Designing of human-machine interfaces

Abstract

The history of human communication with the first computer begins with punch cards inherited from the 19th century. It is unlikely that someone could have imagined how the development of the computer industry would go, and that today everyone would use laser mice, Bluetooth-keyboards, virtual reality helmets and dream of achieving the «full presence effect» soon. Nowadays, the level of automation of industrial enterprises is constantly increasing. The functioning of a modern automated control system depends on the coordinated work of its parts. High quality of interaction within the hardware and software complex has been provided by high-performance computing facilities that support open data exchange protocols and unified control and management signals. The proper level of communication between this complex and the operating personnel is achieved employing Human Machine Interface. The importance of Human Machine Interface is difficult to overestimate: in automated control system, regardless of the degree of automation, operators play a crucial role. The regular functioning of the entire automated technological complex and the adoption of important decisions depend on them. In the modern world most enterprises are automated, which means that there is a constant interaction – «operator-equipment». In order for production to go without fail, it is important to «communicate» with the machine comfortably. Therefore, this paper studies the existing technical means of control and management, considers their possible modernization, as well as gives the answer to the question: «Is it possible to create a universal human-machine interface?».

История общения человека с первым компьютером начинается с перфокарт, унаследованных из 19-го века. Вряд ли тогда кто-то мог предположить, как пойдет развитие компьютерной индустрии, и что сегодня все будут пользоваться лазерными мышами, bluetooth-клавиатурами, шлемами виртуальной реальности и мечтать о скором достижении «эффекта полного присутствия». В наше время уровень автоматизации промышленных предприятий постоянно возрастает. Функционирование современной автоматизированной системы управления (АСУ) зависит от согласованной работы ее частей. Высокое качество взаимодействия внутри программно-аппаратного комплекса обеспечивают высокопроизводительные вычислительные средства, поддерживающие открытые протоколы обмена данными, и унифицированные сигналы контроля и управления. А должный уровень связи между таким комплексом и оперативным персоналом достигается с помощью средств человеко-машинного интерфейса (Human Machine Interface, HMI). Степень важности HMI переоценить сложно: в АСУ, независимо от степени автоматизации, именно операторы играют ключевую роль. От них зависит штатное функционирование всего автоматизированного технологического комплекса и принятие важных решений. [1] В современном мире большинство предприятий являются автоматизированными, а это значит, что происходит постоянное взаимодействие – «оператор-оборудование». Для того чтобы производство шло без сбоев, важно, чтобы человеку было комфортно «общаться» с машиной. Поэтому в этой статье мы займемся изучением существующих технических средств контроля и управления, рассмотрим их возможные модернизации, а также дадим свой ответ на вопрос: «Возможно ли создать универсальный человеко-машинный интерфейс?»