ЖУРНАЛ СТА 4/2015

83 СТА 4/2015 www.cta.ru В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА фейс в промышленной автоматизации находится на стыке ди- зайна и инженерных технологий, его исполнение для данной области имеет несколько особенностей. Создание эффективного прототипа интерфейса является очень важной задачей. С одной стороны, прототип должен максимально соответствовать конечному продукту, чтобы бы- ла возможность полностью протестировать его функции и вы- явить как можно больше ошибок проектирования. С другой стороны, создание прототипа является промежуточной опера- цией, которая сама по себе не имеет никакой ценности. А это значит, что создание прототипа должно отнимать как можно меньше времени и сил. В ходе создания человеко-машинной системы могут исполь- зоваться несколько прототипов конечного продукта, в зависи- мости от преследуемых интерфейсом целей, а также организа- ции рабочего процесса оператора. В самом начале необходимо проверить общую работу встроенных функций и инструментов, а также взаимодействие оператора с ними. Поэтому самый первый прототип интер- фейса рассматривает аспекты событий, возникающие при управлении и взаимодействии с ним. На данном этапе прото- тип создаётся как можно более простым и совершенно не за- трагивает сторону дизайна и эстетики интерфейса. Например, создавая интерфейс для управления какой-либо установкой, необходимо будет отобразить переход между подсистемами, данные оборудования с учётом удобства их считывания, а так- же способ управления оборудованием. Первый прототип дол- жен просто и быстро модифицироваться, чтобы как можно скорее и без затрат исправить обнаруженные структурные ошибки, поэтому для его создания можно пользоваться обыч- ным листком бумаги и ручкой. Каждая новая страница пред- ставляет собой новую экраннуюформу интерфейса. Виртуаль- ное нажатие на нарисованную кнопку будет означать переход с одного листа на другой. Созданный прототип тестируется как самими разработчи- ками, так и по возможности будущими пользователями ин- терфейса. В процессе данного тестирования выявляются ошибки, неточности в структурном построении системы, со- вершенствуются механизмы управления. После того как функциональная сторона интерфейса будет полностью отработана, создаётся второй прототип. Его испол- нение может быть более сложным и содержать больше деталей, так как с каждой исправленной ошибкой снижается веро- ятность того, что его придётся снова переделывать. Второй про- тотип помогает найти ответы на такие вопросы, как эстетич- ность интерфейса и дизайна, уровень юзабилити, ощущение оператора от использования данного интерфейса. Здесь уже может потребоваться проанализировать, как быстро человек сумеет добраться до нужного управляющего элемента. Доста- точно ли только кнопок навигации или нужны комбинации го- рячих клавиш? А может быть, требуется голосовое управление? Так как здесь подразумевается более тщательная разработка дизайна, то для создания прототипа не всегда будет достаточно карандаша и бумаги (рис. 1). Существуют программные ин- струменты, которые могут упростить процесс создания, такие как MS Visio, MS PowerPoint, Adobe FreeHand. Или же, если есть возможность, можно использовать инструментальную сре- ду SCADA-системы, в которой впоследствии будет создан дан- ный интерфейс. Последний вариант является предпочтитель- ным, так как в таком прототипе можно использовать симуля- цию данных. А затем в случае отсутствия серьёзных изменений созданный прототип можно трансформировать в рабочую вер- сию проекта. Существуют определённые методики, которые позволяют эффективно оценить созданный прототип, к примеру, метод прототипов [4], включающий в себя несколько шагов. Первым шагом метода прототипов является выбор функций системы и их распределение по классам. Было предложено разделить функции автоматизированных систем на четыре класса [5]: сбор данных, информационный анализ, выбор ре- шения и реализация действий. В каждом из этих классов сте- пень взаимодействия между человеком и автоматизированной системой меняется от высокой до низкой (рис. 2). Сбор дан- ных должен производиться автоматически, чтобы обеспечить быстрый сбор информации и уменьшить риск получения не- правильных и несвоевременных данных. Анализ информации производится как автоматизированной системой, так и чело- веком: автоматический расчёт сужает список возможных ва- риантов и помогает оператору принять правильное решение, выбор которого он обычно осуществляет самостоятельно. Реа- лизация действий может быть полностью автоматизирован- ной, но при этом должна контролироваться человеком. Работа Пола Мориса Фиттса в 1951 году [6] показала, что че- ловек и машина имеют различные возможности, и поэтому не- обходимо правильно распределить функции между ними. С точки зрения оператора, который работает с системой управ- ления, анализ информации и принятие решений являются са- мыми критическими функциями при создании прототипа, и поэтому их оценке необходимо уделять особое внимание. Второй шаг метода прототипов оценивает недостатки авто- матизированной системы с помощью определённых вопросов: «Может ли конкретная ситуация возникнуть?» и «Будет ли она присутствовать в данной реализации?». Одним из примеров недостатка автоматизированной системы является удалён- ность объекта управления от оператора. Современные интер- фейсы лишают операторов прямого контакта с системой. Ре- альное состояние отображается с помощью параметров. Тот факт, что все процессы могут управляться удалённо, означает, что при принятии решения оператор должен иметь точное представление о реальной работе системы и её состоянии в данный момент. Другими недостатками автоматизированной системы являются невозможность точно проследить измене- ния сигнала, непрозрачность происходящих процессов, слож- ность системы, запутанность режимов управления и долгое время ожидания. Вопросы, задаваемые к исполнению прототипа автоматизи- рованной системы в случае удалённого управления, могут быть следующими: «Может ли оператор мысленно предста- вить, что происходит в системе?», «Могут ли возникнуть си- туации, когда мысленная модель оператора будет отличаться от реальной?», «Может ли оператор определить, что его мо- Классы функций автоматизированных систем Высокий Низкий Уровень автоматизации Сбор данных Анализ информации Выбор решения Реализация действий Рис. 2. Диаграмма взаимодействия между человеком и автоматизированной системой