能用與好用的機(jī)器， 如何設(shè)計卓越的 HMI
好用與能用的差別
消費電子有著巨大的用戶潛力，“易用性”成為必
須，否則，品牌將由于極高的用戶學(xué)習(xí)阻礙其被市場認(rèn)可，進(jìn)而無法獲得規(guī)模而無法獲得經(jīng)濟(jì)性。而工業(yè)產(chǎn)品， 如機(jī)器裝備，通常大家認(rèn)為功能性才是核心，像HMI設(shè)計只是“錦上添花”的事情。然而，我們必須改變這種思想，因為如果操控復(fù)雜那么同樣影響用戶的使用而被市場拒絕，這是現(xiàn)實的訴求。而另一方面，卓越，是從每個細(xì)節(jié)中體現(xiàn)的，關(guān)注用戶的體驗，精心打磨的產(chǎn)品，必然為市場所接受，如圖1所示。
為什么要重視HMI設(shè)計
1.操作人員不是工程師
機(jī)器操作員不是工程師，他們并不需要掌握復(fù)雜的專業(yè)知識和技能，他們需要的是簡單的操作機(jī)器，否則，用戶需要為操作工支付工程師的薪水。
頁面數(shù)量越少越好，理想的就是只有1個畫面；
按鍵越少越好，最好就1個開、1個關(guān)。
2.追求精致是一種品質(zhì)
一葉知秋，管中窺豹說的就是一種場景，一個工程師，如果能夠在一個細(xì)微間精益雕琢，他所呈現(xiàn)的那種精益求精的態(tài)度是可以被信任的。同樣道理，一個在HMI 細(xì)節(jié)處不斷精雕細(xì)琢的機(jī)器制造商，也能被用戶從這些細(xì)節(jié)中把握到“專業(yè)”&“職業(yè)”，贏得信任，就在點滴之間。
用戶想要什么樣的HMI設(shè)計
1.終端用戶關(guān)注點
簡單：能一個頁面，就不要兩個；
高大上：不是愛慕虛榮-而是卓越追求；
流暢：不要出現(xiàn) “卡頓”現(xiàn)象，我的耐心是有限
的；
直觀：不能讓我猜這個按鈕干什么用的，也不要讓我去聯(lián)想。
2.機(jī)器開發(fā)者關(guān)注點
術(shù)業(yè)有專攻，我是否可以能夠設(shè)計專業(yè)的HMI？
是否花費太多時間在UI上不值得？
會不會喧賓奪主？
HMI設(shè)計思想
在機(jī) 器 設(shè)計 中， 貝 加萊 積累 了 大量 U I （U s er
Interface）設(shè)計的經(jīng)驗與準(zhǔn)則，概括起來包括以下幾個要點：
1.布局一致性（Consistency）
對機(jī)器制造商而言，其機(jī)器需要具有一致性的布局設(shè)計，尤其是有多產(chǎn)品線的制藥、鋰電、光伏設(shè)備領(lǐng)域， UI設(shè)計必須體現(xiàn)“品牌”的一致性，以及操控一致性。品牌一致性是企業(yè)的形象，而操控一致性則是用戶學(xué)習(xí)成本的考量。如圖2所示，通常在頂部形成基本的語言、日期與時間的顯示。左側(cè)規(guī)劃核心操作按鈕與整體機(jī)器數(shù)據(jù)顯示，中間則由多個標(biāo)簽構(gòu)成不同的切換頁面，右側(cè)可以形成主要頁面切換。圖2僅是一個布局的手動設(shè)計參考，可以在Visio或其它畫圖軟件中預(yù)先進(jìn)行規(guī)劃，并形成企業(yè)的統(tǒng)一風(fēng)格。
一致性不僅指布局，當(dāng)然也體現(xiàn)在配置的字體、色彩組合、圖標(biāo)的一致性。
2.切換合理性（Rationality）
在HMI設(shè)計中，由于往往存在多的頁面，在初期設(shè)計中，必須通盤考慮，避免讓操作人員往返于各個頁面。相近的如狀態(tài)顯示類、參數(shù)設(shè)置類、維護(hù)類都需要分類，避免在不同頁面間的切換帶來的不必要的時間消耗。
例如圖3是一個資產(chǎn)管理類的頁面，可以像文件夾一樣進(jìn)入，然后針對不同的獨立頁面訪問，并可以隨時回到Home，就像智能手機(jī)的操作一樣簡便。
顯示直觀性（Intuitiveness）
在工業(yè)裝備的UI設(shè)計中，不能像消費電子產(chǎn)品那樣過于追求“炫酷”的效果，不能影響操作的直觀性，不能讓操作人員在炫酷中無所適從，而是直接明了，不會困惑于選擇。圖標(biāo)必須簡約，易于理解，不能讓操作人員產(chǎn)生歧義。
設(shè)計簡約性（Simplicity）
就像我們在設(shè)計PPT所要遵循的原則一樣，Less is More，顏色遵循最多不超過3個，避免采用與報警（黃色）、警告（紅色）這樣的顏色沖突，使得操作人員誤判斷。字體：盡量避免多的字體選擇，字體大小、加粗、下劃線、顏色、斜體這些可選中盡量避免多的設(shè)置。
在圖4的灌裝設(shè)計中，就是比較簡單的規(guī)劃，簡約性主要體現(xiàn)在每個頁面元素盡量少，避免過多的“重點”出現(xiàn)在頁面上，如果過多的重點就相當(dāng)于沒有重點，關(guān)鍵數(shù)據(jù)呈現(xiàn)即可。
操作安全性（Safety）
在工業(yè)UI設(shè)計中，必須避免一些不應(yīng)該出現(xiàn)的情況，
影響機(jī)器的安全性，必須與功能性設(shè)計緊密結(jié)合，需要注意以下幾點：
避免出現(xiàn)誤操作，當(dāng)然這也需要硬件保障；
對于造成危險后果的，必須有手動確認(rèn)環(huán)節(jié)；
數(shù)據(jù)的安全保護(hù)。
工欲善其事必先利其器——mappVIEW
mappVIEW是貝加萊Automation Studio平臺內(nèi)嵌
的HMI設(shè)計組件，它提供了高效的HMI設(shè)計支持能力。
1.Web技術(shù)與自動化融合
mappVIEW是貝加萊Automation Studio平臺內(nèi)嵌的HMI設(shè)計組件，它是Web技術(shù)與自動化技術(shù)融合的產(chǎn)物， 采用模塊化軟件設(shè)計思想，通過OPC UA將數(shù)據(jù)規(guī)
范化訪問并呈現(xiàn)于HMI端，任意支持HTML/Javascript/ CSS的終端均可訪問來自PLC上的數(shù)據(jù)。
如圖5所示，mappVIEW實際上借助于IT技術(shù)的豐富呈現(xiàn)能力，與自動化的控制技術(shù)融合。
2.支持多媒體訪問
mappVIEW可以使得傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的HMI脫離其原有的有限資源能力，如圖6所示，可以將音視頻、動畫、PDF文件等PC端的技術(shù)融入到HMI中，可以讓機(jī)器的功能性更強(qiáng)大，例如動畫體現(xiàn)機(jī)器的運行狀態(tài)、PDF 在線文檔，或采用視頻的機(jī)器維修指南，這都使得機(jī)器賦予更為強(qiáng)大的現(xiàn)場運營能力。
3.豐富的控件
在mapp VIEW中有數(shù)百個各種控件，采用直觀而易于理解的方式， 通過“ 拖拽” 的方式在屏幕上布局、配置，這降低了普通工程師對于專業(yè)的UI設(shè)計的學(xué)習(xí)，即使是新手也可以設(shè)計出令人耳目一新的UI。
圖7所示為其控件庫（左側(cè)），而且，自適應(yīng)技術(shù)使得這些畫面可以被不同規(guī)格的手機(jī)、面板訪問。
4.功能性設(shè)計，簡化工程師工作
通過內(nèi)部的OPC UA數(shù)據(jù)模型支持能力、智能變量映射，讓HMI與程序間建立關(guān)聯(lián)，使得工程師可以快速的配置出可用的HMI，降低工作時間消耗。
圖8為顯示器功能性設(shè)計，不僅局限于控件的畫面設(shè)計，還提供機(jī)器本身的各種功能性支撐。
硬件支撐
在貝加萊，有多種精美設(shè)計的HMI支持mappVIEW
畫面呈現(xiàn)，Panel PC各個系列都采用Intel X86 高性能CPU，像Intel Apollo Lake、Core i多核處理器。另外，隨著LCD/LED等制造成本的不斷下降，大尺寸的工業(yè)面板也不新鮮，且價格也較之以往下降，因此，可以在同一個頁面中獲得更大的表達(dá)，減少頁面數(shù)量，圖9所顯示的尺寸從5.7英寸到24英寸，運行Windows 10級操作系統(tǒng)。
設(shè)計實例
注塑機(jī)行業(yè)普遍的操作習(xí)慣是豎屏結(jié)構(gòu)，由于要顯示
的內(nèi)容眾多，并且針對開合模、鎖模、射膠等流程，這個行業(yè)的操作習(xí)慣是很多按鍵，也被設(shè)計為二級目錄布局于底部。圖10顯示了針對注塑機(jī)的精美畫面設(shè)計。
HMI設(shè)計看上去是一個“錦上添花”的事情，在過去很長一段時間不為機(jī)器制造商所重視，然而，當(dāng)我們明白， 一切的細(xì)節(jié)雕琢都是工匠品質(zhì)的體現(xiàn)，一個人、一個企業(yè)要想贏得信任，就必須具備這種為用戶不斷打磨自己產(chǎn)品的精神。
