人機界面未來趨勢：智能化、多層次互動

• 張星 2024年2月4日 來源：中研網 266 9
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隨著智能制造的發(fā)展，人機交互、自動化、智能化應用水平不斷提高，對裝備制造的工藝和產品質量的要求也越來越高，加之工業(yè)自動化控制產品的應用領域不斷拓展，從而拉動了對工控產品的需求。除了廣泛應用于機床、風電、紡織、起重、包裝、電梯、食品、塑料、建筑、電子、

人機界面又稱用戶界面或使用者界面，是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，是計算機系統(tǒng)的重要組成部分。是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。

人機界面是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領域或稱界面所說人機結合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機結合面是人機系統(tǒng)中的中心環(huán)節(jié)，主要由安全工程學的分支學科安全人機工程學去研究和提出解決的依據，并過安全工程設備工程學，安全管理工程學以及安全系統(tǒng)工程學去研究具體的解決方法手段措施安全人機學。它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。大量運用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入”(Input)與“輸出”(Output)兩種，輸入指的是由人來進行機械或設備的操作，如把手、開關、門、指令(命令)的下達或保養(yǎng)維護等，而輸出指的是由機械或設備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機械，也能使機械發(fā)揮最大的效能并延長使用壽命，而市面上所指的人機接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。

人機界面設計應該考慮以下原則：

1、以用戶為中心的基本設計原則

在系統(tǒng)的設計過程中，設計人員要抓住用戶的特征，發(fā)現用戶的需求。在系統(tǒng)整個開發(fā)過程中要不斷征求用戶的意見，向用戶咨詢。系統(tǒng)的設計決策要結合用戶的工作和應用環(huán)境，必須理解用戶對系統(tǒng)的要求。最好的方法就是讓真實的用戶參與開發(fā)，這樣開發(fā)人員就能正確地了解用戶的需求和目標，系統(tǒng)就會更加成功。

2、順序原則

即按照處理事件順序、訪問查看順序(如由整體到單項，由大到小，由上層到下層等)與控制工藝流程等設計監(jiān)控管理和人機對話主界面及其二級界面。

3、功能原則

即按照對象應用環(huán)境及場合具體使用功能要求，各種子系統(tǒng)控制類型、不同管理對象的同一界面并行處理要求和多項對話交互的同時性要求等，設計分功能區(qū)分多級菜單、分層提示信息和多項對話欄并舉的窗口等的人機交互界面，從而使用戶易于分辨和掌握交互界面的使用規(guī)律和特點，提高其友好性和易操作性。

4、一致性原則

包括色彩的一致，操作區(qū)域一致，文字的一致。即一方面界面顏色、形狀、字體與國家、國際或行業(yè)通用標準相一致。另一方面界面顏色、形狀、字體自成一體，不同設備及其相同設計狀態(tài)的顏色應保持一致。界面細節(jié)美工設計的一致性使運行人員看界面時感到舒適，從而不分散他的注意力。對于新運行人員，或緊急情況下處理問題的運行人員來說，一致性還能減少他們的操作失誤。

5、頻率原則

即按照管理對象的對話交互頻率高低設計人機界面的層次順序和對話窗口菜單的顯示位置等，提高監(jiān)控和訪問對話頻率。

6、重要性原則

即按照管理對象在控制系統(tǒng)中的重要性和全局性水平，設計人機界面的主次菜單和對話窗口的位置和突顯性，從而有助于管理人員把握好控制系統(tǒng)的主次，實施好控制決策的順序，實現最優(yōu)調度和管理。

7、面向對象原則

即按照操作人員的身份特征和工作性質，設計與之相適應和友好的人機界面。根據其工作需要，宜以彈出式窗口顯示提示、引導和幫助信息，從而提高用戶的交互水平和效率。

人機交互界面，無論是面向現場控制器還是面向上位監(jiān)控管理，兩者是有密切內在聯(lián)系的，他們監(jiān)控和管理的現場設各對象是相同的，因此許多現場設備參數在他們之間是共享和相互傳遞的。人機界面的標準化設計應是未來的發(fā)展方向，因為它確實體現了易懂、簡單、實用的基木原則，充分表達了以人為本的設計理念。各種工控組態(tài)軟件和編程工具為制作精美的人機交互界面提供了強大的支持手段，系統(tǒng)越大越復雜越能體現其優(yōu)越性。

隨著硬件技術的發(fā)展和計算機圖形學、軟件工程、窗口系統(tǒng)等軟件技術的進步，圖形界面已經產生并廣泛應用，成為目前人機界面的主流。成熟的商用系統(tǒng)包括蘋果的Macintosh、IBM的PM(Presentation Manager)、微軟的Windows和運行在Unix環(huán)境下的X2Window。從國內人機界面市場來看，據統(tǒng)計，2022年我國人機界面行業(yè)市場規(guī)模達到64.8億元，同比增長5.0%。

圖表：2018-2022年中國人機界面行業(yè)市場規(guī)模

從行業(yè)市場競爭格局來看，歐美、日本及中國臺灣知名人機界面制造商憑借品牌和整體解決方案等方面的優(yōu)勢，在人機界面市場中具有較大優(yōu)勢。近年來，我國人機界面生產企業(yè)整體呈現良好的發(fā)展勢頭，步科股份、信捷電氣等國產人機界面生產企業(yè)在國內人機界面市場已經占據了一定的市場份額。

隨著智能制造的發(fā)展，人機交互、自動化、智能化應用水平不斷提高，對裝備制造的工藝和產品質量的要求也越來越高，加之工業(yè)自動化控制產品的應用領域不斷拓展，從而拉動了對工控產品的需求。除了廣泛應用于機床、風電、紡織、起重、包裝、電梯、食品、塑料、建筑、電子、暖通、橡膠、采礦、交通運輸、印刷、醫(yī)療、造紙和電源等行業(yè)，工控產品在航空航天、海洋工程、新能源等新興行業(yè)的應用也日益增多，應用領域的不斷拓展將帶動人機界面產品需求的持續(xù)增長。隨著人工智能技術的發(fā)展，未來人機界面將在信息呈現方式、界面使用方式上發(fā)生變化，人機界面的向智能化、多層次互動方向發(fā)展。

《2024-2029年中國人機交互式設備行業(yè)深度調研及投資策略預測報告》由中研普華產業(yè)研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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