سیستم های رابط انسان- ماشین صنعتی (HMI) شکاف بین اپراتورهای و ماشین آلات پیچیده در تولید، انرژی، تدارکات و دیگر محیط های صنعتی را پل می کنند، در حالی که HMI های عملکردی یک پایه هستند، یک تجربه کاربر بهینه شده (UX) آنها را به اهرم های بهره وری قدرتمند تبدیل می کند. مطالعات نشان می دهد که طراحی ضعیف HMI کمک می کند تا 40٪ از خطاهای اپراتور در فرایندهای بالا (Health) را کاهش دهد.

درک نقش UX در سیستم های HMI صنعتی

در تنظیمات صنعتی، HMI ها ماموریتی بحرانی هستند. اپراتورهای به آنها برای نظارت بر داده های زمان واقعی، اجرای دستورات و پاسخ به زنگ هشدارها متکی هستند.هزینه شکست قابلیت استفاده فراتر از یک اشتباه واحد گسترش می یابد: می تواند به خرابی تولید، آسیب تجهیزات یا حوادث ایمنی منجر شود. مطالعه 2021 توسط گروه آبردردید دریافت که امکانات با بهینه سازی HMI UX، ۲۷٪ بیشتر از رابط تجهیزات (O) را در مقایسه با این میراث تجهیزات بالاتر گزارش کرد.

سرمایه گذاری در UX هزینه نرم نیست – به طور مستقیم بر خط پایین تأثیر می گذارد. [برای مثال، کاهش زمان یک اپراتور برای حرکت یک توالی استارت آپ روتین توسط فقط 10 ثانیه در هر تغییر صرفه جویی قابل توجهی در سال به جای استفاده از تفسیر، اپراتورهای را قادر می سازد تا به جای استفاده از تفسیر، تمرکز کنند.

اصول اصلی بهینه سازی HMI UX

HMI UX موثر بر پایه ای از اصول طراحی محور انسان سازگار برای زمینه های صنعتی است.در زیر استراتژی های کلیدی با هدایت گسترده است.

ساده سازی طراحی رابط

Clutter دشمن بهره وری است.هر صفحه روی HMI باید تنها اطلاعات مورد نیاز برای کار در دست را ارائه دهد.استفاده از فضای سفید سخاوتمندانه، کنترل های مرتبط گروه و جلوگیری از عناصر تزئینی. ISA-101 HMI استاندارد توصیه می کند یک رویکرد "سه صفحه ای": یک فرایند کلی، گرافیک و جزئیات رنگ سبز (برای مثال، یک پانل سبز).

پیاده سازی ناوبری شهودی

اپراتورهای هرگز نباید برای یک تابع شکار کنند. نقشه مسیر هدایت به مدل ذهنی اپراتور از فرآیند را دنبال کنند.برای مثال، اگر یک اپراتور کارخانه شیمیایی از نظر عملیات واحد فکر کند، ساختار منو باید آینه ای باشد که سلسله مراتب استفاده از نان، میله های ناوبری مداوم و میانبر صفحه کلید برای تغییر سریع است. Nielsen Research [F نشان می دهد که سرعت های ناوبری بالا در 60٪ افزایش می یابد.

استفاده از Visual Cues و Alerts

هشدارها باید سلسله مراتبی و عملی باشند.یک اشتباه رایج اپراتورهای سیل با هشدارهای مبهم است.در عوض، از باندهای شدت رنگ کد شده استفاده کنید (به عنوان مثال، هشدار = زرد، انتقادی = قرمز) و راهنمایی روشن در مورد اقدامات صحیح Icons باید استاندارد شود - اجتناب از ژیروسکوپ سفارشی که نیاز به یادآوری نشانه های بصری مانند فلش یا دستورالعمل های هدایت برای کاهش هشدار دهنده های صوتی برای اجرای دستور کار دارد.

اطمینان از مسئولیت پذیری

Latency یک قاتل UX است، حتی یک تاخیر ۵۰۰m در HMI (پاسخ HMI می تواند جریان اپراتور را بشکند و منجر به عیب یابی یا از دست دادن ورودی ها شود. Optimize backend پرس و جو برای داده های استاتیک استفاده کند و محاسبات لبه را برای کنترل های زمان بحرانی در نظر بگیرد. HMI های مدرن اغلب بر روی پلتفرم های مبتنی بر وب اجرا می شوند؛ اطمینان از اجرای جاوا اسکریپت و بارگیری دارایی بهینه سازی شده اند

گزینه های سفارشی سازی را ارائه دهید

یک اندازه همه را متناسب نمی کند. اجازه می دهد اپراتورهای برای ذخیره طرح های داشبورد سفارشی، ویجت های اندازه، و تنظیم تنظیمات تنظیمات ویجت (به عنوان مثال، محدوده زمان نمودار روند) با این حال، سفارشی سازی باید محافظان را ارائه دهد - عناصر ایمنی بحرانی را حفظ کند و از تغییرات تصادفی برای هشدار دادن به اولویت های سفارشی سازی مبتنی بر زنگ جلوگیری کند.

اولویت بندی ویژگی های ایمنی

ایمنی باید به UX پخته شود، نه اینکه دکمه های توقف اضطراری را به طور برجسته ای قرار داده و نیاز به یک اقدام عمدی (به عنوان مثال، دو مرحله ای مطبوعات) برای اقدامات برگشت ناپذیر (به عنوان مثال خاموش کردن موتور) کاهش رفتارهای ایمنی شکست خورده باید به وضوح در صفحه نمایش نشان داده شود و HMI هرگز نباید به یک واحد برای اجرای یک دستور خطرناک تکیه کند.

ادغام تکنولوژی پیشرفته برای نسل بعدی HMI UX

فراتر از اصول بنیادی، فن آوری های نوظهور می توانند تجربیات سنتی HMI را جهش دهند.

کنترل لمسی و Gesture Controls

لمسی لمسی به طور عمده جایگزین ستون های کلیدی غشایی در تاسیسات جدید.کنترل های Gesture (pinch to-zoom، کشیدن برای حرکت) احساس طبیعی به نیروی کار مدرن است، با این حال، صفحه های لمسی صنعتی باید از عملیات دستکش و رد رطوبت پشتیبانی کنند. بازخورد Haptic می تواند بدون نیاز به توجه بصری - بحرانی هنگامی که یک اپراتور بر یک ماشین متحرک متمرکز است.

دستور صدا

در محیط هایی که اپراتورهای باید دست خود را بر روی ماشین آلات یا پوشیدن PPE سنگین نگه دارند، دستورات صوتی به شدت بهبود بهره وری را بهبود می بخشد. پردازش زبان طبیعی (NLP) دستوراتی مانند "نمایش 12 درجه حرارت" بدون محدودیت های ایمنی باید اعمال شود: توالی های شروع فعال صدا باید یک مرحله تأیید دوم را نیاز داشته باشند.

واقعیت افزوده (AR) Overlays

AR HMI ها را از یک صفحه نمایش مسطح به یک تجربه سه بعدی همه جانبه تبدیل می کند.(با استفاده از یک تبلت یا عینک هوشمند، یک اپراتور می تواند داده های سنسور زمان واقعی را در مورد تجهیزات فیزیکی مشاهده کند.برای نگهداری، AR می تواند یک دریچه خاص را برجسته کند و آخرین تاریخ کالیبراسیون آن را نمایش دهد.

Data Analytics و پیش بینی UX

تجزیه و تحلیل جاسازی شده می تواند نیاز به اپراتور پیش از حد خالی را تشخیص دهد، به عنوان مثال، اگر سیستم یک نوار نقاله را کند، می تواند به طور فعال روند فعلی موتور را به سطح برساند و یک پنجره تعمیر و نگهداری را پیشنهاد کند. Heatmaps کلیک می تواند نقاط قابلیت استفاده را آشکار کند - کنترل های به طور مداوم استفاده می شود ممکن است سزاوار یک مدل های یادگیری ماشین لمسی بزرگتر باشد.

اجرای بهترین روش ها برای تیم های پروژه

بهینه سازی HMI UX نیازمند همکاری متقابل عملکردی، مهندسان صنعتی، طراحان UX، کنترل سیستم های درونگرا است و اپراتورهای کاربر نهایی باید با هم کار کنند.

  • نمونه اولیه: استفاده از فریم های سیم کم fidelity با اپراتورهای اول. تست قابلیت استفاده در محیط شبیه سازی مسائل را در اوایل جذب می کند.
  • استاندارد سازی: یک سیستم طراحی شرکت برای صفحه نمایش HMI توسعه. فونت های ثابت، رنگ ها، اندازه عناصر و الگوهای ناوبری در سراسر ماشین کاهش بار شناختی.
  • Performance پایه: زمان پاسخگویی قابل قبول را تعریف کنید (به عنوان مثال، بار صفحه نمایش < 1s، بازخورد دکمه < 200ms) و آنها را در تولید نظارت کنید.
  • ادغام: آموزش به طور مستقیم به HMI - کمک حساس به متن، پیاده روی های ویدئویی جاسازی شده، یا یک روش Sandbox برای عمل بدون تاثیر فرآیندهای واقعی.

یک تولید کننده بزرگ خودرو گزارش افزایش 15٪ در نفوذ پس از طراحی مجدد خط مونتاژ خود HMIs با استفاده از این مدیران.طراحی شامل کاهش 40٪ در اطلاعات صفحه نمایش و اضافه کردن یک کلیک به ناوبری.

نتیجه گیری و آینده چشم انداز

بهینه سازی تجربه کاربری در سیستم های صنعتی HMI یک سفر مداوم است، نه یک پروژه یک بار، به عنوان محیط های صنعتی به سمت صنعت 5.0 - با همکاری انسان محور - HMI تبدیل به سیستم عصبی مرکزی عملیات گرایش آینده شامل محاسبات محیطی (جایی که HMI ها به طور متنی بر اساس مکان یا نقش سازگار)، رابط های زبان طبیعی، و بیومتریک (به عنوان مثال، شناسایی ترجیحات چهره خود).

با سرمایه گذاری در UX امروز – تمرکز بر سادگی، پاسخگویی، ایمنی و ادغام های پیشرفته – ماورها می توانند سودهای قابل توجهی را باز کنند، خطاهای را کاهش دهند و محیطی را ایجاد کنند که اپراتورهای به جای اضافه کردن آن، برای ساخت تیم ها یا مدرن سازی HMI ها، پلتفرم HMIs، Directus] یک محیط کاری را ارائه می دهد که به سادگی قادر به بازگرداندن اطلاعات جلو و منابع سریع است.