Diseño de HMIs

7/30/2019 Diseño de HMIs

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DISEÑO DE INTERFACES DEUSUARIO EN SISTEMAS SCADA



INTRODUCCIÓN (1/3)

Todo sistema que se utilice aniveles empresariales y deproducción, estará sujeto al manejohumano, por lo tanto, hacer de estesistema una componente eficaz,fácil de usar y amigable,

indudablemente traerá beneficiosdirectos e indirectos a la hora de suutilización



INTRODUCCIÓN (2/3)

Los sistemas SCADA no escapan aesta realidad, especialmente sihablamos de la interfaz de usuario,componente con la cual el usuariointeractúa directamente con elproceso que esta supervisando y

controlando



INTRODUCCIÓN (3/3)

Factores a tener en Cuenta:

Los usuarios del sistema frecuentemente juzgan el mismo por su interfaz.Un diseño de interfaz pobre puede provocarque el usuario cometa errores catastróficos.El diseño de una interfaz de usuario pobrees la razón por la cual muchos sistemasnunca son usados.



CONCEPTOS BÁSICOS

Cualquier interfaz de usuario que sediseñe, debe estar sujeta a lascaracterísticas intrínsecas delsistema al cual esta se acopla.



PRINCIPIOS DE DISEÑO (2/3)

La Interfaz para un sistema SCADA

Debido a que los SCADA son sistemas de supervisión ycontrol de procesos reales mediante una abstracción desoftware, los cuales pueden ser utilizados desde la planta uotros lugares por medio de Internet

La interfaz del sistema SCADA debe emular, no solo demanera correcta, sino también sencilla el funcionamiento delproceso



Pautas de Diseño de la Interfaz deun sistema SCADA

UsabilidadNavegabilidadTeoría del colorManejo de la informaciónConsistencia.



USABILIDADLa '''usabilidad''' es la medida de la facilidad deuso de un producto o servicio, típicamente unaaplicación software. Generalmente se define entérminos de las necesidades de los usuarios dedicho producto o servicios, necesidades quefrecuentemente entran en conflicto directo con lasintenciones de los diseñadores. Así pues, lausabilidad se encarga de todo lo que influya en eléxito y la satisfacción del usuario.

La Organización Internacional para laEstandarización (ISO) define la usabilidad como«la efectividad, eficiencia y satisfacción con la queusuarios específicos alcanzan metas específicasen entornos concretos».



USABILIDAD

La usabilidad es propiedad quepermite discernir y reconocer si unainterfaz es fácil de utilizar, cómoday amable para todos los usuarios,sin importar el nivel de experienciaque tengan con el sistema.



USABILIDAD

Utilidad Por definición, utilidad es la capacidad que tieneuna herramienta para ayudar a cumplir tareas

específicas. (Por ejemplo uso de iconos amables)

Para todos es claro cual es la función especifica decada uno, aunque los mismos se encuentren enaplicaciones diferentes



USABILIDAD

Facilidad de Aprendizaje

Es una medida del tiempo requerido para trabajar

con eficiencia en el uso de la herramienta. En lossistemas SCADA la facilidad de aprendizaje estáasociada con los siguientes elementos:

Similitud con el proceso real : Mientras la interfaz

asemeje el proceso virtual de la manera másadecuada y correcta con el sistema real, más fácilserá para el usuario aprender a utilizarlo. Ejemploa Continuación



USABILIDADMiremos una planta (o al menosuna parte) en su forma real: Si el usuario encontrara esto

durante la interfaz:

Al usuario le quedaría más fácilaprender como funciona el sistema,debido a que se asemeja a lo que elha trabajado en la realidad.



USABILIDAD

Apreciación

Aunque esta es una característica un poco subjetiva, esimportante reconocer que una interfaz bien realizada serámás y rápidamente aceptada que una que no cuente con undiseño adecuado.

La usabilidad debería ser considerada en todo momento,desde el mismo comienzo del proceso de desarrollo hasta lasúltimas acciones antes de hacer el sistema. Antes de iniciarel proyecto es esencial tener una idea acerca de lascaracterísticas de los usuarios y de los aspectos del negocioen general



NAVEGABILIDAD

La navegabilidad en las Interfacespara todos los sistemas se basa en lafuncionalidad específica que se leentregue a 5 elementos básicos. Conestos elementos, se pueden realizarInterfaces tanto sencillas como

complejas, y todo depende del usoque se le de a los mismos paraobtener un resultado satisfactorio.



NAVEGABILIDAD

VentanasIconos

MenúsGráficosPunteros (mouse y teclado).



NAVEGABILIDAD

Ventanas:Representan áreas de pantalla convenientementedelimitadas en la que se produce la interacción con el

usuario.Las Ventanas se pueden diferenciar en:

- Ventana del Proceso- Ventana de Información- Ventana de Evaluación de Variables- Ventanas Emergentes



Ventana del ProcesoEs la ventana principal dentro de las interfaces SCADA, en estase encontrará toda la mímica del proceso, la cual estarácompuesta, no solo por gráficos del sistema real, sino también semuestra la información más relevante y que debe estar siemprepresente en los ojos del operador o del usuario.

NAVEGABILIDAD



Ventana de InformaciónEn esta ventana, se presenta información periódica yrelevante, además de anuncios que podrían ser interesantesal usuario. En esta ventana, la que principalmente estacompuesta de mensajes de texto, se muestran mensajes deinicio y fin de ciclo, advertencias, alarmas, etc.

Recordar la codificación de la información por colores

NAVEGABILIDAD



Ventana de Evaluación de Variables (1/2)Estas ventanas tienen la función principal demostrar, la evolución de algunas variables (las quese consideren más importantes dentro del proceso).

NAVEGABILIDAD

Evolución de una Variable



Ventana de Evaluación de Variables (2/2)Podríamos encontrar varios tipos de estas ventanas. Enalgunas, podemos encontrar solo datos, en otras, algunamímica del sentido de la variable (velocidad, temperatura, etc),o incluso alguna grafica de la evolución de la misma.

NAVEGABILIDAD

Valores de la variable y mímica desu naturaleza

Ventana de Informaciónde solo datos



NAVEGABILIDAD

Ventanas Emergentes

Estas ventanas son visibles en el caso de que el

usuario u operador ejecuten alguna acción simple(clic del mouse, uso de teclas abreviadas) dentro dela interfaz

Dentro de una interfaz SCADA, podemos (ydebemos) encontrar este tipo de ventanas siempreque deseemos conocer información subyacente y nopresentada en la vista principal. Ejemplo aContinuación



NAVEGABILIDADSupongamos quetenemos lo siguientedentro de la ventana delproceso

Supongamos que deseamos saber más sobre el funcionamiento internode la Bomba #2. Al hacer clic sobrela bomba, nos podría resultar unaventana como la siguiente:



Al ejercer la navegación de la anteriorforma, nos aseguramos que todos loselementos y la información estedisponible cuando el usuario lo necesite,entregándole la libertad al mismo decontrolar y supervisar lo realmenteimportante en el momento justo, evitandode esta manera, la sobrepoblación deinformación en todo momento.

NAVEGABILIDAD



Íconos

Son abstracciones gráficas muy sencillas de acciones

y conceptos que son presentados al usuario parauna más fácil identificación y rápida interacción.Dentro de las interfaces SCADA, el uso de estoselementos nos permite entregar posibilidades deacciones al usuario, sin ocupar demasiado espacioen la pantalla.

Podríamos caracterizar estos elementos en 2 gruposespecíficos: Íconos Estándar e Íconos afines alsistema.

NAVEGABILIDAD



Íconos Estandar

Estos son los íconos que podemos encontrar en la

gran mayoría de aplicaciones disponibles en elmercado (sean o no de Sistemas SCADA). Estosíconos nos permiten reconocer algún tipo defuncionalidad estándar.

NAVEGABILIDAD

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Íconos afines al sistema (1/2)

Estos son los íconos que poseen un significado, dentro delsistema que estamos diseñando. Estos íconos (así comotodos los demás), deberán ser fácilmente identificables,correctamente distribuidos y deben mostrar por si mismosque acción específica ejecutarán.

Algunos posibles ejemplos a continuación

NAVEGABILIDAD



Íconos afines al sistema (2/2)

NAVEGABILIDAD

Los íconos de muestra y administración de

alarmas deben ser identificables a través detoda la interfaz

Íconos que nos permiten navegar a través deotros elementos del sistema, como graficas derendimiento e informes

Íconos que permiten la navegacióndentro de interfaces subyacentes, deben

ser lo más intuitivo posible



NAVEGABILIDAD

Menús

Son listas de comandos convenientementeidentificados para que el usuario pueda seleccionarfácilmente uno de ellos.

Podemos diferenciar los diferentes tipos de menúsque se pueden encontrar en las interfaces de lossistemas SCADA, dependiendo de su forma depresentación y sus características:



NAVEGABILIDAD

Menús Directos:Todas sus opciones están visibles en cualquier momento parael usuario. Estos tipos de menús son utilizados cuando se

necesita que el usuario encuentre disponible en todo momento



Menús Jerárquicos

Las opciones del menú son organizadas de forma jerárquica, agrupando algunas opciones en submenús

NAVEGABILIDAD

que son mostradosremplazando almenú predecesorcuando se activaalguna opción de

este ultimo



NAVEGABILIDAD

Menús en Páneles (1/2)

Las distintas opciones son presentadas en paneles

que se muestran al activar una opción de otro menúo un control o elemento de la interfaz

Este tipo de menú, es especialmente utilizado en lossistemas SCADA, para ejercer acciones sobreelementos específicos dentro del proceso

Un ejemplo a Continuación



NAVEGABILIDAD

Menús en Páneles (2/2)

Como podemos observar, el menú se origina cuandohacemos un clic sobre la bomba, Esto es especialmenteútil, debido a que el usuario no tendrá problema parasaber que tipo de acciones se pueden ejercer sobre unelemento específico de la interfaz



NAVEGABILIDAD

Punteros (Mouse y Teclado)

Permiten al usuario la fácil selección yactivación de uno de los conceptosrepresentados en la interfaz gráfica,indicando la necesidad de una acción o elespecial interés (dar el foco) sobre unelemento o datos representado en la misma



Uso del Mouse

El mouse nos puede indicar visualmente que tipo deacción puede realizar, al cambiar la imagen de supuntero, es decir, nos puede indicar directamentecomo podemos interactuar con los elementos de lainterfaz.

Veamos algunos ejemplos:

NAVEGABILIDAD



Uso del Mouse

NAVEGABILIDAD



Teclado

El uso del teclado en las interfaces SCADA, esnecesario de una manera prolongada solo enalgunas ocasiones específicas

Se puede obtener una buena navegación dentro de

la interfaz, si es posible acceder a los menús yoperaciones generales a través de comandos delteclado

NAVEGABILIDAD



TecladoUna manera de lograr esto de manera rápida, esindicándole dentro de los mismos menús, como esposible acceder a los comandos

NAVEGABILIDAD

Observemos que los menús

principales poseen una letrasubrayada, esto indica quese puede abrir el menú pormedio de una abreviación deteclado



Gráficos

Permiten ser utilizados de múltiples formas enlas ventanas, mezclados o en conjunción concualesquiera otro elemento, para la mejora yde representación y ayuda a la comprensión de

las ideas representadas en la informacióntratada

NAVEGABILIDAD



Gráficos- Se deben utilizar imágenes bien diseñadas para losgráficos del proceso

- Los gráficos deben ser claros dentro de la interfaz,es decir, no debe haber ambigüedad con respecto acual es su función dentro de la misma.

NAVEGABILIDAD

Valvula Real Valvula en la Interfaz



Gráficos

Los gráficos deben guiar al usuario, pero no deben atraer

la atención del mismo hacia elementos que no son deltodo relevantes.

El uso de los gráficos alrededor de la interfaz debe seconsistente a través de la misma, es decir, el diseñogeneral debe ser el mismo para todos los elementosdentro del sistema.

NAVEGABILIDAD



USO DEL COLOREs bien sabido, que el correcto uso del colordentro de las interfaces de usuario en cualquiersistema, lo hacen más amable, fácil de entender yconsistente dentro de su propio significado.

Dentro de las interfaces para los sistemas SCADA,esta definición toma un valor mucho mayor,debido a que el color, sirve para darle unsignificado mucho más importante de losprocesos que se interpretan dentro de laoperación.



Un Poco de Teoría

USO DEL COLOR



Observemos la siguiente figura:

USO DEL COLOR

Al observar la gráfica, nosdamos cuenta que en la “rueda de colores”, loscolores primarios, poseenun respectivo colorcomplementario, en el casode aplicarlo a una interfaz,

a todos estos colores se lespodrá dar un significado,basándonos en la ideapsicológica que tenemos delos mismos



Las combinaciones que utilicemos, serán más agradablesdependiendo del tipo de mezcla que se utilice

USO DEL COLOR

Aunque el tono verde en el cuadro interno es el mismopara todos, lo percibimos de distinta manera dependiendodel color que lo rodea. Por lo tanto, al mezclar colores,debemos escoger el que más se le acople



Tonalidad: Cuando anteponemos colores oscuros en contrade los claros, de una manera psicológica, los observamos demanera tridimensional, añadiéndoles profundidad

En la imagen se ve que claramente, mientras los tonososcuros rodean a los claros, estos toman una posición másadelante que los demás, otorgándole un sentidotridimensional a la imagen

USO DEL COLOR



Existen varios tipos de contraste que,utilizándolos de manera adecuada nos puedenproporcionar una posibilidad de entregarle unmayor sentido a la interfaz. Los contrastes más

comunes son:

Contraste por tonalidad

Contraste por claridad y oscuridad

Contraste por Complementos

USO DEL COLOR



Contraste por tonalidadMientras más tonalidad haya, hay mayor contraste y viceversa.

USO DEL COLOR



Contraste por claridad y oscuridad

Mientras haya una mayor diferencia entre la intensidad de loscolores, habrá un mayor contraste.

USO DEL COLOR



Contraste por ComplementosUtilizar los complementos es una buena ayuda para reforzar elcontraste.

USO DEL COLOR



Como utilizar el color en la interfaz?

Luego de haber observado un poco de teoría básica delcolor, es hora de aplicar un poco estos conceptos a lahora de implementar una interfaz SCADA.

Como hemos visto, el color, además de ser un elementoatractivo dentro de una interfaz, también poseecualidades que influyen psicológicamente sobre nosotros.Aplicar estos conceptos correctamente puede ser unatarea ardua, sin embargo puede conllevar a buenasrecompensas.

USO DEL COLOR



Usando el color para definir estados:

Como ya sabemos, el color ofrece una influencia psicológica,y aprovechar esto para definir estado, nos ayudará aestablecer pautas de diseño.

USO DEL COLOR



USO DEL COLOR

Observemos unos ejemplos de como el colornos permite agregarle significado al proceso.

En este caso, se reconoce que la bomba dela izquierda, se encuentra funcionando demanera incorrecta, y no es necesario que senos indique, ya que el color por si mismo,nos entrega la advertencia



Lo mismo puede ocurrir con el siguienteejemplo:

USO DEL COLOR

Cuando se nos indica con colores, el estadoactual de los componentes dentro de lainterfaz, hace que la misma sea mucho másintuitiva y fácil de utilizar



Observemos la siguiente interfaz:

USO DEL COLOR

Si observamos con detenimiento, esta interfaz nonos ofrece un ambiente agradable de trabajo. Alno escoger colores adecuadamente, la misma nonos permite enfocarnos en áreas específicas delproceso



Ahora observemos la siguiente interfaz:

USO DEL COLOR

Como se utilizaron colores base (claros) de fondo, losdemás elementos de la interfaz, son más llamativos, y soncapaces de dirigir la atención de una manera positiva.



También podemos utilizar loscolores y el uso de ventanasemergentes, para que juntosentreguen información relevante,tan rápido como sea posible yatrayendo la atención de la mejormanera.

Observemos un ejemplo

USO DEL COLOR



Podemos ver en la figura anterior, que cambiossutiles, nos proporcionan un sentido deurgencia bastante diferente para los dos tiposde aviso, entregando así de esta manera, unmayor valor a la información.

USO DEL COLOR



El uso del color siempre será un tópicocomplicado a la hora de realizar unainterfaz, debido a que la apreciación queel diseñador posee sobre la misma, puedeser totalmente diferente a la del usuariofinal.

El concepto de belleza es siempresubjetivo, por lo tanto, realizar unainterfaz que sea agradable para todospuede ser una tarea prácticamenteimposible

USO DEL COLOR



El manejo de la información en generalpara un sistema SCADA, es de sumaimportancia, ya que permite hacerle unseguimiento total al desarrollo yrendimiento del mismo en cualquiermomento.

La información en un sistema SCADA sepuede diferenciar, entre informacióndel proceso (sucesos y alarmas) einformación interna (valores históricosde las variables).

MANEJO DE LA INFORMACIÓN



Información del Proceso (Sucesos yAlarmas):

Es de suma importancia en los sistemasSCADA mantener un registro de lainformación ocurrida dentro del proceso

En la información guardada debeencontrarse la mayor cantidad posible deinformación, tal como fechas, hora, tipode suceso, duración y descripción.




Deben existir los mecanismos suficientes paraacceder al registro de alarmas de una manerasencilla y sin ningún obstáculo, ya sea desdebotones, o accesos desde los menús. El manejode las alarmas debe poseer característicasimportantes en la interfaz, tales como:

Notificación OportunaMecanismos de SoluciónEstadísticas




Notificación oportuna:Cuando ocurre una alarma, sin importar cualquiertipo de gravedad, debe ser notificada de manerainmediata al operador




Mecanismos de solución:Una vez que el usuario haya verificado que ocurrióeste suceso, la interfaz debe proporcionarmecanismos para que se pueda solucionar el

evento, proporcionándole elementos dentro de lainterfaz que permitan navegarla sin inconvenientes




Estadísticas:

La interfaz debe ser capaz de mostrarestadísticas de los sucesos, para que,mediante el análisis de la información, sepueda inferir sobre posibles problemasfuturos y como solucionarlos. Esto tiene

que estar relacionado intrínsecamente conlos históricos generales del sistema.




Información Interna (Variables e Históricos):

Es posible que dentro de un proceso específico, seanecesario conocer como progresa una variable a

través del tiempoLa información a almacenar será más poca que en elregistro de sucesos normal (muchos más valores),por lo tanto será la más relevante. Es conveniente

que solamente se muestren los elementos quecontengan algún valor para analizar, y que puedaservir para un análisis profundo.




A continuación mostraremos algunos posibles gráficosde historiales que nos permitirán comprender la maneraen que estos deben utilizarse.


Claramente se ve que losdatos obtenidos serecuperan de días deinformación, la cual si seobservara en formatextual no tendría elmismo valor (y demoraríamás) que de esta manera.



En este caso, cuando la interfaz permite analizar datos dediferentes variables al mismo tiempo, podemos encontrar queel potencial de la información recogida aumenta en granmanera, y los beneficios por utilizar la misma se reconocen

inmediatamente.




CONSISTENCIA

Relación directa entre los principiosde diseño y la implementación final.



Esta característica permitiráconstruir una interfaz robusta y quepermita facilitar el proceso de

entrenamiento.Se tendrán en cuenta 2 tipos deconsistencia: la consistencia dentrode la interfaz, y consistencia haciael proceso real.

CONSISTENCIA



Consistencia dentro la Interfaz:

Este tipo de consistencia nos permitiráestablecer reglas claras del funcionamientointerno de la misma, facilitando elaprendizaje y el entrenamiento. Podemosencontrar varios casos en los que se hace

clara la consistencia: el color (y suscorrespondientes estados), imágenes y eldiseño en general.

CONSISTENCIA



Color: Es imperativo que al diseñar una interfazde usuario SCADA, se tenga en cuenta que el usode los colores se convierte en pieza fundamentalen el aprendizaje. Observemos un ejemplo:

CONSISTENCIA

En el caso de que no tuviéramos en cuenta el color en eldiseño de la interfaz, ¿será posible saber que componentesse encuentran con problemas y cuales no?.



Imágenes: El sistema, además depresentar imágenes sencillas yentendibles, debe manejar cierta

consistencia en las imágenes, esdecir, para dispositivos similares, nosolo en forma física sino también enfuncionamiento, se deberán utilizar

imágenes similares.Veamos un ejemplo

CONSISTENCIA



Si tenemos que para las válvulas tenemosdiferentes tipos de imágenes, como lassiguientes:

CONSISTENCIA

Podrá haber problemas a la hora de

enseñarle al usuario su funcionamiento.Aunque las válvulas tengan la mismafunción, utilizar imágenes diferenteentorpece la labor del usuario y retrasa suaprendizaje



Es mejor ser consistente en las gráficasde la interfaz, como nos lo muestra lasiguiente figura:

CONSISTENCIA



Diseño: La consistencia en este tópicoes básica, es claro que un usuario se debesentir más confortable si a través de todala interfaz, si a medida que navega porella, encuentra patrones y estructurassimilares.

Hay que entregar un buen esfuerzo aldiseño de la interfaz, y así mismo, sedeben asignar recursos para velar que laconsistencia en este punto prevalezca.

CONSISTENCIA



Consistencia con el proceso:

Un elemento muy importante en el diseño de la

interfaz, de manera que ésta sea eficiente, es que sedebe tener en cuenta el proceso al cual se acopla, esdecir, realizar los procesos de la misma manera,pero de una forma más eficiente.

Esto es un proceso que debe ser analizadoespecíficamente para cada interfaz quedesarrollemos, sin embargo, hay algunas pautas quepodemos tener en cuenta para obtener estacaracterística dentro de nuestro diseño.

CONSISTENCIA



Cuando se recoge información del procesoreal, se debe tener en cuenta lanaturaleza de la variable.

Por ejemplo, si un valor dentro delproceso, cambia cada segundo, estotalmente innecesario realizar unmuestreo sobre la misma variable cada10ms, es un gasto demasiado grande derecursos del sistema además de sertotalmente un proceso ineficiente

CONSISTENCIA



Además de tener gráficos agradablesdentro de la interfaz, la misma debereflejar de la mejor manera posible, lo

que sucede en el proceso.Mantener una idea correcta de lasocurrencias dentro del mismo, ayuda a

poseer una concepción correcta sobre laabstracción utilizada en la interfaz.

CONSISTENCIA



Mientras sea posible, manejar gráficosdinámicos que se actualicen con el estado

actual y real del sistema.Mientras más dinamismo haya dentro dela interfaz, más posibilidad de obtener

una mayor supervisión y control sobre elproceso.

CONSISTENCIA



CONCLUSIONES



CONCLUSIONES

El diseño de interfaces es un tema que seviene aplicando desde hace un buentiempo, y considerando los avances

realizados hasta el momento en todas lasáreas relacionadas, es justo decir, que hallegado a un punto en que nos es posibledesarrollar interfaces que se acoplen acualquier sistema, y que potencien todaslas características que los mismosnecesiten.



El diseño de las interfaces de usuario seguía por pautas básicas, pero que a lahora de implementarla, hacen que lamisma obtenga valores agregados, comola eficiencia, mayor productividad yrapidez en el aprendizaje.

Los conceptos como el color y laconsistencia, realzan la importancia ycuidado que se deben tener en cuenta enel momento del diseño de la interfaz

CONCLUSIONES



BIBLIOGRAFÍA

Bailey, DavidPractical SCADA for industry; DavidBailey, Edwin Wright.-- Amsterdam [etc.]Newnes, 2003.-- XIV, 288 p. ; 25 cm

Cognitive ergonomics and human-computer interaction; edited by J. Longand A. Whitefield.-- Cambridge [etc.] :Cambridge University Press, 1989.-- 259p. : il. ; 26 cm



LINKS SCADAwww.uv.es/~rosado/sid/Capitulo6_Scada.pdf http://www.automatas.org/redes/scadas.htm

PARAMETROS DE DISEÑOhttp://www.monografias.com/trabajos6/inus/inus.shtmlhttp://www.grancomo.com/e/definiendo_el_interfaz_de_usuario.phphttp://www.desarrolloweb.com/articulos/1513.php?manual=5http://www.uag.mx/66/proceso2.htmhttp://www.uco.es/~el1momua/ergonomia/http://www.gsi.dit.upm.es/~fsaez/OtrosArticulos/usabilidadp.htmlhttp://planeta.gaiasur.com.ar/infoteca/siggraph99/diseno-de-interfaces-y-usabilidad.htmlhttp://www.edicionsupc.es/ftppublic/pdfmostra/OE03106M.pdf

TEORÍA DEL COLOR http://www.poynterextra.org/cp/h // l / l h h l

BIBLIOGRAFÍA

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