Оптимизация HMI

По мнению Криса Стернса, продукт-менеджера в компании Honeywell, в большинстве случаев новая система управления на предприятии оправдывает все ожидания, но позднее используется только 20% ее возможности. – Может быть, некоторые компоненты системы неправильно подобраны, или недостаточно хорошо обученный персонал не может полностью использовать таящиеся в системе возможности – утверждает Стернс. – Независимо от причин, в системе есть неиспользуемая функция или функции, которую можно использовать лучше.

Не подлежит сомнению, что попытка полного использования возможностей системы является непростой задачей. Несмотря на это немного желания и дополнительные средства, предназначенные на систему HMI, могут значительно увеличить эффективность и производительность предприятия. Это не единственная польза – качественная система HMI позволит менеджерам и операторам лучше выполнять свою работу. Недавно Control Engineering попросил многих экспертов, в том числе Криса Стернса, поделиться своими соображениями, касающиеся увеличения производительности интерфейсов человек-машина. Ниже представлены некоторые их идеи и рекомендации.

Эффективный значит гибкий

– Требования каждого предприятия, несомненно, отличаются, но в большинстве случаев можно сделать намного больше, чем кажется – отмечает Стернс. – В системах DCS главная функция –система тревог. В связи с этим только на некоторых предприятиях появляется идея реагировать на тревоги иначе, более эффективно. Как правило, оператор отслеживает отчет о тревогах, его задача – реагировать на них определенным образом. Доступная функция, хотя и находится под рукой, не используется. Отчеты можно сортировать, группировать и фильтровать в зависимости от потребностей. Благодаря таким простым операциям работа оператора может быть намного эффективнее.

По мнению Кайта МакФерсона, руководителя отдела развития рынка, визуализации и программного обеспечения в компании Rockwell Automation, возможность повторного использования является ключом для достижения высокой эффективности и производительности системы HMI. ­– Продукты должны быть спроектированы таким образом, чтобы они могли взаимодействовать и базироваться на одних и тех же переменных и объектах – утверждает МакФерсон. – Каждый элемент такой системы HMI программируется по одному и тому же шаблону. Код используется многократно – нет необходимости программировать каждое устройство индивидуально, как это происходит в традиционных системах. Система должна быть настроена таким образом, чтобы соответствующие данные обрабатывались должным образом и сразу поступали к нужным адресатам – без необходимости их многократно пересчета.

– Данные, которые необходимы оператору для эффективного управления процессом, отличаются от данных, с которыми будет работать его начальник – объясняет МакФерсон. – Даже если они будут одинаковыми, каждый захочет отображать их по-разному. Создание отдельных визуализаций для многих сотрудников – потеря времени. Данные должны быть предоставлены в системе управления или на слое SCADA. Это соответствующее программное обеспечение должно заботиться о том, чтобы данные отображались так, как этого хочет пользователь. Предприятия должны сами решать, позволит ли использование более совершенных систем отчета и инструментов для управления данными, a также центральной системы принятия решений позволит принимать лучшие решения. – Чтобы этого добиться, вовсе не нужна новая инфраструктура – продолжает МакФерсон. – Суть дела заключается в правильном соединении функциональности системы управления и HMI, а также соответствующей подготовке данных для гистограмм, конфигурации систем управления данными и планирования производством. В связи с нестабильной ситуацией на рынке многие компании ищут таким способом методы увеличения эффективности и производительности.

Скотт Миллер, бизнес-менеджер, специалист по системам визуализации в Rockwell Automation, подтверждает слова МакФерсона. – Вложение средств в систему управления и ее унификация принесет пользу и в будущем, потому что данные, которые нам необходимы, постоянно меняются – утверждает он. – Все системы управления и визуализации являются динамическими системами. Информация, которая нам необходима сегодня, отличается от той, которая нам была нужна три месяца назад и от той, которая нам потребуется через три месяца. Соответствующая и правильно настроенная система, готовая к последующей модернизации, это шанс на отсутствие сюрпризов в будущем.

Не только радость для глаз

Хотя оборудование обычно развивается медленнее, чем программное обеспечение, это вовсе не означает, что оно не влияет на эффективность. Улучшаемые дисплеи все совершеннее и светлее. Вычислительные мощности видеокарт постоянно растут, благодаря чему можно осуществлять рендеринг значительно более сложных и приятных глазу изображения. – На предприятиях необходимо использовать новые технологии обработки изображения для того, чтобы визуализации были понятнее, и, что очень важно, интуитивные, – отмечает Миллер. – Те, кто пытается максимально увеличить эффективность, не должны забывать о мобильных технологиях, в том числе об удаленном доступе и удаленном управлении. Мобильные устройства – это экономия на аппаратных кнопках и исключение ошибок оператора ,– добавляет он. – Потребность в гибкости будет требовать от нас адаптации и принятия беспроводных устройств.

К счастью, новое поколение операторов хорошо знакомо с современными технологиями. – Исследования, проведенные в Северной Америке, показывают, что многие операторы уйдут на пенсию в течение ближайших 10 лет или даже раньше – утверждает Миллер. – На их место придет новая рабочая сила, которая выросла среди современных технологий, таких как телефоны iPhone или социальная сеть Twitter. Естественно, что у них будет другой взгляд на информацию, чем у предыдущих поколений. Эти факторы будут учитываться при проектировании систем HMI будущего. Новое поколение операторов сможет использовать возможности, которые предоставляет оборудование в области увеличения разрешения, улучшенного качества графики или управления данных.

С этим утверждением соглашается МакФерсон. – Когда-то оператор был прикован к креслу. Сейчас почти каждый намного мобильнее, чем еще 5 назад… и поэтому эффективнее. Он перемещается, но при этом благодаря беспроводным устройствам постоянно может контролировать процесс. Доступ через браузер стал обычным делом. Операторы чувствуют себя свободно, используя новые технологии и сложную графику. Если они могут получить доступ к информации быстрее, они также могут быстрее отреагировать и тем самым эффективнее выполнять свою работу. Однако это произойдет только в том случае, если они получат полные данные в соответствующей форме и в нужное время. Выполнение данного условия намного важнее, чем еще 5 лет назад.

– Сегодня производители вынуждены выжимать все возможное из того, что у них есть – добавляет Алан Коун, продукт-менеджер в компании Siemens Industry, который соглашается с утверждением, что современная технология представления изображения увеличивает эффективность и долговечность оборудования. – Большинство компаний выбирают панорамные мониторы, – утверждает он. – Оператор получает больше рабочего пространства, и, что важнее, больше информации на мониторе на первый взгляд такого же размера. Мониторы могут иметь более высокое разрешение, а большинство устанавливаемых сейчас мониторов выполнены по технологии LED, которая дает более высокую яркость и лучшие возможности настройки. Хотя срок эксплуатации таких мониторов не превышает срок службы их традиционных предшественников (40 000–50 000 часов), мониторы LED потребляют меньше энергии и поэтому более экологичны.

Все в руках оператора

На общую производительность системы HMI также влияет человеческий фактор, хотя об этом часто забывают. – Независимо от того, используется ли старый монитор CRT или новая плоская модель, – утверждает Стимс из Honeywell – речь идет прежде всего о том, что будет перед глазами оператора: что отображается, каким образом и когда. Это ключ для быстрой и эффективной реакции. Соответствующие курсы для операторов могут принести огромную пользу. Оператор, который получит информацию более высокого качества или нужную информацию в нужное время, может работать лучше.

– Обучение очень важно, – подчеркивает Стернс. – Оператору не могут работать так, как будто они никогда не проходили обучения, – утверждает он. – На это стали обращать внимание только в последние годы. Даже те же самые сотрудники, работая на том же оборудовании, могут работать намного эффективнее, если несколько раз в году будут проходить обучение и будут хорошо понимать то, что они делают, и как делать это лучше всего. К счастью, кризисные ситуации случаются редко. Обучение позволяет понимать работу системы и „быть в курсе”, поэтому в случае аварийной ситуации можно рассчитывать на правильную реакцию оператора. Использование симуляторов в обучении дает очень хорошие результаты. Инвестиции в обучение напрямую влияют на эффективность системы HMI.

По наблюдению Уэйна Паттерсонa, продукт-менеджера в компании Siemens, обучения сотрудников с целью увеличения их производительности это не только польза, но и требование глобализации. – OEM-производители, которые присутствуют на всех континентах, должны сосредоточиться на эффективной поддержке своих продуктов, – утверждает он. – Им не выгодно посылать сотрудников технической поддержки по всему миру – это слишком дорого. Более быстрым и дешевым решением является предложение удаленной помощи, которая отображается непосредственно на операторских панелях.

Когда уже все сказано и сделано

Независимо от того, насколько хорошо они используются, HMI и интерфейсы оператора будут присутствовать в промышленности всегда. – Люди действительно в них нуждаются, – отмечает Коун, – и будут все сильнее зависеть от них. Устройства хотят отображать как можно больше информации на своих экранах, а развивающиеся технологии позволяют это сделать. Возможно, на высших уровнях HMI начнут использовать смартфоны, возможно, даже для управления системой, но точно не для управления производством. Количество беспроводных устройств несомненно увеличится.

Те времена, когда обслуживающий персонал носил только ящик с инструментами, уходят в прошлое, поскольку преобладают электронные устройства. – Способ взаимодействия сотрудников также меняется, – утверждает Стернс, ссылаясь на высказывание Паттерсонa о влиянии глобализации. – Например, техник, который осуществляет диагностику с помощью мобильного устройства, собирает необходимые данные, фотографирует, измеряет и снимает ролики с помощью мобильного устройства, а затем отправляет материалы эксперту в Швейцарии. На основании собранных данных эксперт решает, как исправить устройство. То, что могло занимать много дней, недель, даже полгода, сейчас происходит практически мгновенно. Технология позволяет преодолеть географические барьеры.

Однако Стернс предупреждает, что е стоит считать технологию панацеей от всех проблем. – Технология позволяет сделать, но не является готовым решением. Мы должны решать проблемы, а не только внедрять новые технологии. Звонки и свистки находят применение в коммерческих решениях, но не в промышленности, где важны уверенность действий, безопасность и эффективность.

HMI это просто черный ящик. Его ценность зависит от того, насколько он помогает оператору принимать оптимальные решения и работать эффективно. Производители должны понимать, что новые решения помогают пробудить силы, дремлющие в системе. Использование их возможностей и оптимизация остальной системы – вот путь к эффективному управлению системой наиболее экономичным способом.

Статья под редакцией магистра инженера Лукаша Урбаньского, докторанта кафедры промышленной автоматики и робототехники электротехнического факультета Западно-Поморского технологического университета в Щецине.