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改善觸控人機介面的系統建置關鍵

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HMI人機介面整合觸控作,在系統建置規劃須考量的重點不只是觸控技術差異,關鍵在於軟體整合的縝密程度。SIEMENS
HMI人機介面整合觸控作,在系統建置規劃須考量的重點不只是觸控技術差異,關鍵在於軟體整合的縝密程度。SIEMENS

前言:隨著觸控技術成本大幅降低,在工業電腦領域的應用範圍,也以不再僅限於POS或是生產線的控制面版,觸控技術將大量導入如公眾顯示器、系統機房與一些不容易操作輸入裝置的環境場合,但觸控技術只是解決操作難題的手段,要將觸控導入的目的發揮極致,人機介面的開發觀念,則是整合觸控實用與否的重要關鍵…

本文:
早期在處理器效能受限與系統運行的相關資源(如記憶體、硬碟)有限,開發系統的心力大多會大量投資在如何增進系統運行效能,例如,程式碼最佳化與儘可能減少運算資源浪費,但在電腦科技不斷演進後,現有的運算效能在處理關鍵任務之餘,仍有餘裕應付諸如人性化操作目的互動介面設計,用以提升系統操作的便利性。

而人性化的互動介面設計,再導入觸控技術整合,可不能延續採鍵盤或滑鼠的互動介面設計觀念,而必須再重新檢視觸控之於操作帶來的優勢,透過係統整合將關鍵應用的操作體驗,以更貼心、實用、高效率的方式導入系統。本文之目的在探討人機介面(Human-Machine Interface;HMI)導入觸控操作技術的軟體設計方針,諸如不同觸控技術的適用場域與硬體表現差異,則不在本文探討重點。

人機介面設計基本原則

人機介面的設置核心目的,在於讓使用者可以透過更準確、清晰的方式,與系統進行互動,例如,告知系統操作步驟、下達關鍵的參數,與系統回饋目前運作狀態與指令確認回覆等。一方面,操作者對於系統設備輸入應儘可能採取簡化與自然的操作模式,如早期使用滑鼠、軌跡球、電磁筆的指向方式,或是目前當紅的手指觸控技術;而系統設備端,則儘可能將內部的程式碼、處理程序隱藏起來,透過加工呈現,讓人機介面呈現的結果單純化,另一方面人機介面的操作也必須與核心系統明確區隔,避免人機介面的運行問題影響設備應由的核心任務。

觸控系統開發必須針對一般系統的三個關鍵分別處理,以系統運行基本三個過程(Input-Process-Output;I-P-O)將輸入,處理,輸出三個層次儘可能釐清,並利用模組化設計將運行過程更清晰化呈現,如此設計的程式碼在邏輯架構會更清晰,後續維護、更新或除錯也更容易找到關鍵的核心問題。

介面必須採一致化設計

多數觸控式人機介面,其設計的角色與目的通常是作為整體系統的操作終端,以類似終端機的方式運行,而整體架構除了有現場的操作觸控動作外,除非是採獨立式單機應用(例如簡易的多媒體觸控導覽Interactive kiosk),否則多數觸控終端都將與系統進行連結,如此就有設計系統管理後台設計,以掌控整個系統機制在於終端、核心運行的相關參數與表現。而觸控的人機介面可能只是在生產線或接觸終端用戶的第一線資料擷取與操作結果呈現窗口,而系統後台仍須提供整體的操作控制設計。

若要讓系統的觸控是人機介面設計達到簡化與易管理、學習的目的,其實將終端與核心應用的操作介面一致化,例如,功能選項的技術用語、功能圖示、功能操作流程與邏輯,都必須儘可能達到一致化設計,讓整合系統在前端與後台都有相近的操作體驗,當前台的終端設備出現操作異常,前?後台工程人員進行系統除錯或改善工程時,也能用一致性的語彙快速找到核心問題,並有效率排除故障問題。

核心系統的資訊回饋機制設計

人機介面的設計目的在於簡化操作與讓系統應用更直覺,而多數程式開發者多著眼於效能的提升,反而忽略使用者的操作體驗。例如,程式開發者若執著於趕快將系統任務處理完成,採下達指令後讓系統一次進行大量批次工作程序,若終端人機介面沒有適時回饋運作進度(如,使用進度表、處理程序進度提示),將會使操作者產生終端設備的極大不信任感,影響其操作體驗,或甚至誤認為系統已經崩潰的誤會。

反觀終端操作者遭遇這種操作結果,常見的處置方式不是將終端設備強制重開機,或是於觸控介面重複點按功能按鍵,如此一來也容易使終端設備的操作年限降低,甚至影響整體系統的運作穩定。

而一套優異的人機介面設計,其關鍵也在於終端用戶的操作體驗,提升操作者好感的方式很多,其中,系統能否適時提供操作建議與一些系統提示,也可減低操作錯誤發生的機率,例如,下達生產用的數值若在輸入欄鍵入不合理的數據,系統適時提供提示或建議操作,或是當操作流程不符合預設之SOP的處置與提示,雖不是人機介面設計的核心任務,但卻可因此提升整體系統的運作服務品質。

不斷改善的系統設計

終端應用的操控介面,即便設計得如何完善,終端操作者總是會產生不同的怨言,雖然其操作錯誤發生的關鍵並非程式錯誤,也會影響終端使用者對於整體系統的觀感。例如,觸控的硬體配置為電阻式或電容式設計,其硬體運作原理就會有觸控靈敏度或操作環境的相關限制,與容易產生誤操作的各式應用條件限制,這時系統規劃者就必須針對導入觸控的硬體技術限制,提供諸如防呆、防誤動作的介面操作設計。

就如同輸入產線加工的控溫設定時,產線的輸入量原本就限於50~90度加工處理區間,若使用者輸入超出此範圍數值,很明顯就是手誤操作行為,就可透過系統設計將這類操作錯誤排除。而像是確認操作按鈕圖示,有些狀況就是沒有讓用戶明顯確認是否系統已準確接收指令,就可在圖示提供更多回饋反應,例如,顏色改變或是採取互動圖示,在一些應用狀況也可能需要使用者採double click的方式確認操作指令,雙擊點按的時間差與互動反應,也應多考量面板的觸控偵測硬體條件限制,提供相對寬容的容錯設計。

當人機介面系統上線後,交付予客戶使用時,並未代表系統開發者已經可以順利退場,反而必須持續觀察系統上線後的改善工作,例如,在系統初步上線時加上Real-time的操作歷程記錄,當系統上線發生任何操作爭議或問題,均可將操作記錄調閱出來進行系統行為比對,快速找出可供改善的策略與做法。