直观简洁的HMI设计 如何确保设计始终以人为本？

直观简洁的HMI设计

在快速发展的世界中，

创新的同时如何确保设计始终以人为本？

工程师和研究人员通过人机界面 (HMI) 直接解决这个问题 - 通过构建、测试并重建HMI来完成一轮轮的迭代，帮助在复杂系统与操作用户之间架起沟通的桥梁。

以人为本的设计

现代HMI设计优先考虑用户需求，开发出创新功能和优势产品，帮助实现人与机器在各种应用中的无缝交互。

 

提高用户满意度

 

提升产品易用性和工作效率

 

降低开发成本

提高产品受市场青睐并取得成功的可能性。

以人为本的设计可以缩短培训时间、减少错误并简化工作流程，最终节省时间和资源。

在设计过程中尽早纳入用户的反馈意见，有助于发现可用性问题和设计缺陷，以免花费高昂的代价来解决这些问题。

 

增强市场竞争力

 

降低风险

用户界面友好，且能满足目标用户需求的产品更有可能在众多竞品中脱颖而出，吸引忠实客户。

清晰的说明、警告和反馈可以防止用户出错和发生事故，减少潜在的伤害和责任。

市场预测

挖掘增长潜力

预计到2032年，全球人机界面市场规模将超过149.9亿美元。

2022-2032年人机界面市场规模

（单位：十亿美元）

信息来源：Precedence Research

声控、触控及其他

随着对更加个性化、直观用户体验的需求不断增长，工程师将继续定制HMI技术以满足这些要求。

 

触控

各种应用的多点触控功能和耐用性设计包括OLED和量子点显示屏集成的电阻式、投射电容式、表面电容式传感器与红外传感器，以及直观的UI/UX软件，它们可提供绝佳的精确度。

设计注意事项

• 光干扰

• 遮挡区

• 多屏切换

• 触觉/感知反馈

 

声控

灵敏的麦克风阵列和自然语言处理AI与先进的声控数字信号处理器 (DSP) 相结合，提高了执行用户指令时的可访问性、参与度和效率。

设计注意事项

• 俚语/地方方言

• 语言障碍

• 白噪声/环境影响

• 多人讲话

 

手势控制

复杂的计算机视觉与机器学习和AI算法相结合，实时解读手势和面部表情并做出反应。通过细致的校准，每个用户、界面和预期的系统输出之间开始形成一种预测关系。

设计注意事项

• 测绘范围/传感器位置

• 手势标准化

• 渐进式视觉提示

• 简化的启动/停止工作流

 

增强/虚拟现实

精妙的光学技术、精准的人体姿态跟踪传感器和先进的渲染引擎可提供身临其境的3D界面，帮助用户实现复杂系统的可视化，与远程团队成员的互动，以及集成虚拟原型。

设计注意事项

• 硬件兼容性

• 空间感知/接近提示

• 完全沉浸式叠加
  与增强现实叠加

• 视野限制/干扰

更广阔的视野

行业影响

2024年，硬件预计将占据HMI市场的最大份额 — 38%。制造业、医疗保健和汽车等行业自动化程度的提高推动了这一细分市场的市占率增长。

信息来源：Meticulous Research

制造业

 

通信协议+

与MODBUS、EtherNet/IP和PROFIBUS等通信协议兼容的工业设备帮助工厂实现了实时数据交换和设备互操作，提高了系统的灵活性和可扩展性。

SCADA+

通过SCADA（监控和数据采集）集成，HMI可实现实时数据可视化、历史数据记录、报警和远程控制功能，使操作员能够监控过程参数、分析趋势并对操作变化或异常情况做出及时响应。

以太网端口+

HMI配备以太网端口，通常为10/100/1000 Mbps（千兆以太网），可与制造环境中的其他设备、控制器和SCADA系统实现无缝数据交换、远程监控和系统集成。

医疗保健行业

 

医疗设备通信协议+

了解HL7、DICOM、IEEE 11073 (x73) 和IHE等通信协议，对工程师确保HMI能与各种医疗设备无缝集成至关重要。

合规+

在开发符合安全、功效和质量标准的医疗保健HMI时，必须满足各种法规要求，如FDA法规（21 CFR Part 820、21 CFR Part 11等）、CE标志指令、ISO 13485和IEC 62304，产品才能获得批准和认证。

机器学习和人工智能+

机器学习 (ML) 和人工智能 (AI) 算法使工程师能够开发出智能HMI，在医疗环境中进行自动数据分析、模式识别、预测建模和决策支持。

汽车业

 

用户界面与用户体验+

用户界面 (UI) 和用户体验 (UX) 设计原则对于创建直观、符合人体工程学且无干扰的界面至关重要，它们可以优化屏幕布局、图形、排版和交互模式，以提高可用性、可读性以及驾驶员和乘客的使用方便性。

安全标准+

汽车安全标准（如ISO 26262）和驾驶辅助系统（如ADAS - 高级驾驶辅助系统）对于优先考虑驾驶员安全和降低事故风险至关重要。

增强现实+

增强现实 (AR) 算法、光学设计和显示技术可在各种照明条件和驾驶环境下提供无缝、准确的AR/HUD体验。