人机界面,是一场人与机器的对话,还是一场噩梦?

你知道吗?我上周调试新设备,差点把触摸屏砸了。不是夸张——就那个急停按钮,藏在三级菜单里!没错,急停按钮,需要三秒钟才能调到。人命关天的时候,三秒钟?开玩笑吧。

那些反人类的设计,真让人抓狂

说实话,干机械这行快二十年,见过的奇葩HMI比路边的野广告还多。有些界面,一看就是没在车间待过的工程师坐办公室里拍脑袋设计的。字体小得像蚂蚁,颜色对比度跟迷彩服似的,操作逻辑?完全靠猜。还有那种延迟,点一下,等半秒,再点一下,结果系统以为你双击,跳到了不知道哪里。崩溃。 工业现场什么环境?噪音、油污、手套、紧急情况。可很多界面偏偏要求你像绣花一样精准点击。按钮小得连苍蝇都踩不上去。❗ 我见过一个界面,报警灯和背景色几乎融为一体,黄色背景上橙色的字,操作员老刘说:“要不是它响,我死都不知道怎么死的。” 这不是幽默,这是谋财害命。
工业HMI触摸屏按钮过小操作不便
工业HMI触摸屏按钮过小操作不便
设计原则第一条:关键任务一触即达。急停、启动、模式切换,这些必须永远可见,最好是实体按钮做备份。可有些厂家为了省钱,全集成在屏里。省钱省出人命,这笔账怎么算? 问:为什么有些触摸屏按下去没反应,或者要使劲按才行? 答:那多半是电阻式触摸屏,靠压力感应。如果你的手指或者屏幕表面有油污,或者手套太厚,就可能不灵敏。工业上现在慢慢普及电容屏了,但电容屏也有问题,戴普通手套不行,得专门的触控手套,或者屏上做特殊涂层,增加了成本。还有一个坑是系统资源不够,点了没给反应,等它处理完其他任务才搭理你。所以选型的时候,处理器的速度和内存也很重要,别光看屏大。

好的人机界面,会“说话”

好的HMI,应该是你一眼就能看懂设备“心情”的窗口。不用思考,本能反应。举个例子吧,去年去德国看展,有个注塑机的HMI,整个状态栏用色块表示,绿色生产,黄色待机,红色报警,而且报警图标旁边就是处理建议,点一下直接跳转。最让我惊喜的是,它的布局和你手机一样,图标化,还能自定义常用功能。工人们上手很快,培训成本几乎为零。 还有一点,反馈感。按钮点下去,应该有视觉变化,最好有点声音或振动。有的屏,你按了跟没按一样,让人心里没底,总想再按一下——这往往是误操作的开始。我们车间有个冲床,操作员每次点“启动”都提心吊胆,因为灯光提示滞后半秒,他说每次都像赌博。后来我们自己加了个蜂鸣器,按一下“嘀”一声,立刻就踏实了。 问:工业触摸屏和我们的手机触摸屏到底有多大区别?手机不也挺好用吗? 答:差别大了去了。手机你是在办公室或家里用,工业现场可能高达50度、湿度90%、全是粉尘,还可能有电磁干扰。工业屏要求宽温、防水、防尘、抗干扰,很多达到IP65甚至更高。而且工业屏要考虑手套操作,所以现在很多是投射电容式触摸(PCAP)加特殊处理,既灵敏又能戴厚手套。另外,工业屏寿命长,7×24小时运行,手机哪能比。当然价格也翻了好几倍。有一点容易被忽略——可视角度。操作员可能站着斜着看,手机屏斜看就反光看不清,工业屏通常用IPS之类的面板。
现代工业HMI设计干净直观的颜色分区
现代工业HMI设计干净直观的颜色分区
问:为什么有些HMI的历史数据曲线像心电图一样乱,根本没法分析? 答:那是因为采样率设置不合理,或者缓冲区太小。高质量HMI通常有数据记录功能,可以设定采样周期和触发条件。好的系统能直接导出CSV,甚至内置简单分析工具,而不是只给你一堆没有标注的曲线。报警管理也一样,经常看到报警列表刷屏,几百条,操作员直接忽略。真正合理的报警应该有优先级,重复报警要合并,提供根本原因指引。这样的HMI才叫“智能”。

未来:语音控制、AR眼镜,还是回归实体按钮?

未来:语音控制、AR眼镜,还是回归实体按钮?
未来:语音控制、AR眼镜,还是回归实体按钮?
这几年总有人吹,说HMI要被语音和手势取代了。说实话,噪音大的地方你吼它都听不清;手势?操作员戴着手套挥来挥去,像跳大神。AR眼镜有点用,比如看设备内部数据,但戴着不舒服,而且没解决误触问题。 我觉得,短期内还是会实体按钮和触摸屏结合,关键操作必须物理化。就像汽车里,一些功能回归旋钮一样,这是人性。语音控制可以作为辅助,比如“启动一号泵”,但前提是麦克风阵列降噪够强。 有个真正实用的进步是远程HMI。通过平板或手机,连接设备网关,在办公室就能监视生产状态,甚至远程诊断。这个疫情期间帮了大忙,服务商不用出差,在线调参数。但是安全问题得注意,一定要加VPN和权限管理,别让黑客钻空子,把设备搞停机了,损失就大了。 最后,我特别想对设计HMI的工程师说一句:拜托,去车间待两天,戴着手套操作一下你们自己设计的界面。感受一下阳光直射时屏幕反光,体验一下站在机台旁手臂悬空时点击的酸爽。HMI不是艺术品,是生产力工具。好用才是王道。下次再碰到把急停埋进菜单的,我直接建议老板退货,没商量。 好了,吐槽完舒服多了。你也遇过反人类的机器界面吗?欢迎来交流。
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