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HMI設計的益處

當下，組態軟件的使用變得越來越簡單。以TIA 博途為例，多數情況下通過簡單地拖拽就可以實現項目的開發，博途強大的庫功能也支持工程師能夠更加模塊化、結構化的設計項目。

從產品的角度來講，在性價比趨同的情況下，產品之間競爭的重點已經轉移到用戶的使用體驗上。良好的設計恰恰能提升用戶體驗，提高產品的靈活性，從而為產品帶來更大的附加值。增加產品的競爭力。

對于開發工程師來講，在當前的組態軟件中，配色方案、樣式和庫等支持全局設置，具有靈活的復用性。因此良好的設計還能夠提升工程師的組態效率，節省項目開發的時間成本。進而能為企業節省成本。

Zui重要的一點：HMI設計是工程師能夠掌握的一門手藝。未來也將會是HMI工程師必不可少的一項技能。所以，今天我們就來聊聊實現更好的HMI設計的方法。讓更好的設計帶來更高的競爭力。

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HMI設計的內容

喬布斯經典語錄：設計不僅僅是外觀和感受，設計是解決產品如何運作的。HMI設計呈現的是顯示、控制和分析工藝系統的界面。但是Zui終的目的是為了滿足生產控制的需要。因此HMI設計關注兩部分內容：視覺效果和功能實現。而視覺效果服務于產品功能。

HMI 設計方面也有相關的guojibiaozhun。ISO 9241就是關于辦公室環境下交互式計算機系統的人類工效學guojibiaozhun。該標準為基于計算機的交互系統的整個生命周期中以人為中心的設計原則和活動提供了要求和建議。2019年七月發布了Zui新版本。包含：

210部分：交互系統以人為本的設計

220部分：以人為本設計在組織內的實現、執行和評估過程。

詳細的鏈接如下：

ISO-9241-210:2019

https://www.iso.org/standard/77520.html

ISO-9241-220:2019

https://www.iso.org/standard/63462.html

綜上，HMI設計的內容包含：視覺效果、功能實現和整個設計生命周期的規劃。

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實現的5個步驟

方法加實踐是學習手藝的buer法門。好的方法能達到事半功倍的效果。為了實現更好的HMI設計，在這里提煉出了關鍵的五個步驟供大家參考：策略、聚焦、結構、構圖和設計。下面是詳細的介紹：

策略

策略就是明確HMI產品的用戶是誰，然后從用戶的角度出發設計產品。所以首先要做的是和用戶充分的溝通，收集用戶的需求。讓Zui終用戶參與到產品的設計中。在溝通過程中，要進一步明確用戶的類型。通常一個設備會有操作員、調試人員以及維護人員等不同角色的用戶進行操作。因此作為HMI的開發人員，需要能夠匯總和提煉這些角色的意見和建議。

另一方面，HMI產品是服務于操作人員的，所以要充分了解操作員的需求。發掘出共性的內容。比如：界面盡量的清晰、美觀，信號的狀態變化要易于識別，對于需要控制的內容要重點關注，明確執行控制的必要條件和步驟，明確控制結果的反饋信息等。

因此在產品開發或者項目啟動之初，HMI工程師就需要收集和整理相關信息，并且隨時留意解決問題的思路和靈感。做好記錄。

聚焦

聚焦的意義在于工程師需要關注設備的使用場景和操作員的使用習慣。使用場景包括明確被操作設備所在的區域，是近現場還是遠現場，是安裝在室內還是室外。當設備需要操作時，現場是什么情況，比如：聲音、光線、周邊有沒有移動的設備等。操作人員的使用習慣包括：操作員的日常工作狀態、工作中是否需要戴手套、操作人員是否需要輪班、哪些內容操作的頻率高等。簡單來講就是關注環境和人，以及兩者之間可能產生的相互影響。

在ISO 9241(關于辦公室環境下交互式計算機系統的人類工效學guojibiaozhun)中提到使用場景在設備的可用性方面起著非常重要的作用。在DIN EN ISO 9241-11(德國標準化委員會人類功效學guojibiaozhun)中從用戶、工作內容、設備和使用環境四個方面來說明用戶場景。可見使用場景對用戶操作的影響度還是很大的。聚焦的目的就在于找出用戶在使用設備感覺不舒服或者混亂的地方，我們常稱之為“痛點”。解決這些痛點，就能夠減少產品對用戶帶來的負面效應，也會明顯的提高生產力。

結構

結構化的思維是工程師必備的素質。第三步結構主要設計產品中信息的架構和流向。在這一步工程師需要明確項目中有哪些畫面，每個畫面上的內容是什么以及畫面之間是如何切換的。比如：總覽畫面和具體某個環節的畫面該如何定義和切換。Zui終需要設計出所有的畫面和用戶操作的流程。與其說是設計出不如說是總結出具體的操作流程和切換關系。在這一步，工程師需要輸出的內容是：所有畫面和畫面上內容的定義以及畫面信息流的邏輯關系圖。

在這一步，工程師還需要整理出項目底層的數據結構和數據流。為展示和分析做準備。

構圖

構圖部分涉及到的內容有：1.確定有哪些畫面類型。2.確定屏幕的組成和層次結構。3.完成交互對象的設計。

建議控制對象或者控制設備盡量作為一個整體進行設計。做成類型或者庫。導航和工具欄通用部分也可以設計成庫或者模板。項目的庫和模板設計好之后，在博途平臺是具有通用性的。不但在當前項目中可以用，不同的項目之間也可以使用。

這種情況下，通常不會有一個juedui的、zuijia的方案。我們可能會有不止一個方案。建議先用紙和筆，畫出方案的草圖。準備二到三個方案與用戶或者項目組一起討論，獲取大家的反饋后，Zui終出定稿。

在這部分重要的一點就是面向對象設計。所謂面向對象設計，其實就是把操作對象抽象為類型，然后再實例化。比如faceplate功能就是典型的應用。

構圖Zui終的輸出結果是畫面類型和導航。zuihao在軟件中有個粗略的輪廓實現。

設計

Zui后才是定義顏色、圖標和字體等UI設計內容。圖像和顏色主要用于增強操作員獲取信息的能力。體現公司和產品的風格。如果公司有自己的配色指南，可以直接參考。如果公司沒有，那么建議通過專業的配色網站或者專業的設計網站搜索相關的內容。

畫面圖形的精細化也是很大的一塊工作。畫面上對象的大小、位置擺放和成組關系等，不像控制邏輯那樣可以有明確的條件和標準。但是也有一些研究理論可以借鑒和參考。比如：格式塔心理學的研究結果表明規律性是用戶界面、系統、產品等設計的基礎。當然這是比較抽象的理論。如欲了解實例，大家可以參考西門子提供的Template Suite模板，涵蓋Portal WinCC和WinCC Unified等多個版本。Template Suite 是西門子與專業機構共同開發的，用于工業環境的現代設計系統。每個元素都是完全定制化的，可適應于不同的分辨率。用戶也可以在此基礎上進行二次設計。