當(dāng)下，組態(tài)軟件的使用變得越來越簡單。以TIA 博途為例，多數(shù)情況下通過簡單地拖拽就可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的開發(fā)，博途強(qiáng)大的庫功能也支持工程師能夠更加模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

從產(chǎn)品的角度來講，在性價(jià)比趨同的情況下，產(chǎn)品之間競爭的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到用戶的使用體驗(yàn)上。良好的設(shè)計(jì)恰恰能提升用戶體驗(yàn)，提高產(chǎn)品的靈活性，從而為產(chǎn)品帶來更大的附加值。增加產(chǎn)品的競爭力。

對(duì)于開發(fā)工程師來講，在當(dāng)前的組態(tài)軟件中，配色方案、樣式和庫等支持全局設(shè)置，具有靈活的復(fù)用性。因此良好的設(shè)計(jì)還能夠提升工程師的組態(tài)效率，節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)的時(shí)間成本。進(jìn)而能為企業(yè)節(jié)省成本。

最重要的一點(diǎn)：HMI設(shè)計(jì)是工程師能夠掌握的一門手藝。未來也將會(huì)是HMI工程師**少的一項(xiàng)技能。所以，今天我們就來聊聊實(shí)現(xiàn)更好的HMI設(shè)計(jì)的方法。讓更好的設(shè)計(jì)帶來更高的競爭力。

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喬布斯經(jīng)典語錄：設(shè)計(jì)不僅僅是外觀和感受，設(shè)計(jì)是解決產(chǎn)品如何運(yùn)作的。HMI設(shè)計(jì)呈現(xiàn)的是顯示、控制和分析工藝系統(tǒng)的界面。但是最終的目的是為了滿足生產(chǎn)控制的需要。因此HMI設(shè)計(jì)關(guān)注兩部分內(nèi)容：視覺效果和功能實(shí)現(xiàn)。而視覺效果服務(wù)于產(chǎn)品功能。

HMI 設(shè)計(jì)方面也有相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)。ISO 9241就是關(guān)于辦公室環(huán)境下交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人類工效學(xué)國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)為基于計(jì)算機(jī)的交互系統(tǒng)的整個(gè)生命周期中以人為中心的設(shè)計(jì)原則和活動(dòng)提供了要求和建議。2019年七月發(fā)布了最新版本。包含：

210部分：交互系統(tǒng)以人為本的設(shè)計(jì)

220部分：以人為本設(shè)計(jì)在組織內(nèi)的實(shí)現(xiàn)、執(zhí)行和評(píng)估過程。

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方法加實(shí)踐是學(xué)習(xí)手藝的不二法門。好的方法能達(dá)到事半功倍的效果。為了實(shí)現(xiàn)更好的HMI設(shè)計(jì)，在這里提煉出了關(guān)鍵的五個(gè)步驟供大家參考：策略、聚焦、結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖和設(shè)計(jì)。下面是詳細(xì)的介紹：

策略就是明確HMI產(chǎn)品的用戶是誰，然后從用戶的角度出發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。所以首先要做的是和用戶充分的溝通，收集用戶的需求。讓最終用戶參與到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。在溝通過程中，要進(jìn)一步明確用戶的類型。通常一個(gè)設(shè)備會(huì)有操作員、調(diào)試人員以及維護(hù)人員等不同角色的用戶進(jìn)行操作。因此作為HMI的開發(fā)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(chǎn)品是服務(wù)于操作人員的，所以要充分了解操作員的需求。發(fā)掘出共性的內(nèi)容。比如：界面盡量的清晰、美觀，信號(hào)的狀態(tài)變化要易于識(shí)別，對(duì)于需要控制的內(nèi)容要重點(diǎn)關(guān)注，明確執(zhí)行控制的必要條件和步驟，明確控制結(jié)果的反饋信息等。

因此在產(chǎn)品開發(fā)或者項(xiàng)目啟動(dòng)之初，HMI工程師就需要收集和整理相關(guān)信息，并且隨時(shí)留意解決問題的思路和靈感。做好記錄。

聚焦的意義在于工程師需要關(guān)注設(shè)備的使用場景和操作員的使用習(xí)慣。使用場景包括明確被操作設(shè)備所在的區(qū)域，是近現(xiàn)場還是遠(yuǎn)現(xiàn)場，是安裝在室內(nèi)還是室外。當(dāng)設(shè)備需要操作時(shí)，現(xiàn)場是什么情況，比如：聲音、光線、周邊有沒有移動(dòng)的設(shè)備等。操作人員的使用習(xí)慣包括：操作員的日常工作狀態(tài)、工作中是否需要戴手套、操作人員是否需要輪班、哪些內(nèi)容操作的頻率高等。簡單來講就是關(guān)注環(huán)境和人，以及兩者之間可能產(chǎn)生的相互影響。

在ISO 9241(關(guān)于辦公室環(huán)境下交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人類工效學(xué)國際標(biāo)準(zhǔn))中提到使用場景在設(shè)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(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)人類功效學(xué)國際標(biāo)準(zhǔn))中從用戶、工作內(nèi)容、設(shè)備和使用環(huán)境四個(gè)方面來說明用戶場景?？梢娛褂脠鼍皩?duì)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(shè)備感覺不舒服或者混亂的地方，我們常稱之為“痛點(diǎn)"。解決這些痛點(diǎn)，就能夠減少產(chǎn)品對(duì)用戶帶來的負(fù)面效應(yīng)，也會(huì)明顯的提高生產(chǎn)力。

結(jié)構(gòu)化的思維是工程師必*的素質(zhì)。第三步結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)產(chǎn)品中信息的架構(gòu)和流向。在這一步工程師需要明確項(xiàng)目中有哪些畫面，每個(gè)畫面上的內(nèi)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(gè)環(huán)節(jié)的畫面該如何定義和切換。最終需要設(shè)計(jì)出所有的畫面和用戶操作的流程。與其說是設(shè)計(jì)出不如說是總結(jié)出具體的操作流程和切換關(guān)系。在這一步，工程師需要輸出的內(nèi)容是：所有畫面和畫面上內(nèi)容的定義以及畫面信息流的邏輯關(guān)系圖。

在這一步，工程師還需要整理出項(xiàng)目底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流。為展示和分析做準(zhǔn)備。

構(gòu)圖部分涉及到的內(nèi)容有：1.確定有哪些畫面類型。2.確定屏幕的組成和層次結(jié)構(gòu)。3.完成交互對(duì)象的設(shè)計(jì)。

建議控制對(duì)象或者控制設(shè)備盡量作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。做成類型或者庫。導(dǎo)航和工具欄通用部分也可以設(shè)計(jì)成庫或者模板。項(xiàng)目的庫和模板設(shè)計(jì)好之后，在博途平臺(tái)是具有通用性的。不但在當(dāng)前項(xiàng)目中可以用，不同的項(xiàng)目之間也可以使用。

這種情況下，通常不會(huì)有一個(gè)絕對(duì)的、最佳的方案。我們可能會(huì)有不止一個(gè)方案。建議先用紙和筆，畫出方案的草圖。準(zhǔn)備二到三個(gè)方案與用戶或者項(xiàng)目組一起討論，獲取大家的反饋后，最終出定稿。

在這部分重要的一點(diǎn)就是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)。所謂面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，其實(shí)就是把操作對(duì)象抽象為類型，然后再實(shí)例化。比如faceplate功能就是典型的應(yīng)用。

構(gòu)圖最終的輸出結(jié)果是畫面類型和導(dǎo)航。最好在軟件中有個(gè)粗略的輪廓實(shí)現(xiàn)。

最后才是定義顏色、圖標(biāo)和字體等UI設(shè)計(jì)內(nèi)容。圖像和顏色主要用于增強(qiáng)操作員獲取信息的能力。體現(xiàn)公司和產(chǎn)品的風(fēng)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(yè)的配色網(wǎng)站或者專業(yè)的設(shè)計(jì)網(wǎng)站搜索相關(guān)的內(nèi)容。

畫面圖形的精細(xì)化也是很大的一塊工作。畫面上對(duì)象的大小、位置擺放和成組關(guān)系等，不像控制邏輯那樣可以有明確的條件和標(biāo)準(zhǔn)。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(xué)的研究結(jié)果表明規(guī)律性是用戶界面、系統(tǒng)、產(chǎn)品等設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。當(dāng)然這是比較抽象的理論。如欲了解實(shí)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(gè)版本。Template Suite 是西門子與專業(yè)機(jī)構(gòu)共同開發(fā)的，用于工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)代設(shè)計(jì)系統(tǒng)。每個(gè)元素都是完*定制化的，可適應(yīng)于不同的分辨率。用戶也可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。