HMI og brugerflader

Fra kompleks teknologi til klar betjening

Operatøren skal løse opgaven – ikke afkode teknologien. Et fysisk system kan rumme sensorer, styringer, protokoller og komplekse forretningsregler, men for brugeren skal det stadig være enkelt:

  • Hvad sker der?
  • Kræver det handling?
  • Og hvad er det rigtige næste skridt?

Derfor sætter vi mennesket foran systemet. INILAB udvikler webbaserede HMI’er, betjeningspaneler og embedded brugerflader til løsninger, hvor en digital handling får en fysisk konsekvens. Uanset teknologien skal brugerfladen ikke blot vise systemet, men gøre det muligt at forstå og betjene det sikkert.

Opgaven før skærmbilledet

Brugerfladen følger opgaven – Ikke nødvendigvis maskinens logik

Mange brugerflader bliver bygget med udgangspunkt i det, som systemet kan vise. Vi bygger den anden vej rundt: fra det, som brugeren skal forstå, beslutte og gøre. En god brugerflade viser ikke nødvendigvis alt det, som systemet ved, men det, som situationen kræver.

Derfor begynder vi ikke med en liste over signaler og systemvariable, men med opgaven:

  • Hvilken beslutning skal brugeren træffe?
  • Hvad skal kunne aflæses med det samme?
  • Hvilke afvigelser kræver handling?
  • Hvilke funktioner må ikke kunne forveksles?

Værdierne skal ikke nødvendigvis stå i den rækkefølge, som maskinen leverer dem, og alle alarmer skal ikke råbe lige højt. Brugerfladen skal fremhæve det, der kræver handling, mens det normale får lov at træde i baggrunden.

Brugssituationen former løsningen. En offshoreoperatør kan stå med handsker foran en våd skærm. En laboratoriemedarbejder skal følge et præcist måleforløb. En butikskunde skal kunne låse sig ind med en pinkode eller oprette sig via en QR-kode uden først at læse en manual.

Fra havbund til butiksdør

For Geo Subsurface Expertise  gør vi målinger fra op til 500 meter under havoverfladen forståelige og operationelle for brugeren på dækket. Livegrafer viser udviklingen, mens statusvisninger fremhæver de afvigelser, der betyder noget.

For NORDIC samler vi præcis styring og måledata fra rotationsblandere i ét betjeningsbillede. I Vision Field Care guider brugerfladen brugeren gennem en struktureret synsfeltscreening efter en kort instruktion.

Og i en fysisk selvbetjeningsbutik forbinder adgangspanelet den besøgende med den digitale shop. Pinkode, QR-oprettelse og efterfølgende validering indgår i ét sammenhængende adgangsflow. Teknologierne og brugerne er forskellige. Opgaven er den samme: at oversætte et komplekst system til en tydelig handling.

Den rigtige motor til HMI-løsningern

To fundamentale måder at udvikle og bygge HMI på

Grundlæggende bygger  vi brugerflader på to forskellige måder, hvor valget påvirker både hardwaren, brugeroplevelsen ved skærmen og den daglige drift.

En webbaseret brugerflade giver stor frihed. Den kan rumme grafer, historik, indstillinger og administration. Den er hurtig at videreudvikle, og den samme flade kan åbnes fra en computer eller telefon et andet sted.

På KitOS afvikles brugerfladen direkte på enheden og starter sammen med systemet som en integreret del af betjeningen. Den kommunikerer med systemets øvrige applikationer gennem den interne databus og kan fungere lokalt uden internetforbindelse. Webteknologien kræver til gengæld mere processorkraft og hukommelse, og det kan mærkes på mindre hardware.

En letvægtsflade er udviklet til fokuserede betjeningsopgaver, der skal løses super hurtigt. Den tegnes direkte på skærmen af et kompakt grafikbibliotek, og den bruger meget lidt processorkraft og hukommelse. Hos INILAB anvender vi ekspempelvis LVGL til disse HMI-løsninger.

Det giver en kontant respons, når brugeren trykker, og gør det muligt at anvende mindre og billigere hardware. Til gengæld er letvægtsfladen ikke i sig selv beregnet til fjernadgang fra en telefon eller computer, og ændringer kræver typisk mere udviklingsarbejde end på en webbaseret brugerflade.

Forskellen kan mærkes ved døren

I selvbetjeningsbutikken begynder adgangspanelet som en webbaseret brugerflade. Vi bygger det efterfølgende om til en letvægtsflade på den samme hardware, og panelet bliver markant hurtigere at betjene.

Det er ikke kun en teknisk forbedring. Når en kunde står ved døren og vil ind, skal panelet reagere i det øjeblik, der bliver trykket.

Nogle systemer har brug for begge dele: En hurtig lokal betjening på udstyret og en webbaseret flade til administration, analyse eller fjernadgang.

Teknologien er altså et valg med opgaven som udgangspunkt.

Fra signal til handling

Når en værdi ser forkert ud på skærmen, ligger fejlen ikke nødvendigvis i brugerfladen. Den kan begynde i en sensor, en protokol, en datamodel eller en integration længere nede i systemet.

Derfor udvikler vi ikke brugerfladen som et isoleret lag. Vi arbejder med hele kæden fra fysisk signal og kommunikation til databehandling, visualisering og handling.

Det kan omfatte:

  • Sensorer og instrumenter
  • PLC- og SCADA-integration
  • Industrielle kommunikationsprotokoller
  • Realtidsdata og tidssynkronisering
  • Edge-enheder og KitOS
  • Datamodeller og forretningslogik
  • Identitet og adgangsstyring
  • Lokal betjening og fjernadministration

Resultatet er ikke blot en flade, der ser rigtig ud. Det er en flade, der bygger på en teknisk sammenhæng, som vi alle forstår hele vejen igennem.

Opdateret uden at forstyrre driften

En brugerflade viser først sit sande værd, når den har været i hænderne på virkelige brugere. Her opdager man, hvilke oplysninger der bruges konstant, hvilke trin der skaber tøven, og hvad der kan forenkles.

Derfor udvikler vi løsninger, som kan justeres og opdateres kontrolleret. Brugerflade, applikationer og øvrige systemkomponenter versioneres og testes som en del af den samlede løsning.

På KitOS-baserede systemer kan opdateringer distribueres til én enhed ad gangen eller til alle på én gang. Den lokale afviklingsmotor kan låses til en bestemt version, så brugerfladen ikke pludselig ændrer adfærd på grund af en uvedkommende opdatering. Nye versioner indføres bevidst og afprøvet, og ikke mindst afhængigt af arkitekturen med mulighed for at gå tilbage.

Løsningen må gerne blive klogere uden af driften behøver ikke blive nervøs af den grund.

Sikkerhed uden genveje

Det enkle sikkerhedslag ligger under den intelligente styring

Brugerfladen kan understøtte sikre beslutninger, men sikkerhedskritiske funktioner må ikke afhænge af, at en skærm eller applikation fungerer korrekt.

Derfor adskiller vi betjening, intelligent styring og det grundlæggende sikkerhedslag. En nødstopfunktion eller mekanisk grænse skal kunne virke, selv hvis resten af systemet har en dårlig dag.

Det intelligente lag kan samtidig gøre det, som en enkel sikkerhedskreds ikke er bygget til. Hos Geo sammenstiller systemet flere målepunkter og reagerer både på overskredne grænser og på det samlede billede, som målingerne tegner. Det gør det muligt at vurdere, om undersøgelsen forløber som forventet, og om udstyret risikerer at tage skade.

Fra en måling ændrer sig, til styringen modtager beskeden, går der højst 80 millisekunder. Den grundlæggende fysiske sikring ligger samtidig uden om brugerfladen og den avancerede software.

Brugerfladen er vigtig, men aldrig enerådende.

Brugerfladen som del af produktet

HVornår giver specialudviklet HMI rigtig god mening?

En specialudviklet brugerflade giver mening, når betjeningen er en væsentlig del af arbejdsgangen, sikkerheden eller selve produktets værdi.

Det gælder bl.a. når:

  • Brugerfladen er en del af produktet og ikke blot et servicepanel.
  • Betjeningen har direkte betydning for, hvor godt opgaven bliver løst.
  • Brugeren skal reagere på hændelser i realtid.
  • Udstyret betjenes af mennesker uden specialuddannelse i systemet.
  • Data fra flere sensorer og fra både nyt og ældre udstyr skal opleves som ét system.
  • Betjeningen skal fungere uden konstant internetforbindelse.
  • Brugeridentitet og fysisk adgang hænger sammen.
  • Udstyret skal fungere og kunne opdateres i mange år.

Hvis et standardpanel løser opgaven godt og tilfredsstillende, er der ingen grund til at specialudvikle et nyt. Vores tilgang kræver mere af designfasen og betaler sig dér, hvor brugerfladen har reel betydning for produktet, sikkerheden eller den daglige drift.

Vi begynder før den første knap

Arbejdet begynder med at forstå brugerne, systemet og de situationer, hvor brugerfladen skal gøre en forskel. Først derefter tager vi stilling til informationshierarki, betjeningsform, visualisering og teknologi.

Det giver os det bedst mulige grundlag for at afgøre, om løsningen skal være webbaseret, bygges som en letvægtsflade, eller kombinere en hurtig lokal betjening med fjernadgang og central administration.

På den måde bliver HMI ikke et skærmbillede, der tilføjes til sidst. Det bliver en gennemtænkt del af det samlede system – lige fra den første måling til den konkrete handling, som brugeren foretager.

Udvalgte cases med operatørflader

Erfaring fra virkeligheden

Vil du vide mere om HMI og specialudviklede brugerflader til fysiske systemer?

Daniel Frederiksen, CTO, teknisk direktør i INILAB

Daniel Frederiksen
CTO | Teknisk direktør