[Article] À la pointe de la conception des IHM 4.0

Posted: 
2019/12/18
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Une bonne conception d'écran ne peut pas être prise à la légère. Elle est essentielle car elle a un impact direct et positif sur l'efficacité opérationnelle. Cependant, depuis l'introduction de l'IHM il y a près de 40 ans, la conception d'écrans est un processus long qui exige des compétences et une expertise spécialisées. Aujourd'hui, le nouveau logiciel de conception d'écran simplifie ce processus et réduit considérablement le temps nécessaire à la conception d'écrans performants. De nouvelles dispositions et de nouveaux modèles offrent aux utilisateurs une liberté et une flexibilité inégalées pour créer une meilleure interface plus rapidement.

Un bref historique de la conception de l'IHM

HMI Design 1.0

Dans les années 80, pour créer une interface graphique pour machine et équipement, vous aviez une unité d'affichage programmable (ci-après appelée IHM) ainsi qu'un logiciel de programmation primitif. Avant l'avènement du logiciel créé exclusivement pour la conception d'écrans IHM, la création et la conception d'une IHM exigeaient des compétences en programmation informatique et des connaissances informatiques avancées. Le développement et la maintenance de l'IHM ont été longs et coûteux (nous pouvons appeler cette étape la conception de l'IHM 1.0). L'introduction d'un logiciel de conception IHM a réduit la charge de travail pour créer et gérer des écrans pour l'IHM.

HMI Design 2.0

Le logiciel de conception de l'IHM 2.0 comprend deux parties. D'une part, il s'agit d'un composant graphique destiné à dessiner l'affichage d'écran, et d'autre part, d'un composant opérationnel destiné à programmer des opérations d'écran. Le composant opérationnel nécessitait la configuration de commandes spéciales appelées balises d'écran. La configuration de ces balises d'écran nécessitait toujours une certaine expertise et il y avait beaucoup de place pour améliorer la conception et l'exploitation.

HMI Design 3.0

Dans les années 90, le système d'exploitation Windows a ouvert la porte à de nombreuses possibilités. En tant qu'applications logicielles Windows intégrées dans le secteur, la conception de l'IHM a commencé à intégrer les composants graphiques et opérationnels afin de pouvoir simplement modifier les propriétés ou les attributs d'une partie graphique pour programmer vos opérations. Alors que l'expertise en conception d'IHM, comme les paramètres d'étiquette, est devenue inutile et que la création d'écrans est devenue beaucoup plus simple, les éléments tels que le placement de pièces et la modification des attributs sont restés statiques pendant de nombreuses années et les délais de conception de l'IHM ne se sont pas réduits de manière significative.

HMI Design 4.0

Récemment, avec l'introduction d'une série de nouvelles méthodes et de nouveaux concepts de conception d'IHM, le temps de conception de l'IHM a été considérablement réduit en supprimant les étapes inutiles et en réutilisant les ressources précédemment créées. Dans HMI Design 4.0, le processus de conception est simplifié, les opérateurs sont plus efficaces et les opérations plus productives. Le tableau ci-dessous illustre l'évolution de la conception de l'IHM en différentes étapes :

 

L'état actuel de la conception de l'écran

Lorsque nous analysons le temps passé à concevoir une IHM, les statistiques nous montrent que le nombre d'écrans (écrans de base) sur une IHM de grande taille dépasse généralement 500. Le nombre de pièces par écran dépasse généralement 100. Compte tenu du temps et des efforts nécessaires pour créer une seule partie, vous pouvez constater combien de temps il peut être long de concevoir des écrans IHM.


Plus de 70 % des concepteurs d'IHM utilisent des scripts. Mais les enquêtes nous montrent que le développement et la maintenance de scripts représentent un lourd fardeau pour les concepteurs d'écrans.


Les innovations de l'interface utilisateur telles que les smartphones ont eu une influence significative sur la conception des IHM industrielles, et les utilisateurs exigent désormais des écrans plus clairs et plus faciles à utiliser.

 

 

 

HMI Design 4.0 Partie 1 : Disposition

Pour créer des écrans dans un logiciel de conception IHM classique, vous dessinez des pièces sur des pages appelées "écrans de base" dont la résolution correspond à l'IHM. Lorsque vous dessinez ces pièces, vous spécifiez les coordonnées X et Y ainsi que leur largeur et leur hauteur comme attributs pour la pièce. Ces attributs se comportent comme des valeurs absolues par rapport à la résolution de l'écran. Si vous souhaitez utiliser les mêmes données d'écran sur une autre IHM avec une résolution d'écran différente, vous devez ajuster la position de chaque partie. En outre, si vous réutilisez une partie de l'écran ailleurs, vous ne pouvez pas modifier la position relative des pièces sur l'écran d'origine à partir de l'autre page, ce qui limite la liberté de créer une bonne disposition.

Désormais disponible dans HMI Design 4.0, les écrans de disposition offrent une nouvelle méthode de conception d'écran, différente de l'écran de base, sans dépendre de la résolution de l'IHM. Voici un exemple de disposition de la grille. La disposition de la grille comporte des lignes et des colonnes comme un tableau. Lorsque vous dessinez une pièce à l'écran, déposez la pièce dans une cellule et les tailles de la pièce automatiquement pour l'ajuster à la zone de la cellule.

La taille des lignes et des colonnes de la grille est fonction de la résolution de l'écran. Si la résolution de l'écran change, la taille des lignes et des colonnes s'ajuste en conséquence. Il est ainsi possible de conserver l'emplacement des pièces par rapport à la disposition d'origine. Outre l'utilisation d'une disposition de grille pour un écran entier, vous pouvez également appliquer la disposition de grille à une partie d'un écran avec un cadre de disposition. Cela permet de réutiliser le contenu que vous pouvez redimensionner.

Par rapport au dessin de pièces sur des écrans de base, les écrans de mise en page de la grille ne nécessitent pas de réglages précis des emplacements des pièces, ce qui rend superflues les commandes telles que Aligner à gauche et Distribuer uniformément. Cela réduit le temps nécessaire pour dessiner des pièces sur l'écran. Une disposition d'écran simple avec des lignes et des colonnes peut limiter le placement des pièces. Cependant, avec IHM Design 4.0, vous pouvez augmenter la complexité de l'écran en combinant des cellules et en dessinant d'autres grilles dans une ou plusieurs cellules. Cette fonction augmente considérablement le degré de liberté offert par les dispositions.



L'utilisation de la mise en page de la grille permet de réduire considérablement le temps et les efforts nécessaires pour dessiner des pièces sur l'écran et d'augmenter la liberté de mise en page de l'écran. La réutilisation accrue de l'écran permet de réduire le temps de conception global de l'IHM.

 

L'état actuel de la conception de l'écran

Au lieu d'avoir à concevoir un écran à partir de zéro, HMI Design 4.0 introduit le concept de modèles, avec des fonctionnalités et des apparences prédéfinies. Vous pouvez réduire considérablement le temps et l'effort de conception de l'IHM en utilisant des modèles de thème pour vous donner l'apparence que vous voulez, et des modèles de jeux de couleurs pour définir la tonalité de couleur et les modèles de navigation pour les changements d'écran. De plus, comme vous pouvez modifier des modèles même une fois la conception de l'IHM terminée, vous pouvez effectuer des ajustements précis sans perturber la conception dans son intégralité.

<Figure 1: Exemples de thèmes dans Microsoft Windows>



En utilisant des modèles de thème et de jeux de couleurs, vous pouvez non seulement concevoir des écrans plus rapidement et avec moins d'efforts, mais aussi créer des écrans unifiés instantanément avec des options d'écran préconçues et conviviales fournies dans le cadre du progiciel. Par exemple, sans utiliser les jeux de couleurs et les thèmes, même après avoir décidé que tous les interrupteurs d'arrêt seront rouges, vous risquez de définir une nuance de rouge différente sur chaque écran. Les jeux de couleurs peuvent empêcher cela. Avec l'utilisation de thèmes, vous pouvez modifier les valeurs par défaut des attributs de pièce, puis enregistrer cet attribut pour l'utiliser dans d'autres parties. Par exemple, pour définir une taille de police de 20 points pour les titres des pièces, ce qui est plus grand que d'habitude, vous pouvez modifier la taille de la police de texte d'une pièce à 20 et l'enregistrer comme taille de police par défaut du texte des titres. Ensuite, il n'est plus nécessaire de modifier la taille de police des pièces. 
Le nombre d’écrans et les opérations de navigation peuvent sembler simples pour les IHM de petite et moyenne taille, mais la configuration des opérations de changement d’écran est assez compliquée. Par exemple, pour un commutateur à écran de modification, vous devez spécifier le numéro d'écran de destination. En cas de modification de la configuration de l'écran ou du numéro d'écran de destination, vous devez vérifier et modifier les paramètres de tous les commutateurs de l'écran de modification. Ce facteur augmente le temps consacré à la maintenance. HMI Design 4.0 élimine ce problème avec les modèles de navigation.
Les modèles de navigation configurent automatiquement les modifications d'écran. La conception des menus de l'écran de modification est configurée dans un modèle et les numéros d'écran des modifications d'écran sont configurés automatiquement en fonction de la structure de l'écran. Vous pouvez remplacer le modèle de navigation par un nouveau modèle pour modifier l'apparence du menu ; toutefois, la structure de l'écran ne change pas, ce qui évite d'avoir à vérifier tous les paramètres de l'écran.




L'amélioration de la réutilisation des données d'écran et la réduction du temps nécessaire à la conception de l'écran IHM par l'utilisation de modèles sont deux éléments clés de la conception IHM 4.0. Cela fait 40 ans que la première IHM a été mise en place, et depuis longtemps, il n'y a pas eu d'innovations réelles dans la manière dont les écrans ont été conçus. Aujourd'hui, les utilisateurs d'automatisation exigent davantage de leur IHM et l'interface utilisateur est plus importante que jamais car elle est directement liée à l'efficacité de production. Certains aspects de la conception de l'écran IHM — comme les paramètres de communication de l'automate et les scripts utilisés dans les processus IHM — nécessitent beaucoup de temps et d'efforts.  Mais les fonctionnalités innovantes de HMI Design 4.0 rendent la conception d'IHM beaucoup plus efficace et rentable. Chez Pro-face by Schneider Electric, notre engagement en faveur de l'innovation à tous les niveaux commence par l'atelier avec les meilleurs équipements de sa catégorie, comme l'IHM GP Series. En donnant aux opérateurs les moyens d'utiliser des appareils intelligents plus facilement — grâce à des écrans conviviaux créés avec notre logiciel de conception d'écrans bleus — nos offres de bout en bout offrent une meilleure expérience client totale.
 

Par Manabu Kawata
 

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