使賓夕法尼亞州的三哩島核電廠在1979年成為眾人焦點(diǎn)的問題的根源無(wú)疑是很多的，但有些人認(rèn)為這個(gè)不幸事件的根源是操作者，面對(duì)大量令人如此困惑的信息，在顯示中沒有找到任何線索告訴他們哪兒錯(cuò)了或要做些什么。還有人稱，五年之后印度Bhopal地區(qū)的化學(xué)災(zāi)難也是同樣原因，由于不幸的決定而造成的。操作者本應(yīng)做些什么，但顯示的設(shè)計(jì)卻不容易令人決定要做些什么。

　　從這些災(zāi)難看來(lái)，加上應(yīng)用的日趨增多和日漸復(fù)雜，迅速發(fā)展的技術(shù)和生產(chǎn)全球化，已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)化HMI的渴望、需求和要求。正如Invensys系統(tǒng)有限公司的一個(gè)業(yè)務(wù)部門，Wonderware第三方計(jì)劃的市場(chǎng)部主任JayJeffreys所說(shuō)，“我們需要一種

　　簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)表達(dá)的方法，以便人們能夠真實(shí)地看到和了解什么是重要的，并及時(shí)做出反應(yīng)�！�

　　探索人機(jī)界面(HMI)標(biāo)準(zhǔn)化的方法是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，從有些錯(cuò)誤的開始到現(xiàn)在，通過(guò)一個(gè)正規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)ISASP101人機(jī)界面，進(jìn)入具有通用性和一致性的顯示。

　　ISA-SP101：人機(jī)界面

　　ISA-SP101，人機(jī)界面，是正在進(jìn)行中的工作。和所有ISA委員會(huì)一樣，它的努力可能以技術(shù)報(bào)告、推薦實(shí)踐或完整的標(biāo)準(zhǔn)而告完成�；蛘呔腿缥瘑T會(huì)主席JoeBingham所說(shuō)，“我們也許創(chuàng)造全部三份文件”。這個(gè)過(guò)程通常大約需要3年。

　　去年，這個(gè)委員會(huì)的工作與2005芝加哥ISA展的信息會(huì)議一起開始。隨后，2006年1月在奧蘭多召開第一次正式會(huì)議。“我們大約開了5個(gè)小時(shí)會(huì)議，創(chuàng)造了兩句話”，Bingham回憶道，“并且感覺我們已經(jīng)獲得了重大的進(jìn)展”。

　　通過(guò)電話會(huì)議和互聯(lián)網(wǎng)交換，委員會(huì)已經(jīng)制訂了目的和范圍：

　　目的：ISA-SP101界定了對(duì)高效、有效、界面友好的HMIs評(píng)估、設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施和維護(hù)的要求。

　　范圍：ISA-SP101確定了工業(yè)控制系統(tǒng)的HMI設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，包括：

　　■信息顯示；

　　■工藝流程圖；

　　■用戶交互作用；

　　■性能；以及

　　■文件和培訓(xùn)。

　　委員會(huì)正從最終用戶、系統(tǒng)集成商和供應(yīng)商的平衡中尋找反饋。任何人在該話題上有興趣都可以成為“信息成員”。下一步，委員會(huì)將在2006年10月的休斯敦ISA展中進(jìn)行面對(duì)面的交流，到時(shí)，重點(diǎn)將放在定義上。

　　Bingham說(shuō)：“我們需要預(yù)先定義術(shù)語(yǔ)。如果我們有一張?jiān)敿?xì)的定義列表，我們將消除很多歧義�！爆F(xiàn)在，正研發(fā)的定義包括HMI、歷史記錄、事件、報(bào)警、顯示、工藝流程圖、人為因素，屏幕密度，趨勢(shì)記錄，音頻、PDA、像素、分辨率、啟動(dòng)、停止和觸覺反饋。

　　從歷史的角度來(lái)看

　　近幾年的大量事件使得工業(yè)領(lǐng)域謀求HMI標(biāo)準(zhǔn)。在20世紀(jì)80年代中期，ISA學(xué)會(huì)開發(fā)了SP5.5，用于過(guò)程顯示的圖形符號(hào)，其注重用于過(guò)程畫面的儀表符號(hào)。此標(biāo)準(zhǔn)是在DOS系統(tǒng)的黑白文本顯示信息時(shí)開發(fā)的，當(dāng)然，已不再適用于當(dāng)今的過(guò)程畫面顯示技術(shù)。

　　另外，在20世紀(jì)80年代有關(guān)燃煤電廠的ISA-SP77，增加了稱之為SP77.60人機(jī)界面的小組委員會(huì)，對(duì)象是燃煤電廠。這項(xiàng)工作沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，然而，它卻成為一份建議性的技術(shù)報(bào)告。目前，隨著SP101的發(fā)展，ISA委員會(huì)正在審視過(guò)去做了什么，尋求如何抓住當(dāng)今的新技術(shù)和境遇。

　　ISA-SP101標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)主席（也是AES自動(dòng)化公司的總裁）JoeBingham指出，委員會(huì)一直“努力避免老生常談。我們不想重復(fù)其他的標(biāo)準(zhǔn)，”他特別指出，“比如，我們審視了有關(guān)報(bào)警事件的ISA-SP18[儀器信號(hào)和報(bào)警]，并決定說(shuō)‘按照SP18辦’。我們會(huì)把這些信息應(yīng)用到標(biāo)準(zhǔn)化中而不是重做已做的事�！�

來(lái)源：CONTROL ENGINEERING

　　HMI標(biāo)準(zhǔn)化也受到涉及其他方面的自動(dòng)化和控制的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的影響。盡管只是間接關(guān)聯(lián)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展很可能已成為目前開展標(biāo)準(zhǔn)化工作的主要因素。西門子能源和自動(dòng)化有限公司HMI產(chǎn)品部門經(jīng)理JayCoughlin說(shuō)：“首先我們有提供給所有供應(yīng)商供給設(shè)備所需的網(wǎng)絡(luò)資源。然后，OPC與軟件包一起發(fā)展，用共同的方法進(jìn)行相互間的通信。現(xiàn)在，我們看到了EDDL(電子設(shè)備描述語(yǔ)言)的發(fā)展。”

　　lin繼續(xù)說(shuō)，按理，在這一點(diǎn)上，一致性和通用性，以及他們帶來(lái)效益，應(yīng)該包括顯示�，F(xiàn)在全球性企業(yè)要求這樣�！笆虑椴辉俸�(jiǎn)單了，”Wonderware的Jeffreys補(bǔ)充道，“近來(lái)，當(dāng)你控制危險(xiǎn)操作時(shí)，你可能不看那一排排的燈、開關(guān)和儀表。也許你正在看計(jì)算機(jī)顯示�！�

　　幾乎沒有人對(duì)HMI標(biāo)準(zhǔn)化表示反對(duì)，預(yù)計(jì)將集中在屏幕配置和設(shè)計(jì)上。如果沒有受到批評(píng)，標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為是有益的，特別是在當(dāng)今多變的社會(huì)。大多數(shù)人同意效益可能是標(biāo)準(zhǔn)的最大優(yōu)點(diǎn)。一致的屏幕格式使設(shè)計(jì)和使用更簡(jiǎn)便、更安全。

　　這是件好事

　　“若干年前，業(yè)內(nèi)有標(biāo)準(zhǔn)，”Bingham主席說(shuō)。標(biāo)準(zhǔn)化能使屏幕設(shè)計(jì)和配置具有一致性，這可以幫助培訓(xùn)，他特別指出，現(xiàn)在操作者從一個(gè)設(shè)備移到另一個(gè)設(shè)備可能發(fā)現(xiàn)信息是以不同方式表現(xiàn)的，這增加了工作時(shí)間和培訓(xùn)需要。即使沒有消除這個(gè)問題，標(biāo)準(zhǔn)化可以使其減到最小，Bingham說(shuō)。

　　他解釋說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)化的目的不是要任何人重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，以符合標(biāo)準(zhǔn)�！拔覀冋�試圖保持軟件獨(dú)立，”他說(shuō)，“我們正在做排除清單。我們已經(jīng)確定

　　標(biāo)準(zhǔn)不包括手機(jī)、燈箱（模擬盤）、長(zhǎng)圖記錄儀、鐘表或其它分辨率小于320×240像素的任何東西。此外，我們規(guī)定一個(gè)人機(jī)界面必須有個(gè)最小色數(shù)(64)。這樣的決定將使我們關(guān)注�！�

　　HMI標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則當(dāng)然是個(gè)好主意，ABB公司的系統(tǒng)銷售經(jīng)理RoyTanner表示贊同，但是他相信確定他們所及的范圍將會(huì)是個(gè)挑戰(zhàn)。他說(shuō)：“我們已經(jīng)提出準(zhǔn)則，但由于客戶有他們自己的標(biāo)準(zhǔn)，或者由于過(guò)去/現(xiàn)在的系統(tǒng)需要特殊的觀感，或者由于不同地區(qū)、不同工業(yè)有他們自己的要求和準(zhǔn)則，有時(shí)沒有按照這些標(biāo)準(zhǔn)�！�

　　任何標(biāo)準(zhǔn)或委員會(huì)——“使供應(yīng)商一起為最終用戶提供更簡(jiǎn)便的系統(tǒng)配置是一件好事，”西門子的Coughlin說(shuō)�！白罱K用戶、集成商、供應(yīng)商都需要[并且正被要求]為標(biāo)準(zhǔn)提供輸入，這將給供應(yīng)商一個(gè)構(gòu)架，根據(jù)這個(gè)架構(gòu)來(lái)制造產(chǎn)品。主要優(yōu)點(diǎn)是不管供應(yīng)系統(tǒng)的是誰(shuí)，HMIs都具有類似觀感。引導(dǎo)將更有效，變化將更容易產(chǎn)生。”

　　貝加萊（B&R）工業(yè)自動(dòng)化公司的分銷/銷售經(jīng)理JohnRoberts也稱標(biāo)準(zhǔn)化HMI“是個(gè)好主意”，但他指出HMI用于各種工業(yè)中的各種機(jī)器上，從而也許很難開發(fā)涉及所有領(lǐng)域的事物。他發(fā)現(xiàn)輸送性能、持續(xù)性、便攜性都是標(biāo)準(zhǔn)化的好處，但他說(shuō)它“必然有局限性。用于工業(yè)洗衣機(jī)的機(jī)器與醫(yī)療掃描設(shè)備上的HMI是完全不同的�！�

　　BoschRexroth公司電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和控制器部的產(chǎn)品經(jīng)理RamiAl-Ashqa有類似看法。他預(yù)料對(duì)HMI標(biāo)準(zhǔn)化的反應(yīng)將隨不同工業(yè)而變化，他預(yù)測(cè)，“汽車制造商歡迎標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗麄冃枰�一致性。�?dāng)我們從事汽車應(yīng)用時(shí)，我們看了對(duì)規(guī)律性和重復(fù)性的要求，同樣的按鈕每次都出現(xiàn)同樣的屏幕。操作者知道怎樣操作他們的屏幕，并且他們希望保持那個(gè)方式。但對(duì)于印刷和包裝業(yè)，應(yīng)用更加創(chuàng)新；他們需要能提供圖解，方法，ActiveX控制。標(biāo)準(zhǔn)化在那兒也許會(huì)造成一些困難�！�

　　HMI標(biāo)準(zhǔn)化有許多好的理由，Iconics的市場(chǎng)主管TimDonaldson非常贊同�！耙呀�(jīng)有很好的屏幕設(shè)計(jì)投入實(shí)際應(yīng)用，但許多元素在這時(shí)一起來(lái)臨。”

來(lái)源：CONTROL ENGINEERING

　　Donaldson認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)使系統(tǒng)集成商為他們的系統(tǒng)提供了一個(gè)共同基礎(chǔ)，并緩和了學(xué)習(xí)曲線�！耙粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)疑將更容易從一個(gè)軟件包或系統(tǒng)移至另一個(gè)。共同的元素，共同的符號(hào)庫(kù)，共同的顏色都使誤解機(jī)會(huì)減到最小�！比欢�，他警告，為達(dá)到屏幕上元素的布置，共同的外觀也需要給創(chuàng)造性和客戶定制留下空間。

　　Donaldson說(shuō)引導(dǎo)一致性將有幫助�！耙环N方法可能把某一信息放在同一個(gè)地方，以便操作者總能知道到哪兒找它。標(biāo)準(zhǔn)也許指定警報(bào)裝置橫穿底部放置，引導(dǎo)按鈕橫穿頂部放置；例如：當(dāng)儲(chǔ)槽液位下降時(shí)，總要求在頂部左手角落雙擊。MicrosoftWindows的屏幕已經(jīng)規(guī)范化了標(biāo)題欄。如果你寫一個(gè)窗口應(yīng)用程序，它一定按照Windows應(yīng)用規(guī)范。HMI規(guī)范也許以類似的方式定下準(zhǔn)則�！�

　　標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該提出屏幕觀感的方式，而不是建成觀感的工具。Bosch-Rexroths公司的Al-Ashqar補(bǔ)充說(shuō)�！捌聊徊季趾湍切┡c屏幕交互的方法是關(guān)鍵的地方，”他說(shuō)。

　　“這里有個(gè)例子：HMI的顯示通過(guò)讓操作員在調(diào)出來(lái)的框中鍵入一個(gè)值來(lái)顯示參數(shù)。有些系統(tǒng)提供那個(gè)值需要的上限和下限；其它留作空白任它接受任意數(shù)字。一些系統(tǒng)留它作任選之用，允許編程或組態(tài)系統(tǒng)的人選擇如何顯示它。我認(rèn)為總顯示極限是有道理的。一個(gè)要求對(duì)話框總顯示上限、下限或最低值、最高值的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)是一個(gè)好想法，”Al-Ashqar認(rèn)為。

　　貝加萊（B&R）工業(yè)自動(dòng)化公司的Roberts建議，圖標(biāo)是一個(gè)很可能建議標(biāo)準(zhǔn)化作為對(duì)象的領(lǐng)域�！霸诤芏嗟胤�，歐洲用圖標(biāo)代替文本，”他說(shuō)�！耙惶讏D標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)可能是有用的。許多公司是全球性的。同樣，據(jù)報(bào)告，一個(gè)關(guān)于如何報(bào)警的標(biāo)準(zhǔn)大概是有用的。然而，用戶界面典型地是件個(gè)人的事。你能標(biāo)準(zhǔn)化什么是有限制的。你必須拋開靈活性而做你機(jī)器需要的特殊事情�！�

　　成為更像一個(gè)藝術(shù)家

　　HMIs需要應(yīng)付許多功能，從清晰一致的信息表述到報(bào)警管理，直至在工廠底層和企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換。但Wonderware公司

　　的Jeffreys說(shuō)，HMI設(shè)計(jì)師應(yīng)該關(guān)注的是“讓人們對(duì)車間中得到的巨大信息獲取認(rèn)知并進(jìn)行操作�！睘榱擞行У刈瞿切┦虑椋�“HMI設(shè)計(jì)師需要更像一個(gè)藝術(shù)家而不是工程師�！�

　　或許HMI標(biāo)準(zhǔn)的需要和好處總結(jié)在Jeffreys這個(gè)例子中最恰當(dāng)：“不久前，我從事SCADA系統(tǒng)的工作。這是按習(xí)慣開發(fā)的。在從一個(gè)公共事業(yè)部門得到一份監(jiān)控變電站的合同之前，我們已經(jīng)在管道工業(yè)完成了很多裝置。”

　　“我們發(fā)現(xiàn)了那兩種應(yīng)用之間的一個(gè)根本區(qū)別。對(duì)管道或化學(xué)工程師，如果顯示是紅色的，它是關(guān)閉的，而顯示綠色表明其在運(yùn)行。但對(duì)電力工程師，顯示紅色表明其是帶電的。它是火線！不要碰它！如果是綠色，它是關(guān)閉且安全的。那時(shí)，我們使用硬性規(guī)定的編碼顏色來(lái)顯示對(duì)象。它是漫不講理而令人驚奇的。沒有標(biāo)準(zhǔn)化，就沒有辦法不作修改即從化工應(yīng)用進(jìn)入到電力應(yīng)用�！�

　　HMI設(shè)計(jì)的藝術(shù)

　　想要了解HMI設(shè)計(jì)師/開發(fā)商作為藝術(shù)家這個(gè)概念的更多信息，請(qǐng)參閱EdwardR所著的EnvisioningInformation（想象信息）。該書提供了關(guān)于如何以視覺手段解釋復(fù)雜材料和表述信息的實(shí)用建議，從而生成畫面。大約提供了400個(gè)圖解，包括如何不使用顏色的例子。想要學(xué)習(xí)更多信息，請(qǐng)登錄www.edwardtufte.com/tufte/books_ei。

來(lái)源：CONTROL ENGINEERING