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Was ist HMI Human Machine Interface?

2022/10/16
Basiskonzept
 HMI-Mensch-Maschine-Schnittstelle
HMI-Mensch-Maschine-Schnittstelle

Mensch-Maschine-Schnittstelle bezieht sich auf den Bereich von Mensch und Maschine im Informationsaustausch und funktionalen Kontakt oder gegenseitige Beeinflussung oder Schnittstelle, wobei sich die Mensch-Maschine-Bindungsfläche, Informationsaustausch, funktionaler Kontakt oder gegenseitige Beeinflussung auf den harten Kontakt und die sanfte Berührung von Mensch und Mensch bezieht Maschine beinhaltet diese Bindungsfläche nicht nur den direkten Kontakt der Punktlinienfläche, sondern auch die Rolle des Raumes für die Informationsübertragung und Fernsteuerung. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist das zentrale Bindeglied im Mensch-Maschine-System, hauptsächlich durch die Sicherheitstechnik-Unterdisziplin Sicherheitsergonomie, um Lösungen zu untersuchen und vorzuschlagen, die auf der Sicherheitstechnik-Gerätetechnik, der Sicherheitsmanagementtechnik und der Sicherheitssystemtechnik basieren, um spezifische Lösungen zu untersuchen und misst die Sicherheitsergonomie. Es realisiert die Konvertierung zwischen der internen Informationsform und der für Menschen akzeptablen Form. Mensch-Maschine-Schnittstellen gibt es in allen Bereichen, in denen es um den Austausch von Mensch-Maschine-Informationen geht. Eine große Anzahl von industriellen und gewerblichen Anwendungen, eine einfache Unterscheidung zwischen "Eingabe" (Input) und "Ausgabe" (Output) zwei, Eingabe bezieht sich auf die Bedienung von Maschinen oder Geräten durch Menschen, wie z. B. Griffe, Schalter, Türen, Anweisungen ( erteilte Aufträge) oder Wartung, und die Ausgabe bezieht sich auf die von der Mitteilung ausgegebenen Maschinen oder Geräte, wie z. B. Fehler, Warnungen, Bedienungsanleitungen, Tipps usw von Maschinen, sondern auch die Leistung von Maschinen zu maximieren und die Lebensdauer zu verlängern, und der Markt bezieht sich auf die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist in der Software benutzerfreundliche Bedienoberfläche enger definiert.


Industriespezifische Mensch-Maschine-Schnittstellen können spezifische Definitionen und Klassifikationen haben, wie z. B. industrielle Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI oder einfach industrielle HMI).

Menschliche interaktion mit dem Computer

Human-Computer Interaction, Human-Computer Interaction (HCI, abgekürzt HCI, auch User Interface oder User Interface genannt): ist eine Untersuchung der Interaktion zwischen einem System und seinen Benutzern. Systeme können eine Vielzahl von Maschinen oder computergestützte Systeme und Software sein. Die Mensch-Computer-Interaktionsschnittstelle ist normalerweise der Teil, der für den Benutzer sichtbar ist. Der Benutzer kommuniziert mit dem System und bedient es über die HCI-Schnittstelle. Das kann so klein sein wie die Play-Taste eines Radios oder so groß wie die Instrumententafel eines Flugzeugs oder der Kontrollraum in einem Kraftwerk.

Mensch-Computer-Interaktion (HCI): Die Wissenschaft des Entwerfens, Bewertens und Implementierens interaktiver Computersysteme zur Verwendung durch Menschen und das Studium dieser Phänomene. HCI und Mensch-Computer-Schnittstelle sind zwei Konzepte, die eng miteinander verwandt, aber nicht identisch sind.

Die Beziehung zwischen Mensch-Computer-Interaktion und MMI

Mensch-Computer-Interaktion ist die Interaktion zwischen einem Menschen und einer Maschine, die im Wesentlichen die Interaktion zwischen einem Menschen und einem Computer ist. Oder weiter gefasst: HCI bezeichnet die Interaktion zwischen einem Menschen und einer Maschine, die einen Computer enthält. Insbesondere die bidirektionale Kommunikation zwischen dem HCI-Benutzer und der Maschine, die den Computer enthält, in einem bestimmten Symbol und

 

LCD-Bildschirme werden als Mensch-Maschine-Schnittstellendisplays verwendet

Mensch-Computer-Interaktion (HCI): Die Wissenschaft des Entwerfens, Bewertens und Implementierens interaktiver Computersysteme zur Verwendung durch Menschen und das Studium dieser Phänomene.

HCI und Mensch-Computer-Schnittstelle sind zwei Konzepte, die eng miteinander verwandt, aber nicht identisch sind.

 

auszuführende Aktionen, wie Tasten drücken, Maus bewegen, Symbole/Grafiken auf dem Bildschirm anzeigen usw. Dieser Prozess umfasst mehrere Teilprozesse: Identifizieren des interaktiven Objekts – Verstehen des interaktiven Objekts – Erfassen der Objektsituation – Informationsanpassung und Feedback , etc.; und die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist das Kommunikationsmedium oder -mittel zwischen dem Benutzer und dem Maschinensystem, das den Computer enthält, der die Software und Hardware ist, die die bidirektionale Informationsinteraktion zwischen Mensch und Maschine unterstützt. Hier wird die Schnittstelle als Medium oder Kommunikationsmittel definiert, und ihre physische Verkörperung ist die relevante unterstützende Software und Hardware, wie z. B. ein grafisches Anzeigeterminal mit einer Maus usw.

 

Interaktion ist eine Beschreibung der Beziehung/des Zustands der Mensch-Maschine-Umwelt-Interaktion. Das Interface ist ein konkreter Ausdruck der Interaktion zwischen Mensch und Maschine – Umwelt. Interaktion ist die kontextbezogene Darstellung, um Informationskommunikation zu erreichen, und Schnittstelle ist das Mittel, um Interaktion zu erreichen. Im Interaktionsdesign-Subsystem ist Interaktion der Inhalt/die Seele und die Schnittstelle die Form/der Körper; Im größeren Produktdesignsystem sind Interaktion und Schnittstelle jedoch nur ein Mittel zur Lösung der Mensch-Maschine-Beziehung, nicht der ultimative Zweck, der darin besteht, menschliche Bedürfnisse zu lösen und zu befriedigen.

 

Das Interaktionsdesign ist dem Produktsystem untergeordnet und ist eine starke Unterstützung und Verfeinerung eines erfolgreichen Produktdesigns.

Aus systemtheoretischer Sicht ist Interaktionsdesign ein Subsystem des Produktdesignsystems.

Design-Prinzipien

Die folgenden Prinzipien sollten für das Design von Mensch-Maschine-Schnittstellen berücksichtigt werden.

Im Designprozess des Systems sollten Designer die Eigenschaften der Benutzer erfassen und die Bedürfnisse der Benutzer entdecken. Die Meinungen der Benutzer sollten während des gesamten Entwicklungsprozesses des Systems ständig eingeholt und konsultiert werden. Die Entwurfsentscheidungen des Systems sollten in die Arbeits- und Anwendungsumgebung der Benutzer integriert werden, und die Anforderungen der Benutzer an das System müssen verstanden werden. Der beste Weg ist, echte Benutzer in die Entwicklung einzubeziehen, damit Entwickler die Bedürfnisse und Ziele der Benutzer richtig verstehen können und das System erfolgreicher wird.

  • Ordnungsprinzip

  • Das heißt, in Übereinstimmung mit der Reihenfolge der Verarbeitungsereignisse, Zugriff, um die Bestellung anzuzeigen (z. B. vom Ganzen zu einem einzelnen Element, von groß nach klein, von oben nach unten usw.) und Steuerungsprozesse, wie z Entwurf des Überwachungsmanagements und der Mensch-Maschine-Dialogschnittstelle und ihrer sekundären Schnittstelle.

    Funktionsprinzip

  • Das heißt, gemäß den spezifischen funktionalen Anforderungen der Objektanwendungsumgebung und -gelegenheiten, verschiedenen Subsystemsteuerungstypen, parallelen Verarbeitungsanforderungen derselben Schnittstelle verschiedener Verwaltungsobjekte und gleichzeitigen Anforderungen mehrerer Dialoge usw. ist die Mensch-Computer-Interaktionsschnittstelle mit mehrstufigen Menüs, hierarchischen Eingabeaufforderungen und mehreren Dialogen entworfen, damit Benutzer die Nutzungsregeln und -eigenschaften der interaktiven Schnittstelle leicht unterscheiden und beherrschen und ihre Benutzerfreundlichkeit und einfache Bedienung verbessern können.

  • Konsistenzprinzip

  • Einschließlich Farbkonsistenz, Operationsbereichskonsistenz, Textkonsistenz. Das heißt einerseits, dass Farbe, Form und Schriftart der Schnittstelle mit nationalen, internationalen oder branchenüblichen Standards übereinstimmen. Andererseits sind die Farbe, Form und Schriftart der Benutzeroberfläche in sich geschlossen, und die Farbe verschiedener Geräte und ihr gleicher Designzustand sollten konsistent sein. Die Konsistenz in der ästhetischen Gestaltung der Schnittstellendetails sorgt dafür, dass sich der Bediener beim Betrachten der Schnittstelle wohl fühlt, um seine Aufmerksamkeit nicht abzulenken. Konsistenz reduziert auch Fehler für neue Bediener oder für Bediener, die sich mit Problemen in Notfallsituationen befassen.

  • Frequenzprinzip

  • Das heißt, gemäß der Häufigkeit der Dialoginteraktion des Verwaltungsobjekts entwerfen Sie die hierarchische Reihenfolge der Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Anzeigeposition des Dialogfensters der Liste usw., um die Häufigkeit der Überwachung und des Zugriffs auf den Dialog zu verbessern.

  • Wichtigkeitsprinzip

  • Das heißt, in Übereinstimmung mit der Bedeutung von Verwaltungsobjekten im Steuersystem und auf globaler Ebene, das Design der Mensch-Maschine-Schnittstelle der Haupt- und Sekundärmenüs und die Position und Hervorhebung des Dialogfensters, das Managern hilft, das zu erfassen Bedeutung des Kontrollsystems, die Umsetzung einer guten Kontrolle der Entscheidungsfolge, um eine optimale Planung und Verwaltung zu erreichen.

    Das heißt, gemäß den Identitätsmerkmalen und der Arbeitsnatur des Bedieners eine Mensch-Maschine-Schnittstelle entwerfen, die kompatibel und benutzerfreundlich ist. Entsprechend ihrer Arbeitsanforderungen ist es angemessen, Eingabeaufforderungen, Anleitungen und Hilfeinformationen in Popup-Fenstern anzuzeigen, um das Niveau der Benutzerinteraktion und -effizienz zu verbessern.

  • HMI, ob für den Feldcontroller oder für die obere Überwachung und Verwaltung, die beiden sind eng miteinander verbunden, sie überwachen und verwalten die Feldausrüstungsobjekte, die gleich sind, so dass viele Feldausrüstungsparameter zwischen ihnen geteilt und aneinander weitergegeben werden. Das standardisierte Design der Mensch-Maschine-Schnittstelle sollte die zukünftige Entwicklungsrichtung sein, da es die einfach zu konfigurierenden, einfachen und praktischen Prinzipien der Basis wirklich widerspiegelt und das menschzentrierte Designkonzept vollständig zum Ausdruck bringt. Eine Vielzahl von Konfigurationssoftware und Programmiertools für industrielle Steuerungen bieten leistungsstarke Unterstützung für die Erstellung einer schönen Mensch-Maschine-Schnittstelle, und je größer und komplexer das System ist, desto mehr kann es seine Überlegenheit widerspiegeln.

Designprozess

Der Designprozess der Mensch-Maschine-Schnittstelle kann in die folgenden Schritte unterteilt werden:



Erstellen Sie das externe Modell der Systemfunktion Designmodell ist hauptsächlich die Datenstruktur, Gesamtstruktur und Prozessbeschreibung der Software zu berücksichtigen, Schnittstellendesign ist im Allgemeinen nur ein Beiwerk, nur die Situation des Benutzers (einschließlich Alter, Geschlecht, psychische Situation, Alphabetisierung , Persönlichkeit, ethnischer Hintergrund usw.) haben ein Verständnis für den Benutzer, um eine effektive Benutzeroberfläche zu entwerfen; gemäß der Hypothese des Endbenutzers des zukünftigen Systems (als Systemhypothese bezeichnet). das System und kann es effektiv nutzen; Die durch die Systemhypothese gegebenen Informationen sollten beim Erstellen des Benutzermodells vollständig berücksichtigt werden, und das Systembild muss die syntaktischen und semantischen Informationen des Systems genau widerspiegeln. Kurz gesagt, nur durch das Verständnis des Benutzers und der Aufgabe kann eine gute Mensch-Maschine-Schnittstelle gestaltet werden.

Es gibt zwei Möglichkeiten der Aufgabenanalyse. Die eine besteht darin, mit dem tatsächlichen zu beginnen, indem das ursprüngliche Anwendungssystem in einem manuellen oder halbmanuellen Zustand auf eine Reihe ähnlicher Aufgaben abgebildet wird, die an der Mensch-Computer-Schnittstelle ausgeführt werden; Die andere besteht darin, die Systemanforderungsspezifikationen zu studieren, um eine Reihe von Benutzeraufgaben abzuleiten, die mit dem Benutzermodell und den Systemannahmen koordiniert sind.

Techniken wie die schrittweise Verfeinerung und die objektorientierte Analyse sind auch auf die Aufgabenanalyse anwendbar. Schrittweise Verfeinerungstechniken können die Aufgabe kontinuierlich in Teilaufgaben unterteilen, bis die Anforderungen für jede Aufgabe klar sind; und objektorientierte Analysetechniken können verwendet werden, um alle der Anwendung zugeordneten objektiven Objekte und die den Objekten zugeordneten Aktionen zu identifizieren.

  • Betrachten Sie die typischen Probleme im Schnittstellendesign

  • Um eine Schnittstelle zu entwerfen, müssen wir im Allgemeinen vier Aspekte berücksichtigen: Systemantwortzeit, Benutzerhilfemechanismus, Behandlung von Fehlermeldungen und Befehlsmodus. Die zu lange Systemantwortzeit wird am häufigsten im interaktiven System beklagt. Zusätzlich zur absoluten Länge der Antwortzeit ist der Benutzer besorgt über die unterschiedliche Antwortzeit verschiedener Befehle, wenn zu viele Unterschiede beim Benutzer auftreten schwer zu akzeptieren; Benutzerhilfemechanismen sollten integriert werden, um zu vermeiden, dass das überlagerte System dazu führt, dass der Benutzer einer Anleitung hilft und viele irrelevante Informationen durchsuchen muss; Fehler- und Warninformationen müssen für den Benutzer verständlich ausgewählt werden. Die Fehler- und Warnhinweise müssen benutzerfreundlich sein, eine korrekte Terminologie aufweisen und sollten auch möglichst einige Vorschläge zur Fehlerbeseitigung enthalten. Darüber hinaus ist die Anzeige von Fehlerinformationen effektiver, wenn sie durch akustische (Klingeln), visuelle (spezielle Farbe) Stimulation ergänzt wird; Der Befehlsmodus ist am besten, wenn Menü- und Tastaturbefehle gleichzeitig vorhanden sind, die der Benutzer auswählen kann.


  • Mit den CASE-Tools zum Erstellen des Schnittstellenprototyps und des realen Designmodells, sobald das Softwaremodell festgelegt ist, können Sie einen Softwareprototyp erstellen, zu diesem Zeitpunkt nur den Teil der Benutzeroberfläche, diesen Prototyp zur Überprüfung durch den Benutzer, entsprechend dem Feedback zu modifizieren und dann zur Benutzerüberprüfung, bis das Benutzermodell und das System hypothetisch konsistent sind. Im Allgemeinen kann die Erstellung der Grundkomponenten verschiedener Schnittstellen mit Hilfe von vorgefertigten Modulen oder Objekten erfolgen, die von Benutzerschnittstellen-Toolkits (Userinterface-Toolkits) oder Benutzerschnittstellen-Entwicklungssystemen (Userinterface-Entwicklungssystemen) bereitgestellt werden.

1) Mensch-Computer-Matching: Der Benutzer ist ein Mensch, das Computersystem als menschliches Werkzeug zur Erledigung der Aufgabe sollte den Computer und das Mensch-Computer-System, das aus einer guten Übereinstimmung besteht, zum Laufen bringen; Wenn es einen Konflikt gibt, sollte sich der Computer an die Menschen anpassen, anstatt sich die Menschen an den Computer anzupassen;

 

2) Angeborene menschliche Fähigkeiten: Als Computerbenutzer haben Menschen viele angeborene Fähigkeiten. Die Analyse und Synthese dieser Fähigkeiten kann helfen, die Fähigkeit des Benutzers einzuschätzen oder zu beurteilen, mit der Komplexität der Mensch-Computer-Schnittstelle umzugehen und wie viel Wissen und Hilfe der Benutzer von der Schnittstelle erhalten kann, sowie die aufgewendete Zeit;

 

3) Angeborene menschliche Schwächen: Menschen haben angeborene Schwächen wie Vergesslichkeit, Fehleranfälligkeit, Unaufmerksamkeit und emotionale Instabilität. Eine gut gestaltete Mensch-Maschine-Schnittstelle sollte den Arbeitsspeicher des Benutzers bei der Bedienung und Verwendung minimieren und sich bemühen, mögliche Fehler zu vermeiden;

4) Wissen und Bildung des Benutzers: Das Bildungsniveau des Benutzers bestimmt sein Wissen und seine Erfahrung mit dem Computersystem;


Verwendungszweck

Wählen Sie ein geeignetes HMI-Produkt aus, indem Sie die Anforderungen an die Überwachungsaufgabe angeben. 

Bearbeiten Sie die „Projektdatei“ mit der Bildschirmkonfigurationssoftware auf dem PC;

Testen und speichern Sie die bearbeitete "Projektdatei";

 Verbinden Sie den PC mit der HMI-Hardware und laden Sie die "Projektdatei" auf das HMI;

 Verbinden Sie HMI und industrielle Steuerung (z. B. SPS, Instrument usw.), um die Mensch-Maschine-Interaktion zu realisieren.


Entwicklungstrends

Die aktuelle Entwicklung des chinesischen HMI-Marktes

 

China ist der weltweit größte Markt in Bezug auf die HMI-Nachfrage, aber es ist nicht der weltweit höchste Markt in Bezug auf den Verkauf von HMI-Produkten, was bedeutet, dass Low-End-HMI-Benutzer einen großen Anteil in China einnehmen. Die rasante Entwicklung nationaler Marken in den letzten Jahren mit niedrigen Preisen und anderen Strategien greift den Low-End-Markt in großem Stil an und hat eine beherrschende Stellung auf dem Low-End-Markt in China eingenommen und die Anerkennung der Mehrheit gewonnen von Benutzern. Internationale Marken entwickeln auch allmählich ihre wirtschaftlichen Produkte, um den Anteil des Low-End-Marktes zu erobern. Infolgedessen hat die Gesamtleistung der inländischen HMI-Hersteller aufgrund ihrer stetigen Präsenz auf dem Low-End-Markt ein schnelles Wachstum gezeigt.

 

HMI ist nicht mehr nur eine einfache Anzeige und Steuerung

 

In der Heimautomatisierungsbranche haben einige Branchen, die ursprünglich kein HMI verwendet haben, damit begonnen, es zu verwenden, was zeigt, dass HMI zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Kundenerlebnisses geworden ist. Die Benutzeroberfläche von HMI kann den Status von Geräten und Prozessen besser widerspiegeln und den Kunden durch visuelle und Touch-Effekte ein intuitiveres Gefühl vermitteln.

 

Zukünftiger Entwicklungstrend der Mensch-Maschine-Schnittstelle

Einige mechanische Industrien, wie Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen, elektronische Geräte und andere Industrien, wurden in China über Jahrzehnte entwickelt und sind relativ ausgereifte Industrien, und langfristig besteht in diesen Industrien immer noch eine Nachfrage nach der Aufrüstung der Ausrüstung. In diesem Upgrade-Prozess wird es in der Tat einige kleine Hersteller geben, die relativ Low-End-Produkte verwendet haben, aber es gibt auch viele Unternehmen im Prozess der Ausrüstungserneuerung, die eine Neupositionierung fordern werden, um diejenigen zu finden, die ihre Entwicklungspläne erfüllen können , um ihnen zu helfen, ihre eigene Produktivität Ausrüstungslieferanten zu verbessern.

 

Angesichts dieser Nachfrage werden zukünftige Änderungen in der HMI in Form, Konzept und Anwendung erfolgen und somit einen Wandel in der Kerntechnologie industrieller Steuerungsmaschinen bewirken. Im Allgemeinen besteht der zukünftige Entwicklungstrend von HMI aus sechs Modernisierungen: Plattformeinbettung, Markenverstaatlichung, Geräteintelligenz, Schnittstellenmode, Kommunikationsnetzwerk sowie Energieeinsparung und Umweltschutz.

Grundinformation
  • Jahr etabliert
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  • Unternehmensart
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  • Land / Region.
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  • Hauptindustrie
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  • Hauptprodukte
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  • Unternehmensrechtsarbeiter
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  • Gesamtmitarbeiter.
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  • Jährlicher Ausgabewert.
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  • Exportmarkt
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  • Kooperierte Kunden.
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