簡(jiǎn)介
　　1992年1月20日晚6：20，一架Airbus A32飛機(jī)從法國(guó)Lyon起飛，按日程飛行到該國(guó)Strasbourg。直到飛機(jī)師準(zhǔn)備降落，都一直安全飛行。而當(dāng)飛機(jī)師給出降落角度-3.3的指令，進(jìn)入Flight Control Unit（飛行控制器）模式時(shí)，他們并未注意到飛機(jī)處于垂直速度模式，而非飛行軌跡角度模式。由于FCU處于錯(cuò)誤模式，-3.3的數(shù)值意味著以每分鐘3300英尺（1006米）速度下降，而非正常的每分鐘800英尺（244米）速度。由于能見(jiàn)度很差，而飛機(jī)師并未及時(shí)注意到錯(cuò)誤，導(dǎo)致一整架飛機(jī)撞毀在山間，96名乘客和飛機(jī)乘務(wù)人員中，87人遇難身亡。
　　在許多類似事件中，造成悲劇的原因往往由于操作界面，“現(xiàn)在的界面，正常情況下是足夠使用的，但是不足以給飛機(jī)師錯(cuò)誤情況的警示，這種設(shè)計(jì)增加某些使用錯(cuò)誤可能性，尤其是在超負(fù)荷的階段?！?br />　　2005年3月23日下午，德克薩斯州BP Texas City煉油廠，蒸餾塔烴化物涌出，接觸到空氣，生成高可燃性水蒸氣，被等待載貨的貨車(chē)迅速點(diǎn)燃，引發(fā)了一些列爆炸案。十五名工作人員被炸死，180名受傷。室內(nèi)的窗戶以3/4英里（1.2km）的半徑范圍粉碎。
　　美國(guó)化學(xué)安全與危險(xiǎn)調(diào)查局(CSB)花費(fèi)了將近兩年時(shí)間調(diào)查該事故。他們的最終報(bào)導(dǎo)記錄了多種事故原因，包括人員訓(xùn)練不充分、未能遵循安全啟動(dòng)程序、不夠精準(zhǔn)的儀器、不恰當(dāng)?shù)木S護(hù)，以及“設(shè)計(jì)糟糕的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，妨礙了操作人員準(zhǔn)確判斷蒸餾塔是否已有溢出?！?/p>

 　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)屏幕為用戶顯示進(jìn)入蒸餾塔的殘油量數(shù)值，另一個(gè)屏幕顯示流出蒸餾塔的殘油量數(shù)值。在不同的屏幕頁(yè)面上有兩個(gè)供給讀數(shù)，減少了直觀監(jiān)測(cè)塔內(nèi)外相對(duì)殘油量的重要性，且未能明顯解決兩個(gè)流量度數(shù)失衡的問(wèn)題。
　　人為失誤？
　　這兩起悲劇事故至少有一個(gè)共同點(diǎn)：在查看到問(wèn)題，或預(yù)測(cè)到可能會(huì)導(dǎo)致的災(zāi)難時(shí)，人為操控的失誤，以致于災(zāi)難降臨。
　　但這是操作人員簡(jiǎn)單的人為失誤么，或者是操作界面的問(wèn)題？越來(lái)越多無(wú)效的或是誤導(dǎo)性的人機(jī)界面（HMI），正不斷地引發(fā)工業(yè)事故。
　　Strasbourg Airbus以及BP Texas City災(zāi)難事故，造成如此多傷亡。如果您的工廠或者工程不具有太高危險(xiǎn)性，為何您應(yīng)該考慮操作界面是否良好呢？為何花費(fèi)金錢(qián)去改善無(wú)人抱怨的HMI？它似乎還能一直運(yùn)作好多年吧。

　　改變的價(jià)值
　　異常情況管理協(xié)會(huì)（Abnormal Situation Management Consortium），一個(gè)由公司、大學(xué)組成的團(tuán)體，處理關(guān)于過(guò)程控制工業(yè)中，在全球媒體中發(fā)現(xiàn)的突如其來(lái)的問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行追蹤。就在2012這一年，他們就記錄了超過(guò)1000起事故。
　　然而，很少有事故會(huì)導(dǎo)致爆炸或死亡，幾乎所有都圍繞著延遲、降低產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備的毀壞?；谒麄兊恼{(diào)查，ASM協(xié)會(huì)估計(jì)，每年，突發(fā)事故占據(jù)3-8%，而這3-8%對(duì)任意公司來(lái)說(shuō)，都是重要的損失。

　　這里羅列了改進(jìn)HMI的好處：
　　●提升系統(tǒng)正常運(yùn)行品質(zhì)
　　●節(jié)省開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、過(guò)渡的時(shí)間
　　●避免下載及錯(cuò)誤，節(jié)省費(fèi)用
　　●減少培訓(xùn)時(shí)間
　　●為您營(yíng)造輕松的工作環(huán)境，為操作人員大大降低疲勞

　　一項(xiàng)研究顯示，在高精確度工程仿真器中測(cè)試，獲得ASM認(rèn)證的界面，與傳統(tǒng)的界面相比較，使用獲得認(rèn)證界面的操作人員的評(píng)價(jià)如下：
　　●更快更連貫地識(shí)別錯(cuò)誤
　　●比起傳統(tǒng)界面，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題速度提高35-48%
　　●成功處理問(wèn)題的速率提高25%

　　回顧往昔…
　　我們創(chuàng)建HMI已經(jīng)十多年了，為何現(xiàn)有的HMI無(wú)法完全發(fā)揮其作用？
　　讓我們快速回顧一下操作界面的歷史，早期的過(guò)程監(jiān)控使用典型的屏幕，擁有一整墻的儀表、指示燈、趨勢(shì)圖、發(fā)聲儀表盤(pán)，顯示所有的警報(bào)。操作人員只需監(jiān)測(cè)較少的儀器，這些儀器匯總在基于操作任務(wù)的墻面。通過(guò)查看墻面，便可掃視整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。

　　進(jìn)入計(jì)算機(jī)
　　接著，過(guò)程變得更復(fù)雜，八十年代引進(jìn)的計(jì)算機(jī)，幫助人們解決問(wèn)題。早期的計(jì)算機(jī)界面企圖仿造儀表儀器，但并沒(méi)有成功。
　　●由于早期的計(jì)算機(jī)顯示屏，無(wú)法簡(jiǎn)單顯示模擬量數(shù)據(jù)，難以用簡(jiǎn)單的數(shù)值代替儀表。
　　●趨勢(shì)圖就很難表示，因此很少使用；在需要的地方使用警報(bào)，但警報(bào)需求數(shù)量快速增長(zhǎng)。
　　●早期計(jì)算機(jī)的色彩僅限于八種，在強(qiáng)烈的黑色背景中分為兩個(gè)等級(jí)。控制室內(nèi)燈光亮度比較低，因此和黑色背景反差不大，然而，朦朧燈光的房間增加了操作人員的疲勞感。

　　由于計(jì)算機(jī)的圖片顯示能力提升了，界面設(shè)計(jì)者經(jīng)常使用管道及儀表流程圖（P&IDs），這些流程圖很容易獲取，看上去就如邏輯流程?？傊?，這就是它工作的方法。大多數(shù)HMI依舊建立在P&IDs基礎(chǔ)上，高性能HMI手冊(cè)（High Performance HMI Handbook）作者Bill Hollifield和Ian Nimmo寫(xiě)道。
　　但是P&IDs是“設(shè)計(jì)流程的工具，與控制一個(gè)流程的用戶界面完全不一樣”。設(shè)計(jì)一個(gè)基于P&IDs的HMI，就像設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)儀表板，來(lái)顯示控制器的內(nèi)部情況。但是相對(duì)于建立一個(gè)控制器，開(kāi)車(chē)包含許多不同的任務(wù)。儀表盤(pán)需要顯示基于車(chē)輛所需執(zhí)行這些任務(wù)的數(shù)據(jù)。
　　另外，P&IDs將所有部件集中在一起?！安o(wú)體系分層，向您展示的是非常單調(diào)的流程元件，而不支持向下獲取額外的信息。”如果屏幕上顯示了太多的數(shù)據(jù)，就很難找到哪些是重要的信息。
　　遺憾的是，這些早期的基于計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，其局限性已經(jīng)有很多年。當(dāng)計(jì)算機(jī)圖片變得錯(cuò)綜復(fù)雜，可以看到成千上萬(wàn)的色彩，它們多數(shù)是同樣用于P&ID流程圖，看上去更真實(shí)，而不是改變HMI更好地適應(yīng)操作者任務(wù)。燃燒火焰的鍋爐、詳細(xì)的階梯及墻面，不提供有用的控制信息，實(shí)際只起到分散操作人員注意力的作用。 

　　上面顯示的HMI是一個(gè)圖片效果的例子。界面中實(shí)際的數(shù)據(jù)被明亮的顏色、文字、圖片所掩蓋，而圖片不顯示任何真實(shí)信息。您無(wú)法獲知，系統(tǒng)是否運(yùn)行良好 

　　現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)界面設(shè)計(jì)
　　同時(shí)，在自動(dòng)化世界以外，計(jì)算機(jī)已大大縮減了尺寸及成本，我們可以隨身攜帶。為人們提供大量功能，從個(gè)人信息到銀行，再到直接接受產(chǎn)品及服務(wù)的支付。
　　然而，為何有大量未經(jīng)培訓(xùn)的人可以使用這所有功能？因?yàn)?，?jì)算機(jī)能力不斷的提升，硬件及軟件界面設(shè)計(jì)者，開(kāi)始關(guān)注于人們與計(jì)算機(jī)交互的方式，以及需要怎樣的界面，使人機(jī)交流變得更簡(jiǎn)單。
　　多年來(lái)，對(duì)于人機(jī)工程的研究，揭示了大量關(guān)于如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品，滿足人類，無(wú)論有何需求，都能輕松獲得。
　　為何自動(dòng)化HMI無(wú)法反映關(guān)于計(jì)算機(jī)界面的發(fā)展，使來(lái)自控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制、操作數(shù)據(jù)更容易？

　　HMI的新標(biāo)準(zhǔn)
　　注意到人為因素的調(diào)查，以及工業(yè)事故的觸發(fā)，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注于提升HMI質(zhì)量，以及反映真實(shí)操作界面的價(jià)值性。
　　不管稱為新標(biāo)準(zhǔn)生物工程學(xué)、用戶中心設(shè)計(jì)，或是高性能HMI，研究人員和自動(dòng)化專家正在建立新型HMI操作界面的最佳實(shí)踐，要?jiǎng)?chuàng)建簡(jiǎn)潔、連貫的、環(huán)境支持、為操作人員的運(yùn)作提供實(shí)時(shí)反饋。
　　●NASA自動(dòng)信息輸入系統(tǒng)研究中心用色彩學(xué)維護(hù)調(diào)查數(shù)據(jù)，以及復(fù)雜信息顯示的用法。
　　●操作者運(yùn)行中心公布了操作者技能、培訓(xùn)、工作情況、自動(dòng)化系統(tǒng)和警報(bào)的調(diào)查。
　　●ASM協(xié)會(huì)指導(dǎo)方針，高效操作界面設(shè)計(jì)，在2008年推出，包括對(duì)界面、導(dǎo)航、文本&字符、操作者與界面交互、警報(bào)優(yōu)先/聲音/外觀、操作者培訓(xùn)、HMI研發(fā)方法論。
　　●國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ISA）成立了一個(gè)委員會(huì)，致力于人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)的制定。這些標(biāo)準(zhǔn)的第一草案（ISA101）正在審核中。

　　將新標(biāo)準(zhǔn)投入實(shí)踐
　　因此，如果一款性能良好的HMI，能幫助您節(jié)省時(shí)間與金錢(qián)，提高質(zhì)量，避免事故發(fā)生，這聽(tīng)上去是件好事。但該如何創(chuàng)建呢？讓我們看一下建立一個(gè)良好性能HMI的關(guān)鍵點(diǎn)吧：
　　●將數(shù)據(jù)融入環(huán)境，提升操作者的環(huán)境意識(shí)
　　●通過(guò)減少操作者的意識(shí)負(fù)擔(dān)，使一切變得更輕松
　　●建立信息等級(jí)制度，便于識(shí)別

　　將數(shù)據(jù)融入環(huán)境
　　將數(shù)據(jù)融入環(huán)境，提升操作者的環(huán)境意識(shí)。環(huán)境意識(shí)是一個(gè)簡(jiǎn)單又抽象的概念。當(dāng)然，運(yùn)行系統(tǒng)的操作人員，應(yīng)該意識(shí)到目前的狀況。但是，有比這更重要的。
　　Mica Endsley,P.E.博士寫(xiě)道，操作人員必須通過(guò)下面三個(gè)步驟，來(lái)獲得真實(shí)的環(huán)境意識(shí)：
　　首先，他必須觀察重要數(shù)據(jù)
　　其次，他必須了解目前的狀況
　　第三，他必須預(yù)測(cè)到將來(lái)的狀態(tài)
　　光是查看目前的系統(tǒng)數(shù)據(jù)還不夠，操作人員必須結(jié)合環(huán)境，了解它們的含義，查看趨勢(shì)，預(yù)測(cè)接下來(lái)會(huì)發(fā)生的狀況。
　　環(huán)境意識(shí)不是來(lái)自于控制系統(tǒng)，Endsley寫(xiě)道。“真實(shí)的環(huán)境意識(shí)只存在于人類操作者的腦海中，因此，顯示出大量數(shù)據(jù)并不是好事，除非，用及時(shí)的方法，順利傳輸、吸收、同化，以養(yǎng)成環(huán)境意識(shí)?！?/p>

　　環(huán)境意識(shí)包含大量因素，包括警報(bào)意識(shí)、趨勢(shì)、生物工程設(shè)計(jì)的控制室，以減少勞累和注意力的分散。
　　您無(wú)法通過(guò)掩藏系統(tǒng)的信息，不犯人為的錯(cuò)誤。如果操作人員超出控制循環(huán)系統(tǒng)，將無(wú)法了解系統(tǒng)的發(fā)展，也會(huì)失去環(huán)境意識(shí)。而您應(yīng)該盡可能的使用人力資源：給他們相關(guān)的信息，以發(fā)展環(huán)境意識(shí)，來(lái)預(yù)測(cè)或者響應(yīng)。
　　這里是一些結(jié)合環(huán)境讀取數(shù)據(jù)的方法，來(lái)提升操作人員的環(huán)境意識(shí)。

　　匹配操作人員的思維模式
　　良好的環(huán)境意識(shí)需要操作人員的思維模式清晰匹配系統(tǒng)運(yùn)行的界面。
　　不具備精確的思維模式，操作人員可能會(huì)誤解信息。他就不會(huì)理解系統(tǒng)狀態(tài)改變的意義，或采取行動(dòng)的可能結(jié)果。
　　在設(shè)計(jì)HMI之前，與操作人員近距離接觸，了解它們的思維模式，以及對(duì)系統(tǒng)的職責(zé)。也要謹(jǐn)防隨時(shí)間變化而變化：因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)改變了，或變得更為復(fù)雜，思維模式便可能過(guò)時(shí)，需要調(diào)整了。

　　突出重要信息
　　關(guān)注某一列，或只注意一組信息，而忽略其他的，是環(huán)境意識(shí)中最常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。您可以通過(guò)突出關(guān)鍵的信息，不太重要的信息設(shè)為與背景較一致，來(lái)提高環(huán)境意識(shí)。
　　第一步，要先知道什么信息是最重要的，什么信息不太重要。您對(duì)操作人員任務(wù)的研究，能幫助您在正常及非正常情況下，確定相關(guān)數(shù)據(jù)的重要性。
　　當(dāng)查看第三頁(yè)糟糕的HMI例子，它突出的是亮綠色、紅色泵、以及紅色罐中的火焰。但是，這些并不重要，甚至，泵的顏色僅提供很少的信息，因?yàn)槲覀兌疾磺宄付ǖ谋迷诖藭r(shí)是應(yīng)該是開(kāi)還是關(guān)。
　　我們馬上來(lái)看一下，如何使用顏色和操作，來(lái)加強(qiáng)重要性。

　　提供信息，而不僅僅是數(shù)據(jù)
　　為了闡明，提供信息，而不僅僅是數(shù)據(jù)的重要性。Bill Hollifield，高性能HMI手冊(cè)的合著者，使用Fluffy貓的例子。
　　您是否能通過(guò)下表，了解Fluffy貓的健康狀況？

　　如果您已記住所有這些數(shù)值的正常范圍，您又是一位獸醫(yī)，您也許就能說(shuō)出它的健康狀況，但也要花費(fèi)您片刻時(shí)間。

　　盡管，通過(guò)旁邊的正常數(shù)值范圍，將這些數(shù)據(jù)變?yōu)樾畔⒑苋菀?。這個(gè)范圍將幫助您了解目前的狀況，而無(wú)需依靠您的記憶。
但更好的做法是，您可以在旁邊添加一個(gè)超出范圍的任意標(biāo)識(shí)，就如下表中所示，接著，您就無(wú)需將每個(gè)數(shù)值與其范圍做比較，去確定Fluffy是否健康。

　　之后，我們將看到一種更好的顯示方式。

　　趨勢(shì)圖顯示
　　了解目前的狀況是否良好，僅僅是環(huán)境意識(shí)的第二步。我們還需要了解接著會(huì)發(fā)生什么，這些指示數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生改變嗎？
　　假定您正在監(jiān)測(cè)壓力：

　　您能查看到現(xiàn)在的狀況是良好的，但也僅此而已。請(qǐng)查看更多信息的趨勢(shì)圖：

　　類似的趨勢(shì)圖，幫助操作人員預(yù)測(cè)未來(lái)，查看目前的狀態(tài)，是否繼續(xù)往好的方向發(fā)展，或者即將發(fā)生問(wèn)題。趨勢(shì)圖也便于查看設(shè)備，是否需要維修、產(chǎn)量增長(zhǎng)情況、以及可采取的其他有效方法的搭配。
　　由于趨勢(shì)圖對(duì)于發(fā)生問(wèn)題前及時(shí)采取措施，具有如此重要的作用，將相關(guān)的數(shù)據(jù)引入趨勢(shì)圖，別讓操作人員浪費(fèi)時(shí)間，尋找或創(chuàng)建趨勢(shì)圖。

　　為操作行為提供邊界區(qū)域
　　另一種將數(shù)據(jù)融入環(huán)境的的方式，是為目前的路徑，提供分界邊界區(qū)域。啟始及過(guò)渡是很好的例子：如果您對(duì)邊界區(qū)域有所了解，就能明白何處應(yīng)該設(shè)置，用以在出問(wèn)題前就進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　假定您正在寬廣的公路上行駛，沒(méi)有道路指示，僅在每個(gè)車(chē)道邊有顯眼的警報(bào)光束，提醒您穿越了該光束。當(dāng)您稍微向左調(diào)整方向，警報(bào)就解除了，您便能很快調(diào)整適應(yīng)。但接著您可能方向調(diào)整得過(guò)多，觸及了右側(cè)的警報(bào)，在兩側(cè)警報(bào)之間來(lái)回觸及，會(huì)帶來(lái)很大的壓力。非直線駕駛，而迂回前進(jìn)，您將多花多少油費(fèi)？如何才能更好地將數(shù)據(jù)運(yùn)用于車(chē)道，從而，幫助了解您正行駛在車(chē)道中央，并且只需進(jìn)行略微的調(diào)整即可。

　　使一切變得更容易
　　一旦您將數(shù)據(jù)融入環(huán)境，關(guān)注這一點(diǎn)，有助于操作人員更便捷使用HMI。
　　在PC的早期發(fā)展階段，您向操作系統(tǒng)輸入指令，尋找或者存儲(chǔ)文檔，又或者完成任意其他功能。為了完成任務(wù)，您得了解并且精確記住這些指令。接著，基于文本的軟件，呈現(xiàn)出一系列指令，您可以從中選擇指令，圖形用戶界面和符號(hào)，通過(guò)減少您的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，使工作變得更容易。
　　認(rèn)知負(fù)擔(dān)是指為了明白事物，您得做的全部腦力工作，不得不記住大量精確的指令，會(huì)增加您的認(rèn)知負(fù)擔(dān)；具備了可辨識(shí)的指令或符號(hào)后，會(huì)幫您減少負(fù)擔(dān)。
　　為使操作人員更便捷使用HMI，我們必須減少認(rèn)知負(fù)擔(dān)，尋找相關(guān)數(shù)據(jù)、分析理解后，預(yù)測(cè)之后的發(fā)展趨勢(shì)，并采取行動(dòng)。這里有一些簡(jiǎn)便的方法。

　　站在操作人員的立場(chǎng)
　　從操作人員的觀點(diǎn)出發(fā)，直接與操作人員對(duì)話，不要詢問(wèn)如何提高HMI性能，他們大部分人都不會(huì)知道，而一些評(píng)論可能導(dǎo)致您路徑錯(cuò)誤。應(yīng)該詢問(wèn)操作人員要執(zhí)行什么任務(wù)，找出所需信息，使得更簡(jiǎn)便、順利完成這些任務(wù)，觀察他們?nèi)绾喂ぷ鳌?br />　　設(shè)計(jì)一套流程，與操作人員的思維模式保持一致，以他們的視角為導(dǎo)向，就好比氣體向上跑，液體往下流動(dòng)。就如生活中我們習(xí)慣從左往右閱讀，就按照這個(gè)方向設(shè)計(jì)流程。

　　分組同類數(shù)據(jù)
　　再次從操作人員的角度出發(fā)，什么樣的信息應(yīng)該被分組在一塊兒呢？
　　假定，其中一部分的工作，是監(jiān)測(cè)四臺(tái)壓縮機(jī)，其中三臺(tái)在任意指定時(shí)間運(yùn)行，還有一臺(tái)在其他三臺(tái)無(wú)法良好運(yùn)行時(shí)交替使用。您不會(huì)想查看四塊屏幕，確定每一臺(tái)的運(yùn)行狀況，而當(dāng)開(kāi)關(guān)屏幕時(shí)將這些數(shù)值全記在腦子里。它們應(yīng)該分組匯總到同一屏幕中，例如下側(cè)圖所示，您便可以立即瀏覽到全部信息。

 　　分組有很多種方式，根據(jù)其物理位置是最有效的方法。人類會(huì)自覺(jué)將同一類事物進(jìn)行分類，然而，也有其他方法：同樣形狀、尺寸或顏色；同一電路連接；同一盒子封裝，或用略暗的背景置于背后。
　　屬于同一類的分組信息，幫助操作人員理解它們之間的重要連接。也從視覺(jué)上簡(jiǎn)化屏幕，更便于操作人員歸納信息。
　　就我們的四臺(tái)壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，用一個(gè)暗色的框放在數(shù)據(jù)后面，表示它們屬于同一組，將它們與屏幕上其他不相關(guān)的信息區(qū)分開(kāi)。

　　保持簡(jiǎn)單化
　　用于運(yùn)行流程、處理異常情況的理想HMI，似乎就應(yīng)當(dāng)是乏味的！
　　最簡(jiǎn)潔的形式，不是增加屏幕上的空白區(qū)域，而是，屏幕上顯示了什么，如何顯示的。
　　認(rèn)真查看屏幕，試著刪除無(wú)需添加的信息：不變的內(nèi)部設(shè)備、階梯、墻面、設(shè)備或數(shù)據(jù)的3D顯示；不必要的線條或移動(dòng)；顏色變化程度。如您在第三頁(yè)見(jiàn)到的，添加這些零件后，就很難看清重要的數(shù)據(jù)。那么，就試試下面的吧：
　　將3D轉(zhuǎn)成2D
　　用簡(jiǎn)潔的線條繪圖
　　確定屏幕上的元素，有足夠的對(duì)比性，便于查看，但要避免形成鮮明對(duì)比
　　選擇柔和的背景及元素，對(duì)于設(shè)備、工藝流程，或說(shuō)明文本，淡灰色背景上的深灰色元素，就不太顯眼
　　為了突出重要信息，使用粗線條、顏色、形狀，或增加指示燈
　　用能滿足顯示操作者意圖的最短十位數(shù)數(shù)值
然后嘗試斜視測(cè)試：往后站，看著屏幕，然后斜視。最重要的信息突出了嘛？這樣很容易看到異常情況。

　　謹(jǐn)慎使用顏色、移動(dòng)、聲音
　　如果在任意時(shí)刻，很多信息都需要操作人員去關(guān)注，那他就無(wú)法關(guān)注最重要的信息。提高信噪比，重要的信息就不會(huì)被埋沒(méi)。

　　請(qǐng)謹(jǐn)慎使用顏色，它會(huì)使屏幕變得更復(fù)雜。要記住許多顏色，及其意義，對(duì)操作者來(lái)說(shuō)，是不現(xiàn)實(shí)的。并且，大約10%的男人，和1%的女人是色盲。
　　由于外觀效果及色盲，可能會(huì)是問(wèn)題，請(qǐng)確保您能夠區(qū)別最重要的元素，不僅僅是顏色，還有報(bào)警等。例如，給報(bào)警級(jí)別，標(biāo)識(shí)不同的形狀和顏色：

　　對(duì)于動(dòng)態(tài)的選擇，比對(duì)于顏色，更加謹(jǐn)慎。人類是很容易被運(yùn)動(dòng)體吸引的：由于人類上千年的打獵生活，任何活動(dòng)物體，要不就是獵物，要不就可能是潛在的危險(xiǎn)。
　　通過(guò)對(duì)重要環(huán)節(jié)，減少動(dòng)態(tài)，來(lái)降低認(rèn)知負(fù)擔(dān)。旋轉(zhuǎn)的泵并不是有利的顯示方式，而未確認(rèn)報(bào)警的閃爍方式，則是一種好的動(dòng)態(tài)。（警報(bào)閃爍比閃爍數(shù)值更有利；操作人員需要閱讀數(shù)值）
聲音也是會(huì)分散注意力的，因此要限定使用，并且當(dāng)有需要時(shí)，隨時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉。

　　保持一貫性
　　保持一貫性的界面，便于操作人員理解系統(tǒng)，并了解如何采取行動(dòng)，或處理問(wèn)題。熟悉度能增強(qiáng)操作人員的信心。
　　當(dāng)蘋(píng)果公司要開(kāi)發(fā)iPhone時(shí)，他們要求研發(fā)人員為這個(gè)新設(shè)備構(gòu)建應(yīng)用程序，對(duì)其中的元素及動(dòng)態(tài)，遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提供帶有明確功能的控制，規(guī)定何處安置按鈕、該如何手動(dòng)操作等等。由于所有的iPhone應(yīng)用是保持其一貫性的，用戶可以自信的使用任意手機(jī)應(yīng)用。
　　這里有一些保持HMI一貫性的方法：
　　●相類似的信息，使用同類圖片。
　　●特定物件使用特定顏色。不要給其他事件，安置報(bào)警的顏色。
　　●同一物件，用同一個(gè)名字。
　　●將屏幕上的各元素組合起來(lái)保持一致性。例如，保持導(dǎo)航條在右下角。

　　●動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的顯示，要與說(shuō)明性文本區(qū)別開(kāi)來(lái)。例如，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)使用明顯的藍(lán)色。（考慮到說(shuō)明性文本，在本例中，元件未使用藍(lán)色）。
　　●用一致的方式，顯示相類似的數(shù)值。例如，在小數(shù)位置顯示相同的數(shù)字，按小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊排列成縱隊(duì)的數(shù)據(jù)更容易識(shí)別。在下面的表格中，您會(huì)注意到，右欄相關(guān)數(shù)值比左欄數(shù)值更一目了然，因?yàn)橛覚诘男?shù)點(diǎn)排成一條直線。

　　用模擬量來(lái)顯示
　　人類用模擬量來(lái)顯示數(shù)據(jù)，因?yàn)樗軠p少我們的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。
　　當(dāng)您詢問(wèn)“現(xiàn)在幾點(diǎn)了？”您其實(shí)并不是對(duì)時(shí)間本身感興趣。而是想知道已經(jīng)開(kāi)了多久的會(huì)議，或您已經(jīng)感覺(jué)到餓了，想知道12：00的午餐時(shí)間要多久才能到來(lái)。模擬量的時(shí)鐘，展示了相關(guān)的內(nèi)容；而數(shù)字量時(shí)鐘，我們不得不去計(jì)算。

　　還記得那只叫Fluffy的貓嘛？甚至，所顯示的Fluffy身體狀況正常范圍的數(shù)據(jù)，都沒(méi)有模擬量來(lái)顯示更有效。
將下圖用模擬量圖片顯示的情況，與第六頁(yè)Fluffy血液測(cè)試的數(shù)字表格做比較。

　　在數(shù)字表中，根據(jù)范圍計(jì)算每個(gè)數(shù)值，去查看它位于范圍中的哪一段，或者超出多少。但在模擬圖表中，您可以一目了然，僅有一個(gè)異常數(shù)值，超出了正常范圍。數(shù)據(jù)的模擬量顯示，減少了認(rèn)知負(fù)擔(dān)。
　　現(xiàn)有的HMI基于圖表的基礎(chǔ)上，整個(gè)屏幕的數(shù)字分散開(kāi)來(lái)，就如第三頁(yè)上較糟糕的HMI例子，比數(shù)字表格更糟糕。我們還如何期待操作人員能夠記住數(shù)值，以及正確的范圍。
　　花費(fèi)大量的努力及時(shí)間，人們還是有能力記住的，但為何要這么費(fèi)勁，而不使一切變得簡(jiǎn)單起來(lái)？要是故障了怎么辦----在接近十小時(shí)的工作后，操作人員饑餓難耐，突然50個(gè)警報(bào)響了，管理人員通過(guò)手機(jī)喊叫，那么，我們真的想讓操作人員如此費(fèi)事地處理問(wèn)題么？

　　提供反饋
　　當(dāng)操作人員與系統(tǒng)信息交互，他需要了解他所做的是否正確、有效。
　　您可以建立檢查機(jī)制，簡(jiǎn)化您的工作，這樣就很難出錯(cuò)，有問(wèn)題發(fā)生就很顯眼。
　　●如果他在屏幕上選中什么，就能指示出他選了什么（例如，用白色來(lái)顯示）。
　　●如果他開(kāi)始著手某個(gè)行動(dòng)，就指示出該行動(dòng)正在執(zhí)行。
　　●設(shè)計(jì)圖片及控制，便可在所有屏幕上保持連貫動(dòng)作，不會(huì)跳出意外的內(nèi)容。
　　●需要進(jìn)行安全檢查，證實(shí)所需進(jìn)行的操作，尤其很少被執(zhí)行以及會(huì)導(dǎo)致重大結(jié)果的操作，例如切斷電源。
　　●輸入的數(shù)值在期待范圍以外。例如，當(dāng)期待數(shù)值為3.88時(shí)，操作人員會(huì)輸入388，來(lái)證實(shí)其正確性。也很可能會(huì)輸入錯(cuò)誤，尤其是在軟鍵盤(pán)，或者薄鍵盤(pán)上。

　　建立一種信息制度
　　基于P&IDs的HMI，其中一個(gè)問(wèn)題就是它傾向于展示一系列控制系統(tǒng)的平面視圖。瀏覽屏幕的整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)，或者操作人員負(fù)責(zé)的系統(tǒng)重要部分，查看丟了什么信息。

　　創(chuàng)建等級(jí)
　　最佳的建議是創(chuàng)建四種等級(jí)制度，或?yàn)椴惶珡?fù)雜的系統(tǒng)創(chuàng)建三種等級(jí)。每一種較低的等級(jí)，都提供更詳細(xì)的信息，作為高等級(jí)的一部分。
　　等級(jí)1：縱覽----等級(jí)1是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的縱覽。（查看從Bill Hollifield開(kāi)始的例子）這個(gè)縱覽應(yīng)該包括：
　　●關(guān)鍵操作的指示（安全性、環(huán)境、生產(chǎn)、效率、質(zhì)量）
　　●高優(yōu)先權(quán)警報(bào)&認(rèn)知狀態(tài)
　　●重點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)
　　●重要流程特性趨勢(shì)
　　●異常情況以及其嚴(yán)重性
　　等級(jí)1的界面，經(jīng)常是出現(xiàn)在大屏幕上，便于操作人員、管理者及經(jīng)理等其他工作人員查看。這個(gè)等級(jí)應(yīng)該得到操作人員的支持。

　　等級(jí)1縱覽屏幕的例子如上所示。
　　等級(jí)2：?jiǎn)卧刂?---等級(jí)2的屏幕是主要用來(lái)監(jiān)測(cè)和控制的屏幕。操作人員幾乎要在這個(gè)等級(jí)采取所有的行動(dòng)。
為每個(gè)邏輯子系統(tǒng)，創(chuàng)建一個(gè)等級(jí)2的屏幕，覆蓋等級(jí)1的縱覽：
　　●控制器
　　●數(shù)值
　　●報(bào)警
　　●趨勢(shì)
　　●狀態(tài)
　　考慮下如何為特定情況提供信息，例如啟動(dòng)或轉(zhuǎn)換：您可能需要為等級(jí)2提供一個(gè)不同版本的屏幕。對(duì)于異常情況，可以彈出信息及控制，并為操作人員提供檢測(cè)用的指導(dǎo)列表清單。
　　小貼士：當(dāng)設(shè)計(jì)HMI時(shí)，關(guān)注于每個(gè)子系統(tǒng)的操作者任務(wù)，首先設(shè)計(jì)等級(jí)2的界面；然后返回，設(shè)計(jì)等級(jí)1的縱覽。
　　等級(jí)3：詳細(xì)單元---等級(jí)3的屏幕是在等級(jí)2的基礎(chǔ)上對(duì)某一項(xiàng)更詳細(xì)的展開(kāi)。等級(jí)3的屏幕可能包括：
　　控制回路
　　設(shè)備單獨(dú)的一個(gè)單元
　　故障維修的顯示，它是非時(shí)效性的
　　如有必要，畫(huà)一些P&ID制圖
　　如您正在修改現(xiàn)有的HMI，等級(jí)3的界面，適合使用任意基于現(xiàn)有P&ID的界面。
　　等級(jí)4：?jiǎn)卧С?---對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，您可能需要將文檔和信息單獨(dú)分離到等級(jí)4。包括操作步驟、報(bào)警文件、指導(dǎo)等等。

　　提供快速導(dǎo)航
　　在異常情況下，操作人員經(jīng)常需要在屏幕間快速切換，如您一定要在幾個(gè)等級(jí)間切換，再到下一個(gè)屏幕，會(huì)浪費(fèi)一定的時(shí)間。
　　下面的圖片來(lái)自ASM協(xié)會(huì)，請(qǐng)看一下深入導(dǎo)航（左邊）和淺導(dǎo)航（右邊）的區(qū)別。

　　“ASM高效操作者界面設(shè)計(jì)指導(dǎo)”推薦淺導(dǎo)航，所有的等級(jí)2界面都容易從HMI中獲得。在淺導(dǎo)航中，只需鼠標(biāo)點(diǎn)擊三次鼠標(biāo)，就能從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)。
　　通常提供淺導(dǎo)航的方法，是在每個(gè)界面的同樣位置，安置一個(gè)柱狀按鈕。一個(gè)按鈕直接連接到縱覽界面，其他的直接跳轉(zhuǎn)到等級(jí)2界面。

　　讓我們開(kāi)始吧
　　您是否考慮改變現(xiàn)有的HMI，或建立一個(gè)新的界面？好好看看最佳實(shí)踐新型操作者界面設(shè)計(jì)吧。我們已經(jīng)接觸了好多，還有更多可用的信息。
　　您可以從高性能HMI手冊(cè)以及ASM協(xié)會(huì)的高效操作者界面設(shè)計(jì)開(kāi)始。另一本不是專用于自動(dòng)化行業(yè)，但也是高效數(shù)據(jù)顯示的杰出案例的書(shū)是信息儀表盤(pán)設(shè)計(jì)。
　　請(qǐng)記住，就算沒(méi)人抱怨目前的HMI，也不代表它是好的。人們對(duì)它很熟悉，很難說(shuō)出該如何改進(jìn)。只有當(dāng)他們遇到更好的界面，才能知道一直以來(lái)錯(cuò)過(guò)了什么。

　　需要幫助嗎？
　　與您的自動(dòng)化制造商一同查看，如果他們提供HMI軟件或輔助，幫助您整合以用戶為中心的優(yōu)良設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在大型的分布式控制系統(tǒng)（DCS）制造商中，您可能會(huì)選擇Honeywell的Experion PKS或者Emerson的Delta V。它們對(duì)提升一些非常大型的工業(yè)系統(tǒng)操作者界面，都能起到一定的作用。
　　對(duì)于不太復(fù)雜的系統(tǒng)，自動(dòng)化制造商O(píng)pto 22的groov產(chǎn)品，可幫助您建立簡(jiǎn)單的操作者界面，它可以運(yùn)行在大量的平臺(tái)上，從智能手機(jī)，到基于網(wǎng)絡(luò)的大屏幕電視等等。按照高性能HMI的準(zhǔn)則而設(shè)計(jì)，groov有意限制操作者界面的顏色和圖片。
　　系統(tǒng)集成商也會(huì)幫助您，由于您已經(jīng)了解了一些關(guān)于建立HMI的基礎(chǔ)理論，您更能與他們交流什么是您想要的，而什么不想要。在這份白皮書(shū)中提到的大多數(shù)人，都具備良好的HMI設(shè)計(jì)能力，他們能夠?yàn)槟峁┝己玫姆?wù)，或者重新設(shè)計(jì)界面。
　　請(qǐng)記住，任何對(duì)操作界面的改進(jìn)，都將節(jié)省時(shí)間及金錢(qián)---更短的培訓(xùn)時(shí)間、更高的產(chǎn)品質(zhì)量及服務(wù)、減少操作人員的壓力、更少的維修時(shí)間、更少的事故。

　　關(guān)于groov
　　專門(mén)按照高性能HMI的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，groov為您提供特別便利的方式，將系統(tǒng)信息，傳遞給有所需要的人。
界面創(chuàng)建及使用都非常便利，groov操作者界面優(yōu)化您現(xiàn)有的HMI界面，為授權(quán)工程師、技術(shù)人員、管理人員提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
　　使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，便可建立、瀏覽groov界面。無(wú)需額外的軟件或插件。
　　為了建立界面，在屏幕上簡(jiǎn)單的拖拉工具（例如儀表盤(pán)或按鈕），并從Opto 22 SNAP PAC控制系統(tǒng)或OptoEMU能耗監(jiān)控套件中，選擇數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
　　由于它建立在開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)上（HTML5、CSS3、SVG），您所建立的groov界面可以在任意帶網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的設(shè)備上運(yùn)行：智能手機(jī)、任意制造商生產(chǎn)的平板電腦、計(jì)算機(jī)、甚至基于網(wǎng)絡(luò)的大尺寸電視。
　　所有軟件和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在groov Box中，工業(yè)級(jí)別堅(jiān)固的設(shè)備，與您的網(wǎng)絡(luò)相連接，groov Box為您的控制系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)界面。所有從瀏覽器到groov Box的通訊，使用安全套接層（SSL）確保安全性。
　　預(yù)知更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.groov.com，或聯(lián)系Opto 22售前工程師，電話：021-58358249，郵箱：optochina@opto22.com。

　　1 簡(jiǎn)單易操作
　　SNAP PAC系統(tǒng)由四個(gè)部分統(tǒng)一整合而成：軟件、控制器、智能處理器和I/O。系統(tǒng)建立、調(diào)試程序，以及故障維護(hù)都更簡(jiǎn)便，大大減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及投入運(yùn)行的時(shí)間。
　　2 更低的長(zhǎng)期成本
　　SNAP PAC系統(tǒng)的成本低于許多PLC系統(tǒng)，并且由于軟件是免費(fèi)的，您不需要投入高昂的費(fèi)用，便可投入使用該系統(tǒng)。我們?yōu)槟峁┟赓M(fèi)的培訓(xùn)以及技術(shù)支持，因此對(duì)于設(shè)備的整個(gè)使用期來(lái)測(cè)試，系統(tǒng)成本會(huì)大幅降低。
　　3 適用于多類自動(dòng)應(yīng)用的SNAP PAC系統(tǒng)
　　SNAP PAC系統(tǒng)功能強(qiáng)大。一套系統(tǒng)，便可用于多個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目中，幫助您完成過(guò)程控制、離散自動(dòng)化、能耗管理、數(shù)據(jù)采集，甚至遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。
　　分布式智能，幫助您隨時(shí)隨地方便地添加I/O。擁有了有線/無(wú)線控制器及I/O，您就可根據(jù)實(shí)際所需，將有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，或者立即實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊。
　　靈活的硬件讓您無(wú)需浪費(fèi)更多的投資，節(jié)省了金錢(qián)及時(shí)間。
　　4 高級(jí)編程工具
　　SNAP PAC系統(tǒng)的編程方式采用直觀的流程圖，也可運(yùn)用更高級(jí)的腳本語(yǔ)言，或者結(jié)合兩者一起使用。這兩種方法所包括的指令，用于標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程控制以及離散自動(dòng)化的功能塊、浮點(diǎn)型數(shù)字、串行處理、排列、子程序、指針變量等，其他的高級(jí)工具用于復(fù)雜的應(yīng)用。
　　5 連接到第三方軟件及設(shè)備
　　SNAP PAC控制器及智能處理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP?？珊?jiǎn)易地將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到SQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并直接從硬件發(fā)送郵件。該系統(tǒng)也可以簡(jiǎn)單地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的設(shè)備、儀器，進(jìn)行通訊。
　　6 業(yè)界最好的I/O
　　憑借著業(yè)內(nèi)最佳的保障：多數(shù)SNAP I/O模塊終身保用。每個(gè)模塊出廠前都經(jīng)過(guò)獨(dú)立測(cè)試，而不是抽樣測(cè)試。SNAP PAC系統(tǒng)可以配置從幾個(gè)I/O點(diǎn)到數(shù)千個(gè)I/O點(diǎn)。您可按需，根據(jù)信號(hào)類型，選擇高可靠性的模擬量、數(shù)字量、串口模塊。電壓、電流、交流、直流、熱電偶、RTD、電源檢測(cè)器、RS-232、RS-485、Profibus、運(yùn)動(dòng)控制、應(yīng)變測(cè)試等等，都可與SNAP PAC系統(tǒng)一同連接。
　　關(guān)于SNAP PAC系統(tǒng)
　　SNAP PAC系統(tǒng)是Opto 22公司出品，軟硬件集成的系統(tǒng)，用于工業(yè)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用。簡(jiǎn)化了對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)了解、選擇和采購(gòu)的復(fù)雜過(guò)程，SNAP PAC系統(tǒng)由以下四部分組成：
　　PAC Project 軟件套件----簡(jiǎn)單易用的基于流程圖的編程方式、HMI（人機(jī)界面）、可選的OPC客戶端以及數(shù)據(jù)庫(kù)連接軟件。
　　SNAP PAC控制器----獨(dú)立式和基于機(jī)架式的工業(yè)控制器；有線/無(wú)線模塊可選。
　　SNAP PAC智能處理器----智能I/O處理器，用于分布式控制。也可選擇有線/無(wú)線模塊。
　　SNAP I/O----模擬量、數(shù)字量、串口量、特殊功能I/O模塊，可與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀器、傳感器相連接。所有I/O模塊可交替與標(biāo)準(zhǔn)的以及有線/無(wú)線智能處理器一同工作。
　　這四個(gè)簡(jiǎn)單，又具有很大靈活性的系統(tǒng)組成部件，可處理任何情況，從最基本的設(shè)備監(jiān)控到完整的工廠自動(dòng)化。
　　通訊網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議
　　SNAP PAC系統(tǒng)自帶Ethernet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此您無(wú)需擔(dān)心成本，以及額外添加網(wǎng)絡(luò)通訊卡的麻煩。系統(tǒng)中的分布式I/O可運(yùn)行在以太網(wǎng)或串行網(wǎng)絡(luò)，也可同時(shí)運(yùn)行于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。另外，您可以與大量的串行設(shè)備通訊，例如條形碼閱讀器、RFID閱讀器、串口顯示器、modem等。
　　由于SNAP PAC系統(tǒng)運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet網(wǎng)絡(luò)，可直接與計(jì)算機(jī)、基于Ethernet的設(shè)備相互通訊，使用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議包括TCP/IP、UDP/IP、郵件傳輸協(xié)議SMTP、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系統(tǒng)的EtherNet/IP等。

　　關(guān)于OPTO 22
　　Opto 22公司研發(fā)并制造應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、能耗管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集的軟硬件設(shè)備。Opto 22的產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)化的，用于商業(yè)網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)中，以簡(jiǎn)單易用、創(chuàng)新、高品質(zhì)、高可靠性而聞名世界。Opto 22的輸入/輸出以及控制系統(tǒng)，允許客戶從所有的設(shè)備、電子儀器儀表監(jiān)測(cè)、控制、采集數(shù)據(jù)，這些都是項(xiàng)目運(yùn)行的關(guān)鍵。Opto 22產(chǎn)品適用于自動(dòng)化終端用戶、OEM，信息技術(shù)及操作人員已經(jīng)為全球一億套設(shè)備安裝了該產(chǎn)品。公司始建與1974年，總部位于美國(guó)加州的Temecula。Opto 22的產(chǎn)品通過(guò)全球網(wǎng)絡(luò)的分銷(xiāo)商及系統(tǒng)集成商出售。預(yù)知更多信息，請(qǐng)聯(lián)系Opto 22上海代表處，電話：021-58358249，郵箱：optochina@opto22.com。網(wǎng)址：www.opto22.com.cn。