Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM...

21
Mennesker i produktion - High Performance Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden SESAM seminar 8. september 2016 Agenda: Baggrund for Human Factor ISA 101 opbygning Human Factor i ISA 101 Mennesker i produktion - High Performance 40% forbedring af operatør-performance (ASM) 27% forbedring af usability / performance (TetraPack) Hvorfor fokus på HMI design ? ISA101: “If the standard, recommended practices and methodology are followed, the result should enable the users to be more effective yielding improved safety, quality, productivity and reliability

Transcript of Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM...

Page 1: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden SESAM seminar 8. september 2016

Agenda:

• Baggrund for Human Factor

• ISA 101 opbygning

• Human Factor i ISA 101

Mennesker i produktion - High Performance

40% forbedring af operatør-performance (ASM)

27% forbedring af usability / performance (TetraPack)

Hvorfor fokus på HMI design ?

ISA101: “If the standard, recommended practices and methodology are followed, the result should enable the users to be more effective yielding improved safety, quality, productivity and reliability”

Page 2: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Human Factor

High Performance HMI

ISA 101 Standard

Hvordan hænger det sammen ?

Mennesker i produktion - High Performance

ManMachine Engineering ApS

Rådgivning, undervisning og design af High Performance operatør interface:

• HMI (SCADA, SRO, Smartphone) • Datavisualisering, Dashboards • Optimering af arbejdsgange • ISA101 Standard

Peder Brandt [email protected]

Tlf. 27646760

Page 3: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

ManMachine Engineering ApS

Grafisk design

Usability / UX og Human Factor

Procesforståelse

Arbejdsgange og produktionsafvikling

Mennesker i produktion - High Performance

Page 4: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance
Page 5: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Hjerne

Øje

Mennesker i produktion - High Performance

Øvelse

Øje

Page 6: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Hjerne

Øje

Mennesker i produktion - High Performance

Evaluate performance criteria

Information Processing Activities

States of knowlege Resulting from Information processing

Interpret consequences for current task, safety

efficiency, etc.

Identify present state of the system

Observe information and data

Activation; detection of need for action

Execute; coordinate manipulations

Formulate Procedure; plan sequence of

actions

Define task; select change of system

condition

Ambiguity

Systemstate

Set ofObserva-

tions

Targetstate

Task

Alert

Rasmussen’sDecicion ladder

Reflexive or AutomaticActivation

Shunting paths dueto stereotype

processes

Associativeleaps

CausalReasoning

Procedure

Ultimategoal

CausalReasoning

Page 7: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Øvelse

Hjerne

Mennesker i produktion - High Performance

Performance ved kommunikation

Fejl i kommunikation

Menneske-maskin system

Maskin-maskin system

Per

form

ance

Page 8: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Mennesket som system

• Vi er jo kun mennesker (designet til at bo i huler) • Vi er gode til … • Vi er dårlig til … • Vi laver ofte fejl - og retter dem (hvis vi opdager dem)

Page 9: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High PerformanceThree Mile Island - 1979

Page 10: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance
Page 11: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Human Factor Usability / UX

Systemer underlagt naturlove

Sikkerhed / real-time

Produktivitet

“Virtuel”

Nemt at bruge uden træning

User Experience

AMERICAN NATIONAL STANDARD

ANSI/ISA-101.01-2015

Human Machine Interfaces for Process Automation Systems

Approved 9 July 2015

Page 12: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

– 7 – ANSI/ISA-101.01-2015

Copyright 2015 ISA. All rights reserved.

Contents Introduction .......................................................................................................................... 9

Purpose ......................................................................................................................... 9 Organization .................................................................................................................. 9

1 Scope .......................................................................................................................... 10 1.1 General Applicability ........................................................................................... 10 1.2 Exclusions .......................................................................................................... 10 1.3 Intended Audience .............................................................................................. 10

2 Normative References .................................................................................................. 10 2.1 References ......................................................................................................... 10

3 Definition of Terms and Acronyms ................................................................................ 12 3.1 Definitions ........................................................................................................... 12 3.2 Acronyms ............................................................................................................ 18

4 HMI System Management ............................................................................................. 19 4.1 Introduction ......................................................................................................... 19 4.2 System Standards ............................................................................................... 20 4.3 The Design Process ............................................................................................ 23 4.4 The Implementation Stage of the HMI Lifecycle .................................................... 27 4.5 The Operate Stage of the HMI Lifecycle ............................................................... 30 4.6 Continuous Work Processes ................................................................................ 32

5 Human Factors Engineering & Ergonomics ................................................................... 35 5.1 General Principles of HMI Design ........................................................................ 35 5.2 User Sensory Limits ............................................................................................ 36 5.3 User Cognitive Limits .......................................................................................... 39

6 Display Styles and Overall HMI Structure ...................................................................... 40 6.1 Introduction ......................................................................................................... 40 6.2 Display Styles ..................................................................................................... 40 6.3 Display Hierarchy ................................................................................................ 42

7 User Interaction ........................................................................................................... 47 7.1 Introduction ......................................................................................................... 47 7.2 Software Methods for User Interaction ................................................................. 47 7.3 Hardware Interfaces ............................................................................................ 57

8 Performance ................................................................................................................ 59 8.1 Introduction ......................................................................................................... 59 8.2 HMI Categories ................................................................................................... 59 8.3 HMI Duty Factors ................................................................................................ 60

9 Training ....................................................................................................................... 61 9.1 User Training ...................................................................................................... 61

HMI System Management

Human Factor Engineering & Ergonomics

Training

Mennesker i produktion - High Performance

ISA 101 Lifecycle model

Page 13: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

A

48 %

Farver brugt med omhu

CIP SUPPLY

STEAM

INSTRUMENT AIR

SSD

CONDENSATE

WASTE

RP1-VES100

TT

LT

LS

LS

FT

SS

RAW M. 1

RAW M. 2

PT

RP1-V610

RP1-V310

RP1-V320

RP1-V110

RP1-V101

RP1-V103

RP1-V105

RP1-V802 RP1-V804

RP1-P101

RP1-P103

RP1-PT101

RP1-FT101

RP1-TT100

RP1-LT100

RP1-LS100

RP1-LS101

0.0 %

19.2 °C

Normal

Normal

72.4 %

12563 L/h

47.0 %

5,02 bar

5802 L

FT RP1-FT1109856 L/h

FT RP1-FT3100 L/h

FT RP1-FT3201608 L/h

AlarmgrænserRP1-FT110: ALM-L = 8000 ALM-H = 12000RP1-FT310: ALM-L = 0 ALM-H = 1800RP1-FT320: ALM-L = 1200 ALM-H = 1800RP1-LT100: ALM-L = 2500 ALM-H = 7500RP1-PT101: ALM-L = 4,0 ALM-H = 5,8RP1-FT110: ALM-L = 9000 ALM-H = 15000

Alarm: Flow eller tryk tæt på alarmgrænse ?

Page 14: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

10000

5000

0

0-15-30

RP1-VES100

0.0 %

19.2 °C

72.4 %

12563 L/h

47.0 %

5,02 bar5802 L

RAW M.2

RAW M.1

SS SSDRE-CIRC

9856 L/h

ALM-H

ALM-L

0 L/h 1798 L/h

CIP SUPPLY

SS

RAW M.1

RAW M.2

STEAM SSD

WASTE

CONDENS.

Alarm: Flow eller tryk tæt på alarmgrænse ?

Mennesker i produktion - High Performance

Informations-hierarki

Overblik / dashboard

Daglig drift

Troble shooting

Indstillinger

Område/Anlæg

Bruges til:Indhold:Niveau:

Værk/Afsnit

Unit

Komponent

1

2

3

4

Skærmbilleder

Page 15: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

ISA 101 Lifecycle model

Mennesker i produktion - High Performance

HMI Design:

Hvad skal HMI’et bruges til ?

Hvilken information skal vises ?… og visualiseret hvordan ?

… og af hvem ?

Page 16: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

HMI Design

Holdninger Fakta

Mennesker i produktion - High Performance

Data og arbejdsopgaver - metoder

• Analyse af arbejdsproces • Analyse af produktionsproces• Bruger-interview • Bruger-observation

Page 17: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

ISA 101 Lifecycle model

Mennesker i produktion - High Performance

Tid

InputProces

Output

Feedback

SP

PV

Proces med feedback

Page 18: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Tid

InputProces

Output

SP

PV

Proces uden feedback

Mennesker i produktion - High Performance

HMI kvalitetssikring:

Review og test giver vigtigt feedback

Vises de rigtige data ?… og på de rigtige skærmbilleder ?

Er arbejdsgange effektive ?

Få rette fejl billigst muligt

… og med den rigtige grafik ?

Page 19: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

Kvalitetssikring - metoder

• Review af opgaver med brugere• Cognitive walkthrough med prototype / skitser• Brugertest med prototype • Brugertest / observationer under implementering

Mennesker i produktion - High Performance

ISA 101 Lifecycle model

Page 20: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

High Performance HMI Design forudsætter

1: Et godt sæt af HMI design elementer Farver, grafik, annimation, navigation mv.

2: En designproces som sikre rigtigt indhold og kvalitet

(det nemme)

(det knap så nemme)

Mennesker i produktion - High Performance

3 arbejdsgrupper udarbejder Technical Reports:

WG1 – Philosophy and Style Guide

WG2 – Usability and Performance

WG3 – Mobile Platforms

ISA 101 komiteen - hvad sker der nu

Page 21: Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden - SESAM Worldsesam-world.com/_pdf/sesam-120/03-ManMachine.pdf · Udviklingen af HMI og ISA 101 standarden ... High Performance High Performance

Mennesker i produktion - High Performance

HMI-design og mobile enheder

Hvad har vi altid med os ?

Små skærme kræver fokuseret designNye muligheder for optimering af arbejdsgange

Mennesker i produktion - High Performance

Vi er jo kun mennesker … så tilpas designet

HMI design-procesen er vigtig …HMI system-standarder er vigtige …

Kvalitetssikring er vigtig …… hvis der skal opnås High Performance

ISA 101 er en operationel standard