數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面設(shè)計原則研究

葉智文

摘要：數(shù)控機(jī)床的界面設(shè)計屬于機(jī)床設(shè)計中關(guān)鍵內(nèi)容，一般就是指人與機(jī)器間進(jìn)行傳遞信息的界面，深刻的影響到數(shù)控機(jī)床的開發(fā)創(chuàng)新、工作質(zhì)量以及效率的提升，并且體現(xiàn)出產(chǎn)品的審美價值等。界面設(shè)計對數(shù)控機(jī)床的品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，本文進(jìn)行分析數(shù)控機(jī)床功能、操作特點，探索科學(xué)的數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面設(shè)計原則。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;人機(jī)界面;設(shè)計原則

在國家的制造業(yè)發(fā)展中，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計能夠顯示出其發(fā)展程度，并且可以對國民生產(chǎn)總值產(chǎn)生一定程度的影響，數(shù)控機(jī)床就是進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)。隨著時代的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床同樣面臨不斷的革新。在數(shù)控機(jī)床中，人機(jī)界面屬于關(guān)鍵構(gòu)成，科技的加速發(fā)展予以數(shù)控機(jī)床的設(shè)計更高需求標(biāo)準(zhǔn)，在人機(jī)界面設(shè)計上要求更多。

一、數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面的設(shè)計原則分析

（一）一致性原則

一致性即為于類似環(huán)境下，予以同種手法進(jìn)行表現(xiàn)。一致性可以輔助用戶降低認(rèn)知負(fù)荷，更快的融入到學(xué)習(xí)中，或者在相似的環(huán)境中應(yīng)用。一致性原則主要是體現(xiàn)于兩方面，一方面是視覺一致性，另一方面是交互一致性。其中，視覺一致性就是得到用戶的認(rèn)同，將各種系列產(chǎn)品統(tǒng)一性有效的提升，讓產(chǎn)品具備較高的辨認(rèn)度，便于用戶理解。視覺設(shè)計要素眾多，即文字、色彩、文字、圖標(biāo)以及布局等，重復(fù)的運(yùn)用視覺設(shè)計要素，將用戶認(rèn)可度提升，以此在情感上產(chǎn)生一致性。注意的問題就是，一致性設(shè)計期間，應(yīng)該保障用戶感官直覺體驗以及用戶記憶均具有良好的一致性;交互一致性即為實現(xiàn)產(chǎn)品功能，確保用戶具備一致性的操作行為、反饋與用戶的心智模型。包括屏幕框體切換的最小（大）化、拖拉以及滾動、命令的輸入方式等，應(yīng)該跟規(guī)范一致，登錄頁面顯示的“錯誤提示”，應(yīng)具備一致提示方式，同時聲音提示、震動提示一致，方便用戶正確判斷等。

（二）易用性原則

易用性為產(chǎn)品設(shè)計的重要理念，包括易學(xué)性、高效性、易記憶、少犯錯、滿意度幾方面內(nèi)容。易用性需要實現(xiàn)的就是：產(chǎn)品可以被用戶輕松的學(xué)習(xí)掌握以及操作;產(chǎn)品應(yīng)用期間，可以對于預(yù)期目標(biāo)及時有效的完成;過一段時間以后再次運(yùn)用產(chǎn)品，也無需二次學(xué)習(xí)即可立即操作;應(yīng)用產(chǎn)品過程中，無錯誤問題，或者出錯率較低;用戶對產(chǎn)品應(yīng)用體驗具有較高的滿意度。另外，需要注意的是，對易用性產(chǎn)生影響的重要因素就是絕對性、相對性。其中，絕對性密切的關(guān)聯(lián)于用戶的年齡、文化背景、專業(yè)背景、個人經(jīng)驗等。相對性就是指不同的用戶，可能會對相同的產(chǎn)品形成差異化的理解方向，或者相同的用戶基于不同的應(yīng)用環(huán)境下，也會不同的影響到易用性。

（三）安全性原則

安全性即為操作環(huán)節(jié)，應(yīng)該對用戶應(yīng)用安全加強(qiáng)保護(hù)。最基本的要求就是安全性，但是很多因素都能夠影響到安全性，其中主要的因素就是用戶自身、操作過程、操作環(huán)境。用戶在判斷以及操作環(huán)節(jié)，往往產(chǎn)生失誤情況，設(shè)計的環(huán)節(jié)應(yīng)該對防控錯誤的措施進(jìn)行充分考慮。例如，誤動操作動作無效、錯誤操作要及時提示、用戶重要操作期間及時給出特別提示;在操 作過程中要保證用戶的安全，減小操作界面過程中對用戶的生理傷害、防止設(shè)備漏電等。

二、人機(jī)界面中“機(jī)”的設(shè)計原則分析

（一）控制面板

控制面板可以對機(jī)床外觀造型產(chǎn)生美化的作用，同時能夠減少用戶作業(yè)期間的疲勞感。首先，設(shè)計控制面板尺寸、大小，應(yīng)該基于機(jī)械裝備綜合造型基礎(chǔ)上展開，通常采取“黃金分割原則”可以設(shè)計出比較美觀的控制面板，同時具備科學(xué)合理性，可以便捷布局控制面板的上裝置。布局中，要分類控制按鍵，把具有相近功能的原件歸類到一起，而且最醒目最容易操作的位置，防止高頻次的按鍵，并合理的調(diào)整。其次，控制板面的位置，應(yīng)該滿足人體的生理特征，既能夠帶給使用者舒適感、安全感，又能夠降低操作環(huán)節(jié)的疲勞感，所以設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)該多次的分析使用者操作動作，確定最優(yōu)的人眼觀察范圍視野區(qū)域、操作范圍區(qū)域。最后，控制面板制動功能是實施機(jī)械按鍵形式，緊急狀態(tài)中機(jī)械按鍵給使用者心理反饋。其他功能運(yùn)用的是液膜按鍵，方便排布同時具有較強(qiáng)大的功能。按鍵的顏色應(yīng)該統(tǒng)一于機(jī)器整體，控制在三種顏色之內(nèi)為宜。

（二）顯示器

數(shù)控機(jī)床中人與機(jī)直接聯(lián)系的關(guān)鍵交互通道就是顯示器。其中，色彩設(shè)計屬于顯示界面中關(guān)鍵因素，一方面發(fā)揮美化的作用，另一方面對使用者予以操作界面行為反應(yīng)情況產(chǎn)生指導(dǎo)，對于人機(jī)操作效率、體驗成效具有重要的影響，同時可輔助使用者將信息的接收率、辨識度提升，改善視覺疲勞;布局設(shè)計即為有序的排布界面元素，科學(xué)的排布能夠?qū)⒄J(rèn)知負(fù)荷降低，促進(jìn)作業(yè)任務(wù)及時有效的完成，將產(chǎn)品美感需求提升，而且讓顯示界面具備良好的完整性。布局涵蓋了較多種類型，即“三”字型、對稱型、上下（左右）型、“口”字型等。應(yīng)該科學(xué)的分析現(xiàn)有裝置，針對性的選取具有不同特點的布局。注意內(nèi)容里面要涉及到必備信息，同時避免具有過大的信息量。依照的原則標(biāo)準(zhǔn)就是上部、左部為視覺中心，對排布主菜單、次級菜單、導(dǎo)航欄合理劃分，顯著的突出層次并且主題鮮明;導(dǎo)航設(shè)計為使用者從一個界面跳轉(zhuǎn)另一個界面的切換方法，指引使用者進(jìn)行操作。導(dǎo)航形式包括任意的切換全局整體導(dǎo)航主級界面、次級界面，以及部分局部導(dǎo)航次級界面僅經(jīng)一種渠道返回主級界面，再落實切換接下來的任務(wù)等。導(dǎo)航界面應(yīng)該有效的結(jié)合起界面圖標(biāo)、色彩、布局，同時依照導(dǎo)航設(shè)計準(zhǔn)則，保障視覺排布一致性，科學(xué)的邏輯分組產(chǎn)品的功能;控件設(shè)計屬于可視化元素，包括菜單、按鈕、窗口、滾動條以及多種框體，界面層級相對繁雜，比較不容易統(tǒng)一控件。要深入的分析界面各功能，掌握住各項屬性，達(dá)到整體統(tǒng)一控件效果。

（三）細(xì)節(jié)元素設(shè)計

細(xì)節(jié)元素設(shè)計，應(yīng)該做到自身的細(xì)節(jié)元素以及跟界面均保持一致。不同的文字、圖標(biāo)，在不同的界面上進(jìn)行配置。在圖標(biāo)設(shè)計上，直觀圖標(biāo)能夠提升界面美感，同時鮮明的引導(dǎo)使用者操作，將作業(yè)效率提升。設(shè)計國標(biāo)設(shè)計時，要掌握住使用者認(rèn)知行為習(xí)慣，確保認(rèn)知能夠良好的匹配于圖標(biāo)含義。圖標(biāo)要具備整體統(tǒng)一性，具有相應(yīng)的尺寸以及顏色標(biāo)準(zhǔn)等，同時視覺上要具備和諧度、美觀度。同時設(shè)計環(huán)節(jié)也要掌握住界面完成的作業(yè)流程，提升易用性，做好相應(yīng)的改良設(shè)計。在文本設(shè)計上，最好減少出現(xiàn)大量文字的情況，給使用者減少閱讀量。同時界面文字盡可能的運(yùn)用一致的字體，帶給使用者清晰簡潔的引導(dǎo)。

結(jié)語：

我國數(shù)控機(jī)床的功能發(fā)展上已經(jīng)不斷的健全完善，同時界面設(shè)計上相繼革新，但是注重功能實現(xiàn)的同時，用戶體驗方面還有待改善，主要的問題就是用戶的認(rèn)知負(fù)荷較大等。所以，應(yīng)該科學(xué)的結(jié)合人機(jī)工程學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、藝術(shù)理論等學(xué)科，讓設(shè)計數(shù)控機(jī)床界面遵循科學(xué)的設(shè)計原則。人機(jī)界面質(zhì)量水平，對用戶與機(jī)床關(guān)系產(chǎn)生直接的影響，需要界面設(shè)計對于人的因素、機(jī)的因素平衡綜合對待。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈曉，汪悅生，江千軍，張寧，王文娟. 智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)系統(tǒng)人機(jī)界面優(yōu)化設(shè)計[J]. 電子設(shè)計工程，2020，28（08）：104-107.

[2]權(quán)雯欣，梁艷霞，嚴(yán)文杰. 格式塔心理學(xué)在產(chǎn)品人機(jī)界面設(shè)計中的應(yīng)用研究[J]. 科技資訊，2020，18（04）：5-8.

[3]彭瑋航，徐華澤. 數(shù)控機(jī)床操控面板人機(jī)交互設(shè)計與眼動測試[J]. 儀器儀表用戶，2019，26（09）：4-8.

[4]石曉嵐. 線束加工設(shè)備人機(jī)界面設(shè)計研究[J]. 智庫時代，2019，（23）：237-238.

[5]劉濤，劉鎏. 論數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計的人機(jī)界面研究[J]. 機(jī)械設(shè)計與制造，2018，（12）：266-268.

[6]祖金新，馬彧. 數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面設(shè)計原則研究[J]. 設(shè)計，2018，（24）：138-139.