlamaz.

Kötü yapılandırılmış bir HMI, yüzlerce değişkeni gösterebilirken basit bir sorunun teşhisini yine de zorlaştırabilir.

Operatörlerin tek bir olayı anlamak için birden fazla ekran arasında geçiş yapması gerekebilir.

Önemli değerlere, rutin bilgilerle aynı görsel vurgu verilebilir.

Alarm mesajları, bir şeyin arızalandığını açıklayabilir ancak olaya yol açan süreç koşullarını göstermeyebilir.

İyi UI/UX tasarımı, bilgileri kullanıcının vermesi gereken karara göre tanımlayarak bu sorunları ele alır.

Bu, hem tesis personeli hem de işletme kullanıcıları için geçerlidir.

Operatörlerin makinenin ve sürecin durumundan anında haberdar olması gerekir.

Mühendislik ekipleri tanılama ayrıntılarına ve geçmiş eğilimlerine ihtiyaç duyar.

Yönetimin tek tek cihaz değerleri yerine üretim ve performans göstergelerine ihtiyacı olabilir.

Aynı otomasyon sistemi her üç gruba da hizmet verebilir, ancak bu gruplara mutlaka aynı ekranlar sunulmamalıdır.

Operatörlerin Anında Anlayabilecekleri Arayüzlere İhtiyacı Vardır

Operatörlerin birçok kararı saniyeler içinde vermesi gerekir.

Bir süreç beklenen aralığının dışına çıkmaya başladığında arayüz, anormal durumun kolayca fark edilmesini sağlamalıdır.

Mantıksal konumlandırma, kullanılabilir HMI tasarımının temellerinden biridir.

İlgili kumandalar bir arada tutulmalıdır.

Gezinme, makinenin fiziksel veya işlevsel yapısını izlemelidir.

Önemli proses göstergeleri, ekranlar arasında yer değiştirmek yerine öngörülebilir konumlarda bulunmalıdır.

Tutarlılık, operatörün yapması gereken yorumlama miktarını azaltır.

Her ekipman ekranı farklı bir düzen, renk sistemi veya alarm kuralı kullanıyorsa personelin arayüzü nasıl okuyacağını tekrar tekrar öğrenmesi gerekir.

Tutarlı bir şablon, dikkatin yazılım yerine proses üzerinde kalmasını sağlar.

Bu, operatörlerin birden fazla üretim alanını veya farklı ekipman gruplarını denetlediği büyük tesislerde özellikle önemlidir.

Bağlam, Bir Sayıyı Yararlı Bilgiye Dönüştürür

Sayısal bir değeri görüntülemek kolaydır.

Bu değerin mevcut çalışma koşulunda ne anlama geldiğini açıklamak daha zordur.

78°C proses sıcaklığını ele alalım.

Tek başına sayı, operatöre durumun normal mi, hızla mı arttığı yoksa bir çalışma sınırına mı yaklaştığı konusunda bilgi vermez.

Küçük bir geçmiş trendi bu bağlamı hemen sağlayabilir.

Operatör, sıcaklığın sabit kalıp kalmadığını veya sürekli yükselip yükselmediğini görebilir.

Aynı ilke basınç, akım, debi, titreşim ve üretim hızı için de geçerlidir.

Geçmiş veriler, geçici bozulmaları gelişmekte olan sorunlardan ayırt etmeye de yardımcı olur.

Normale dönen kısa süreli bir sapma, birkaç saat boyunca istikrarlı şekilde değişen bir değişkenden farklı bir tepki gerektirebilir.

İlgili değişkenler birlikte gösterildiğinde bağlam daha da değerli hâle gelir.

Düşen bir debi, pompa akımı, vana konumu ve giriş basıncıyla birlikte görüntülendiğinde daha anlamlı olabilir.

Böylece HMI, yalnızca dijital bir gösterge paneli olmaktan çıkarak bir sorun giderme aracına dönüşür.

Yüksek Performanslı HMI Tasarımı Anormal Koşullara Öncelik Verir

Endüstriyel ekranlar bir zamanlar genellikle parlak renkler, degradeler ve son derece ayrıntılı ekipman grafikleriyle doldurulurdu.

Görsel açıdan zengin ekranlar çekici görünebilir, ancak anormal durumların belirlenmesini zorlaştırabilir.

Yüksek performanslı HMI ilkeleri farklı bir yaklaşım benimser.

Normal koşullar genellikle ölçülü bir görsel vurguyla sunulur.

Güçlü renkler ve belirgin göstergeler, dikkat gerektiren koşullar için ayrılmıştır.

Bu, anormal bir durumun hemen öne çıkmasını sağlar.

Yararlı görsel teknikler arasında analog göstergeler, sparkline'lar, trend grafikleri ve birbirinden açıkça ayrılmış alarm durumları bulunabilir.

Yedekli kodlama, yorumlamayı da iyileştirebilir.

Bir alarm tamamen tek bir renge bağlı olmamalıdır.

Metin, semboller, konum veya şekil, durum hakkında başka bir gösterge sağlayabilir.

Bu, zorlu görüntüleme koşullarında ve renkleri farklı şekilde ayırt edebilen kullanıcılar için değerlidir.

Şekil 1. Yüksek performanslı bir HMI, anormal koşulların hızlıca belirlenebilmesi için ekipman durumunu, alarmları ve proses trendlerini bir araya getirir.

Farklı Kullanıcıların Farklı Bilgilere İhtiyacı Vardır

Endüstriyel verileri kullanan tek kişi operatör değildir.

Bakım mühendisleri, proses mühendisleri, amirler ve yönetim ekipleri aynı otomasyon platformu tarafından üretilen bilgilerle etkileşime girebilir.

Hedefleri farklıdır.

Bir operatör, ekipmanın doğru çalışıp çalışmadığını belirlemeye yardımcı olduğu için motor akımına ihtiyaç duyabilir.

Bir bakım mühendisi güncel geçmişi, çalışma saatlerini ve arıza kayıtlarını görmek isteyebilir.

Bir yönetici, ekipmanın kullanılabilirliğine ve tekrarlanan arızaların neden olduğu üretim kayıplarına daha fazla önem verebilir.

Kullanıcı odaklı bir HMI mimarisi bu farklılıkları kabul eder.

Sistem, herkes için aşırı yüklenmiş tek bir gösterge paneli oluşturmak yerine role özel görünümler sunabilir.

Temel bilgiler bağlantılı kalır, ancak her kullanıcı belirli bir karar için gereken ayrıntı düzeyini görür.

Bu görünümleri tasarlamak, insanların gerçekte nasıl çalıştığını anlamayı gerektirir.

Mühendislerin, her grubun hangi KPI'ları kullandığını, bunlara ne sıklıkta ihtiyaç duyduğunu ve bu göstergelerden hangi kararların çıktığını belirlemesi gerekir.

Sonuç çoğu zaman, mevcut tüm etiketleri kullanıma sunmaktan daha basittir.

Mobil Erişim, Kararların Alındığı Yeri Değiştiriyor

Endüstriyel operasyonlar artık makinenin yanına monte edilmiş sabit terminallerle sınırlı değil.

Mühendisler ve amirler, üretim bilgilerine dizüstü bilgisayarlardan, tabletlerden ve mobil cihazlardan giderek daha fazla erişiyor.

Web tabanlı HMI teknolojisi, görselleştirme uygulamalarının farklı donanım platformlarında çalışmasına olanak tanıyarak bu değişimi destekler.

Tarayıcı tabanlı bir arayüz, tek bir işletim sistemine veya iş istasyonu yapılandırmasına olan bağımlılığı azaltabilir.

Bu, her kontrol işlevinin otomatik olarak bir akıllı telefondan kullanılabilir hâle gelmesi gerektiği anlamına gelmez.

Uzaktan görselleştirme ve uzaktan kontrol, farklı operasyonel risk düzeyleri oluşturur.

Erişim izinleri, kimlik doğrulama, siber güvenlik ve güvenlik gereksinimleri, her uzak kullanıcının neler yapmasına izin verildiğini belirlemelidir.

Birçok uygulamada yalnızca uzaktan görünürlük bile önemli değer sağlar.

Alarm alan bir mühendis, ekipmana gitmeden önce çalışma koşullarını inceleyebilir.

Bakım personeli, makinenin yanında dururken trendleri ve tanılamaları inceleyebilir.

Amirler, merkezi kontrol odasına dönmeden üretim durumunu inceleyebilir.

Modern HMI ve endüstriyel bilgi işlem sistemlerini kullanan tesisler için bu esneklik, giderek daha önemli bir tasarım unsuru hâline geliyor.

Şekil 2. Web tabanlı görselleştirme, yetkili endüstriyel bilgilere farklı cihaz türleri üzerinden erişilmesini sağlar.

Mobil Cihazlar Başka Bir Ekrandan Daha Fazlasını Sunabilir

Mobil bir arayüz, geleneksel sabit bir HMI'da bulunmayan özelliklerden de yararlanabilir.

Kameralar, ekipman koşullarının görsel olarak doğrulanmasını sağlayabilir.

QR kodları, fiziksel varlıkları bakım kayıtlarına, belgelere veya cihaz bilgilerine bağlayabilir.

Kablosuz arayüzler, uyumlu saha cihazlarından veri toplayabilir.

Konum bilgileri, uygun durumlarda varlık tanımlamayı veya saha bakım iş akışlarını da destekleyebilir.

Debi yok alarmı bildirildiğini varsayalım.

Proses verileri sıfır debi olduğunu gösteriyor, ancak mühendisin prosesin gerçekten durup durmadığını belirlemesi gerekiyor.

Yakındaki bir kamera veya başka bir bağımsız gözlem, biri ekipmana fiziksel olarak ulaşmadan önce ek kanıt sağlayabilir.

Bu, enstrümantasyonun yerini almaz.

Sorun giderme sırasında anormal bir durumla ilgili ek bir bağlam kaynağı sağlar.

Panolar Her Şeyi Göstermek Yerine Kararları Desteklemelidir

Yaygın bir HMI hatası, panoları mevcut olan verilere göre oluşturmaktır.

Daha güçlü bir yaklaşım, kullanıcının vermesi gereken kararla başlar.

Bir bakım panosu, etkin arızaları, ekipman durum göstergelerini ve yaklaşan servis gereksinimlerini öne çıkarabilir.

Bir üretim panosu, üretim miktarı, duruş süresi, kalite ve plan performansına odaklanabilir.

Bir mühendislik ekranı, daha ayrıntılı proses eğilimlerini ve kontrolör tanılamalarını gösterebilir.

Dinamik panolar, işletim durumuna göre değişebilir.

Normal üretim sırasında arayüz, kısa ve öz bir genel bakış gösterebilir.

Bir arıza meydana geldiğinde tanılama bilgileri daha görünür hâle gelir.

Bakım başladığında arayüz farklı kayıtları veya prosedürleri gösterebilir.

Bu nedenle yazılım, bilgi hiyerarşisini mevcut göreve uyarlamaktadır.

Bu yaklaşım, ilgisiz ekranlar arasında gezinmeyi önemli ölçüde azaltabilir.

Alarm Tasarımı, Kullanıcı Deneyiminin Bir Parçasıdır

Alarm yönetimi, HMI kullanılabilirliğiyle yakından bağlantılıdır.

Bir arayüz, düşük değerli yüzlerce alarmı aynı öncelikle sunarsa operatörler, acil müdahale gerektiren durumu belirlemekte zorlanabilir.

Alarm yoğunlukları, ekipman devre dışı kaldığında özellikle zorlayıcı olabilir.

Tek bir başlatıcı olay, saniyeler içinde çok sayıda ikincil alarm oluşturabilir.

Kullanıcının, hangi olayın önce gerçekleştiğini ve hangi alarmların bunun sonucu olduğunu belirleyebilmesi için yeterli bağlama ihtiyacı vardır.

Zaman damgası doğruluğu, öncelik, gruplandırma ve geçmişteki sıralama bu nedenle görsel alarm başlığı kadar önemlidir.

İyi tasarlanmış otomasyon sistemleri bu işlevleri PLC, HMI ve üst seviye denetim katmanları arasında entegre eder.

Daha geniş mimarileri değerlendiren tesislerin, PLC ve PAC sistemlerinin tanılama verilerini görselleştirme katmanına nasıl sunduğunu da göz önünde bulundurması gerekebilir.

Daha İyi HMI Tasarımı Sorun Giderme Süresini Kısaltabilir

UI/UX'in operasyonel değeri, bir şeyler ters gittiğinde en görünür hâle gelir.

Beklenmedik şekilde debi sağlamayı durduran bir pompayı ele alalım.

Kötü tasarlanmış bir arayüz yalnızca genel bir pompa alarmı bildirebilir.

Operatör daha sonra motor durumu, akım, vana konumu ve proses basıncı için ayrı ekranlarda arama yapmaya başlar.

İyi yapılandırılmış bir HMI, bu ilişkileri bir araya getirebilir.

Operatör, motorun çalıştığını, çıkış vanasının açık olduğunu ve basıncın beklenmedik şekilde değiştiğini hemen görebilir.

Bu bilgi arızayı otomatik olarak teşhis etmez.

İnceleme kapsamını daraltır.

Bu süreçte tasarruf edilen her dakika, üretimin hızlı toparlanmaya bağlı olduğu ekipmanlarda duruş süresini azaltabilir.

UI/UX Gerçek Tesis Davranışları Etrafında Tasarlanmalıdır

En iyi HMI tasarımı tamamen masa başında oluşturulamaz.

Mühendislerin, operatörlerin normal üretim, başlatma, durdurma ve anormal koşullar sırasında süreçle nasıl etkileşim kurduğunu anlaması gerekir.

Geliştirme sırasında mantıklı görünen bir ekran, gerçek bir üretim kesintisi sırasında kullanıldığında can sıkıcı hâle gelebilir.

Bu nedenle testlere arayüzü kullanacak kişiler dâhil edilmelidir.

Gezinme değerlendirilebilir.

Alarm davranışı gözden geçirilebilir.

Sık erişilen bilgiler, birincil işletim ekranına daha yakın bir konuma taşınabilir.

Gereksiz öğeler kaldırılabilir.

Bu yinelemeli süreç, gerçek anlamda kullanıcı odaklı tasarımın temelidir.

En İyi Endüstriyel Arayüz, Kullanıcıların Farkına Bile Varmadığı Arayüzdür

Başarılı bir HMI, operatörleri arayüzün kendisi hakkında düşünmeye zorlamamalıdır.

Dikkatleri makine, süreç ve üretim hedefi üzerinde kalmalıdır.

Bu nedenle iyi bir endüstriyel UI/UX, süsten çok netliğe bağlıdır.

Bilgi hiyerarşisi önemlidir.

Bağlam önemlidir.

Tutarlılık önemlidir.

Role dayalı erişim önemlidir.

Mobil özellikler ve web teknolojileri sistemi genişletebilir, ancak aynı temel amacı desteklemelidir.

İnsanların, bir kararın verilmesi gerektiği anda doğru bilgiye ihtiyacı vardır.

Endüstriyel sistemler daha büyük miktarlarda veri toplamaya devam ettikçe bu gereklilik daha az değil, daha önemli hâle gelecektir.

Rekabet avantajı yalnızca daha fazla etiket, alarm veya gösterge paneli görüntülemekten gelmeyecektir.

Bu, operatörlerin, mühendislerin ve yöneticilerin bu sinyallerin gerçekte ne anlama geldiğini anlamasına yardımcı olan arayüzler tasarlamakla mümkün olacaktır.