Представление информации в HMI

1. Представление информации в HMI

«Кто владеет информацией, тот
владеет миром» У. Черчилль

2. Ситуационное восприятие. Современный подход к человеко-машинному интерфейсу

Бажин Владимир
Технический специалист
Wonderware Russia
[email protected]

3. Тенденции в промышленной автоматизации

Задачи оперативного контроля
Тенденции сегодняшнего дня
Большие и более сложные заводы
Возросший объем данных
Возросший уровень автоматизации
Кадровые проблемы, сокращение
персонала
Централизованное управление
Schneider Electric - Software
Влияние на оператора
Загруженность мониторов
Перегруженность данными
Реактивное управление
Потеря осведомленности
Высокий риск ошибок
4

4. Задачи оперативного контроля

Влияние ошибок операторов
Нештатные ситуации
Нештатные ситуации
Нарушение или серия нарушений в
процессе производства,
вызывающие его отклонение от
нормального состояния.
22%
42%
Ошибки оператора
Отказы оборудования
36%
Ошибки процесса
Показаны средние значения из следующих:
•People and work Context Factors: 35% - 58%
•Equipment Factors: 30% - 45%
•Process Factors: 3% - 35%
Schneider Electric - Software
Источник: ASM Consortium
5

5. Влияние ошибок операторов

HMI сегодня:
Schneider Electric - Software
6

6. HMI сегодня:

Три примера потенциальных
улучшений:
- Использование цветов
- Организация экранов и контента
- Аналоговое vs. Цифровое представление
Schneider Electric - Software
7

7.

8
Цвета
Schneider Electric - Software
8

8.

Игра: попробуй себя на месте оператора
● Вы знаете игру« Найдите
Чарли/Вальдо »?
● Человека в цветной одежде легко найти
Правила:
● Найдите Чарли среди окружающих за
кратчайшее время
● … И помните время ограничено!
Schneider Electric - Software
9

9. Игра: попробуй себя на месте оператора

Schneider Electric - Software
10
10

10.

Было сложно?
Schneider Electric - Software
11

11. Было сложно?

Цвета и Внимание
Цвет является мощным средством направления внимания
Ваши глаза автоматически обращаются на цветные объекты
Это называется "выделить" эффект
Найдите “L” и “I”
на этой картинке…
Теперь попробуйте так…
Но…
если вы используете слишком много цветов,
"выделение" больше не работает
Source: NASA Ames Research Center Color Usage Lab
http://colorusage.arc.nasa.gov/popout.php
Schneider Electric - Software
12

12. Цвета и Внимание

1
Schneider Electric - Software
Экраны
13

13.

«Зал славы»
Schneider Electric - Software
14

14. «Зал славы»

Общие замечания
Использование множества цветов и движущихся, мигающих элементов
Нет конвенции использования цветов для графики и алармов
Использование 3D оттененных объектов
Базируется на P&ID (технологических) схемах
Много экранов кнопок/меню для навигации без всякой логики
Дизайн экранов редко основывается на операции или функционале оператора(запуск,
останов, очистка)
Много текстовой информации (цифры и подписи)
….
Schneider Electric - Software
15

15. Общие замечания

Структура экранов
Уровень 1 – Обзорный экран
- KPI/Ключевые показатели эффективности и
Уровень 1
общий статус процесса
Уровень 2 –Управление
узлом 2процесса
Уровень
– экраны оператора, специальные страницы
Уровень 3узла /оборудования
Уровень 3 – Детализация
- подобно большинству существующих экранов
Уровень 4
Уровень 4 – Вспомогательная информация
- список тревог, тренды, справка, …
Schneider Electric - Software
16

16. Структура экранов

Аналоговый
Цифровой
Schneider Electric - Software
17

17.

Данные – не информация: собака больна?
Blood Tests for Fluffy -1
Test
Results
HCT
31.7%
HGB
10.2 g/dl
MCHC
32.2 6/dl
WBC
9.2 x109 /L
GRANS
6.5 x109 /L
Если вы не ветеринар,
L/M
2.7 x109 /L
откуда вы можете
PLT
310 x109 /L
знать?
Schneider Electric - Software
18

18. Данные – не информация: собака больна?

А теперь?..
Blood Tests for Fluffy -3
Test
Results
Test
Range
HCT
31.7%
24.0HCT
– 45.0
HGB
10.2 g/dl
8.0HGB
– 15.0
MCHC
32.2 6/dl
MCHC
30.0
- 36.9
WBC
9.2 x109 /L
5.0WBC
– 18.9
GRANS
6.5 x109 /L
GRANS
2.5
– 12.5
L/M
2.7 x109 /L
1.5L/M
– 7.8
PLT
310 x109 /L
175PLT
- 500
Indicator
Low – Normal - High
Результат можно увидеть с первого взгляда
Schneider Electric - Software
19

19. А теперь?..

Аналоговый vs. Цифровой: Уровень в емкости
Наполнение или слив?
6,87
m3/s
Цифровой подход
13,33
Слив
Устойчивый
Низкий
расход
m3/s
Устойчивый
Высокий
расход
Наполнение
Втекает
Аналоговый подход
Вытекает
Schneider Electric - Software
20

20. Аналоговый vs. Цифровой: Уровень в емкости

Показывайте информацию, а не данные
RECYCLE COMPRESSOR K43
Cool
gpm
Suct
psig
Inter
psig
Dsch
psig
Suct
degF
Inter
degF
Dsch
degF
E. Vib
mil
N. Vib
mil
W. Vib
mil
Motor
Amps
Oil
psig
Oil
degF
2
290
170
38.7
93.1
185
95
42.7
Show Values
120
12
8
9
170
80
Show Trends
Состояние очевидно с
первого взгляда!
Schneider Electric - Software
21

21. Показывайте информацию, а не данные

Данные vs. Информация
Информация получается из представления данных
в контексте
где
почему
когда
кто
как
что
● Когда данные представлены без контекста,
оператор должен помнить или искать связанные
значения
Как далеко от заданного
значения?
Возможна ли авария?
Значение в рабочем диапазоне?
Schneider Electric - Software
22

22. Данные vs. Информация

Аналоговый индикатор
Как мы можем помочь оператору НЕ вычислять
все это в голове?
Используя визуальное представление –
такое, как аналоговый индикатор
Датчик давления
Различные типы
параметров
имеют различную форму
PI-4105
mis
PI-4105
PI-4105
XXXXX
mis989.7 kPa
kPa
PI-4105
SAL WW
Schneider Electric - Software
23

23. Аналоговый индикатор

Пример датчика давления
432.1
kPa
H
(Critical)
HiHi
123.4
PV
kPa
(Alert) Lo
Диапазон датчика
SP
цель
kPa
Нормальный
диапазон
Раб. диапазон
186.4
(Alert) Hi
(Critical) LoLo
Тренд
T
A
Авто/ручной режим
SAL WW
Schneider Electric - Software
24

24. Пример датчика давления

Тренды
186.4
kPa
T
A
SAL WW
Schneider Electric - Software
25

25. Тренды

Отклонения от заданного значения
SAL WW
Schneider Electric - Software
26
26

26. Отклонения от заданного значения

Тревоги: 4 уровня приоритетов/градаций
1
приоритет 1, время реакции < 5мин
2
приоритет 2, время реакции < 30мин
3
приоритет 3, время реакции < 60мин
4
приоритет 4, время реакции < 120мин
Времена реакции условны!
SAL WW
Schneider Electric - Software
27

27. Тревоги: 4 уровня приоритетов/градаций

Отображение аварий в HMI
• Градация цвета аварии
Знак “STOP” обладает 3 уникальными
свойствами:
Это
восьмиугольник
• Градация
наименования
• Градация формы
Он
красный
На нем
написано
“СТОП”
Знак аварии тоже обладает 3 свойствами:
форма
цвет
HH
надпись
SAL WW
Schneider Electric - Software
28

28.

Навигационные панели и сводка тревог
Overview
1
Reactor 31
1
2
1
4
1
6
Reactor 32
3
Reactor 33
3
2
• Сводка тревог обновляется автоматически
• Используется для привлечения внимания
оператора и удобства навигации по экранам,
требующим внимания.
SAL WW
Schneider Electric - Software
29

29. Навигационные панели и сводка тревог

Цвет и внимание
● Воспользуйтесь “pop up” эффектом для привлечения внимания
оператора к аварийным значениям
H
SAL WW
Schneider Electric - Software
30

30. Цвет и внимание

Где найти?
Schneider Electric - Software
31

31. Где найти?

Situational Awareness
Философия ситуационного восприятия….
Schneider Electric - Software
32

32. Situational Awareness

Ситуационное восприятие это…
● Интерпретация подхода к дизайну форм, исходя из восприятия
и опыта пользователей и руководства
● Основная задача – переориентировать дизайн форм для
пользователя таким образом, чтобы скрыть технические нюансы, вне
зоны его ответственности, и уменьшить перенасыщение
пользовательских форм.
● Фокус на текущее и будущее время
● Насыщенная библиотека символов, быстрый доступ к ним
● Поддержка методологии дизайна
Schneider Electric - Software
33

33. Ситуационное восприятие это…

БИБЛИОТЕКА СИМВОЛОВ
> Более чем 200+
предустановленных символов
в, соответствующих
концепции ситуационного
восприятия
> Возможность использования
исходных символов «как
есть», либо для разработки и
настройки
> Построение на основе
ArchestrA IDE, используя
возможности новых версий
2014 и 2014 R2
Confidential Property of Schneider Electric
Schneider Electric - Software
34
34

34. БИБЛИОТЕКА СИМВОЛОВ

Современный подход к дизайну
> Организация иерархии
экранов (навигация)
> Предоставление информации
(уменьшение загруженности
экранов цифрами)
> Правильное и продуманное
использование цвета
(графика)
> Организация аварийных
сигналов (приоритетность, по
средствам различных форм
индикации)
Confidential Property of Schneider Electric
Schneider Electric - Software
35
35

35. Современный подход к дизайну

Пример
Schneider Electric - Software
36

36. Пример

– экран уровня 3
Schneider Electric - Software
37

37. Пример – экран уровня 3

Больше преимуществ…
Задача
Традиционны й
HMI
Высокопроизводителный
HMI
Итог
Обнаружение сбоя до
аварии
10% случаев
48% случаев
Улучшение в 5х раз
Успех в обработке
производственного
задания
70%
96%
37% по сравнению
с базовым
сценарием
Время выполнения
производственного
задания
18.1 мин
10.6 мин
Уменьшение на
41%
Schneider Electric - Software
39

38.

Благодарим за внимание и
комментарии!
www.wonderware.ru
Schneider Electric - Software
49