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GUIA PARA EL DISEÑO DE HMI Hernan Saquicuya Amendaño ‹
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Abstract —EL diseño del HMI juega un papel importante en la calidad del producto en procesos industriales porque determinar la flexibilidad de la comunicacion del usuario con las maquinas, este paper tiene como objetivo proporcionar criterios necesarios para el diseño de tal interfas. Index Terms—Interfas
Hombre-Maquina, HMI
I. INTRODUCCION En la actualidad se puede apreciar la fuerte tendencia que se esta esta dando dando por parte de los proceso procesoss indust industria riales les a la automatizacion de cada una de sus fases, de manera especial a la automatizacion de procesos, siendo esta la determinante de la ca cali lida dadd del del prod produc ucto to que que pres presen ente te la empr empres esa, a, La interfas Humano Maquina permite la comunicacion entre estos dos, transmitiendose informacion, ordenes, y datos en ambos sentidos, la importacion de una buena interfaz entre usuario maquin maquinaa se basa basa en poder poder contro controlar lar las anomal anomalias ias que se puedan puedan dar en un tiemp tiempoo determ determina inado, do, pudien pudiendo do tambie tambienn ajustar los diversos parametros seleccionados para el control de procesos. De esta manera la interfaz se puede convertir en una barrera debido a un pobre diseño y una escasa atención a los detalles de la tarea a realizar. Un buen programa con una interfaz pobre tendra una mala imagen, por lo tanto es necesario conocer las pautas de diseño, normas y recomendaciones ‘para la elaboracion de un HMI apropiado, el objetivo del artículo es proporcionar los criterios necesarios para el diseño de la HMI. II. ANALISIS Y MODELACION DE TAREAS El anális análisis is y model modelado ado de tareas tareas puede puede aplica aplicarse rse para para entender las tareas que realizan comúnmente los usuarios y después orientarlas en un conjunto similar de tareas que se implementan en el contexto de interfaz hombre-maquina. Esto Esto se puede puede lleva llevarr a cabo cabo media mediante nte la observ observaci ación ón o estudiando una especificación existente de una solución basada en computadora y obteniendo un conjunto de tareas de usuario que implante el modelo del usuario, el modelo de diseño y la percepción del sistema. Independi Independientem entemente ente del enfoque enfoque general general del análisis análisis de tareas, el ingeniero del software debe definir y clasificar las tareas. Un enfoque es hacer la elaboración paso a paso. El modelo de diseño de la interfaz debería acomodar todas estas tareas de manera que sean compatibles con el modelo de usuario y con la percepción del sistema. Una vez que se ha definido cada tarea o acción, empieza el diseño de la interfaz. Los primeros pasos en el proceso de diseño de la interfaz se puede llevar a cabo usando el siguiente enfoque: 1) Establece Establecerr los objetiv objetivos os e intencio intenciones nes de la tarea.
2) Analizar Analizar cada objetiv objetivo/int o/intenci ención ón en una secuencia secuencia de acciones específicas. 3) Espe Especi cific ficar ar la secu secuen enci ciaa de la ac acci ción ón tal tal y como como se ejecutará a nivel de la interfaz. 4) Indicar Indicar el estado del sistema; sistema; por ejemplo, ejemplo, ¿cómo es la interfaz cuando se realiza una acción de la secuencia? 5) Definir Definir los mecani mecanismo smoss de contr control, ol, por ejemp ejemplo, lo, los dispositivos y acciones disponibles para el usuario para alterar el estado del sistema. 6) Mostra Mostrarr como como afecta afectann los mecani mecanismo smoss de contro controll al estado del sistema. 7) Indicar Indicar como interpreta interpreta el usuario el estado del sistema sistema por la información que le proporciona a través de la interfaz. III. ASPECTOS DE DISEÑO Existe Existenn cuatro cuatro aspect aspectos os import important antes es que se tomaro tomaronn en cuenta para el diseño de la interfaz hombre máquina: tiempo de respuesta del sistema, facilidades de ayuda, manejo de la información de error y la denominación de las órdenes que deben ser analizados durante el proceso de diseño, donde los cambios son fáciles de realizar y los costos son bajos y con el fin de evitar revisiones innecesarias, retrasos en el proyecto y frustración del cliente. A. Tiempo Tiempo de respuest respuesta a
El tiempo de respuesta se mide desde el momento en que un usuario realiza alguna acción de control hasta que el software responde con la acción deseada. En el tiempo de respuesta se destacan destacan dos característi características cas importan importantes: tes: el retardo retardo y la variabilidad. Si el retardo es grande conlleva frustración y el estrés del usuario. Y un tiempo muy pequeño que se refleja en un exceso de velocidad le lleva al usuario inevitablemente al error, ya que no le permite asimilar la información entregada. En tanto, la variabilidad se refiere al tiempo de respuesta medio en la ejecución de una tarea determinada, la cual debe ser constante en cada una de las acciones o respuestas que realiza. El tiempo de respuesta al que pretende llegar el equipo de trabajo se establece en la fase de planificación. B. Facilidad acilidades es de ayuda
Las facilidades de ayuda permite al usuario tener mayor conocimiento acerca del software a utilizar y se divide en dos tipos: integrada y agregada. La integrada se establece durante el desarrollo de la aplicación y es sensible a los temas que se encuentran en el mismo ayudando a aumentar la amigabilidad de la interfaz. Y una agregada se añade posterior como un manual de usuario con una lista de temas relacionados.
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C. Manejo de la información de error
Los mensajes de error señalan al usuario, cuando algo ha ido mal y en algunos casos los mismos no muestran información clara del error por falta de indicación real de lo que está equivocado, conllevando a la frustración del usuario. Para el establecimiento de mensajes de error se debe considerar las siguientes características: Debe contener una descripción del problema en un idioma que pueda entender el usuario Debe proporcionar información de tipo retrospectiva de forma que pueda recuperarse del error. Señalar si ha provocado alguna consecuencia negativa poe ejemplo la pérdida de información, etc. Debe ir acompañado por una señal visible. El texto no debe culpar nunca al usuario •
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D. Denominación de las órdenes
Antiguamente se utilizaban órdenes escritas para la interacción entre el usuario y la máquina, pero actualmente con el despliegue de ventanas, señalización y elección se trata de mejorar esta orientación de tal manera que la interaccion sea la mejor. En el diseño se debe utilizar la menor cantidad de órdenes que abrevie o simplifique el proceso que realiza el usuario para su revisión. Usando un formato con mensajes cortos y precisos que no le confunda al usuario. las órdenes se mantienen en pantalla hasta que continúe con el siguiente proceso con el fin de evitar que se tengan que memorizar las mismas. •
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IV. REGLAS PARA EL DISEÑO DE INTERFACES Reglas de oro del diseño de interfaces: Dar control al usuario. Reducir la carga de memoria del usuario. Consistencia. • • •
A. Regla 1: Dar control al usuario.
El diseñador debe dar al usuario la posibilidad de hacer su trabajo, en lugar de suponer qué es lo que éste desea hacer. La interfaz debe ser suficientemente flexible para adaptarse a las exigencias de los distintos usuarios del programa. Principios:
1. Usar adecuadamente los modos de trabajo. 2. Permitir a los usuarios utilizar el teclado o el mouse. 3. Permitir al usuario interrumpir su tarea y continuarla más tarde. 4. Utilizar mensajes y textos descriptivos. 5. Permitir deshacer las acciones, e informar de su resultado. 6. Permitir una cómoda navegación dentro del producto y una fácil salida del mismo. 7. Permitir distintos niveles de uso del producto para usuarios con distintos niveles de experiencia. 8. Hacer transparente la interfaz al usuario, que debe tener la impresión de manipular directamente los objetos con los que está trabajando.
9. Permitir al usuario personalizar la interfaz (presentación, comportamiento e interacción). 10. Permitir al usuario manipular directamente los objetos de la interfaz. En suma, el usuario debe sentir que tiene el control del sistema. B. Regla 2: Reducir la carga de memoria del usuario.
La interfaz debe evitar que el usuario tenga que almacenar y recordar información. Principios:
1. Aliviar la carga de la memoria de corto alcance (permitir deshacer, copiar y pegar; mantener los últimos datos introducidos). 2. Basarse en el reconocimiento antes que en el recuerdo. 3. Proporcionar indicaciones visuales de dónde está el usuario, qué está haciendo y qué puede hacer a continuación. 4. Proporcionar funciones deshacer, rehacer y acciones por defecto. 5. Proporcionar atajos de teclado (iniciales en menús, teclas rápidas). 6. Asociar acciones a los objetos (menú contextual). 7. Utilizar metáforas del mundo real 8. Presentar al usuario sólo la información que necesita (menús simples/avanzados, wizards, asistentes). 9. Hacer clara la presentación visual (colocación/agrupación de objetos, evitar la presentación de excesiva información). C. Regla 3: Consistencia.
Permite al usuario utilizar conocimiento adquirido en otros programas. Ejemplo: mostrar siempre el mismo mensaje ante un mismo tipo de situación, aunque se produzca en distintos lugares. Principios:
1. Consistencia en la realización de las tareas: proporcionar al usuario indicaciones sobre el proceso que está siguiendo. 2. Consistencia dentro del propio producto y de un producto a otro. La consistencia se aplica a la presentación (lo que es igual debe aparecer igual: color del texto estático), el comportamiento (un objeto se comporta igual en todas partes) y la interacción (los atajos y operaciones con el mouse se mantienen). 3. Consistencia en los resultados de las interacciones: misma respuesta ante la misma acción. Los elementos estándar del interfaz deben comportarse siempre de la misma forma (las barras de menús despliegan menús al seleccionarse). 4. Consistencia de la apariencia estética (iconos, fuentes, colores, distribución de pantallas). 5. Fomentar la libre exploración de la interfaz, sin miedo a consecuencias negativas. V. GUIA Y CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO El HMI funcionará en pantallas de consola en computadoras. Se persigue como objetivo en esta guía proporcione las pautas del diseño de las pantallas para que las trampas visuales más comunes puedan evitarse y el cliente se muestre amigable y legible al usuario, además de adecuado a los objetivos del sistema.
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Existen diversas guías de diseño sacadas de expertos y comités, Por citar algunas de ellas: No se deben colocar demasiados objetos en la pantalla, y los que existen deben estar bien distribuidos. Cada elemento visual influye en el usuario no sólo por sí mismo, sino también por su combinación con el resto de elementos presentes en la pantalla. Demasiada simetría puede hacer las pantallas difíciles de leer. Si se ponen objetos sin alinear, hacerlo drásticamente. Asimetría = activo, simetría = sereno. Elementos de tamaño y color similares se perciben como pertenecientes a un grupo. Asumir errores en la entrada del usuario. Diseñar para el usuario, no para demostrar los propios conocimientos tecnológicos. Unos gráficos espectaculares no salvarán a una mala interfaz. No se deben colocar demasiados objetos en la pantalla, y los que existen deben estar bien distribuidos. Cada elemento visual influye en el usuario no sólo por sí mismo, sino también por su combinación con el resto de elementos presentes en la pantalla. A continuación se resumen las pautas para el diseño de una ’buena’ pantalla de HMI para el Sistema de gestión de alarmas: Fondos: usar los tonos apagados - gris claro es bueno. Sombra: es un método recomendado para fraccionamiento de una pantalla. Los gráficos de fondo deben usar tonos suaves, deben ser evitados los colores de alarma. Utilizar el negro para resaltar objetos. Texto: utilizar un tipo de letra estándar, que esté disponible en todos los PC. El estado del sistema de alarma debe ser visible en todas las pantallas, se recomienda mostrarlo en la parte superior de la pantalla. Los colores de alarma seguirán la convención: rojo = alarma, amarillo = alerta, verde = estado OK, azul = acción obligatoria. Para alarmas: se recomienda el uso adicional de indicaciones que no dependan del color; por ejemplo, la posición, texto, señal sonora, etc. No se acepta el destello constante de las alarmas y debe ser evitada la conmutación automática de pantallas en caso de alarma. Los sonidos son un buen método para resaltar y dar prioridad a las alarmas. La indicación de la situación del proceso no debe depender solo de los cambios de color. Los botones de navegación deben ser obvios y lo suficientemente grandes. Todas las páginas deben tener una visualización consistente. Los botones de navegación deben estar en el mismo lugar. Todo el contenido debe estar alineado. •
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de gran importancia el realizar un buen diseño ya que este va a determinar en gran medida el concepto de calidad de un producto cuando esta interfaz es aplicada en un proceso, es importante debido a que un buen diseño nos permite un mejor manejo, revision, supervicion y control de las diferentes actividades de cada proceso en su funcionamiento normal y en el momento que pueda ocurrir algun incoveniente. El HMI se debe diseñar de tal manera que esté centrado al usuario, es decir que esta interfaz tiene que ser abierta y sencilla de tal manera que permita la interaccion y tambien nos simplifique las actividades. El diseño de un HMI debe realizarce en funcion de su usabilidad, debe unir la parte funcional con la estetica en base los conocimientos que se tiene sobre la percepcion humana. Para lograr tener un buen diseño al realizar un HMI es importante seguir la guia descrita anteriormente que son reglas de facil aplicacion, estándares y guías de estilo que facilitan el diseño de interfaces y además facilitan el aprendizaje. Es de gran importancia que una Interfas Humano-Maquina nos proporcione informacion en tiempo real de esta manera se va a poder controlar un determinado proceso para evitar que se produzca una falla o saber que eleccion elegir al momento de suceder tal evento. Se debe tener en consideracion todas las pautas citadas para un buen diseño teniendo en cuanta tambien que lo mas importante es la buena funcionalidad de la interfaz ya que un programa defectuoso no va a ser mejorado con una buena presentacion.
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VI. CONCLUSIONES Un HMI es una interfaz entre el humano y la maquina, por lo tanto es un concepto bastante amplio en el cual es
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