數(shù)控機床人機界面設計原則研究

葉智文

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

關鍵詞：數(shù)控機床;人機界面;設計原則

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

一、數(shù)控機床人機界面的設計原則分析

（一）一致性原則

一致性即為于類似環(huán)境下，予以同種手法進行表現(xiàn)。一致性可以輔助用戶降低認知負荷，更快的融入到學習中，或者在相似的環(huán)境中應用。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同，將各種系列產品統(tǒng)一性有效的提升，讓產品具備較高的辨認度，便于用戶理解。視覺設計要素眾多，即文字、色彩、文字、圖標以及布局等，重復的運用視覺設計要素，將用戶認可度提升，以此在情感上產生一致性。注意的問題就是，一致性設計期間，應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?。ù螅┗?、拖拉以及滾動、命令的輸入方式等，應該跟規(guī)范一致，登錄頁面顯示的“錯誤提示”，應具備一致提示方式，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

易用性為產品設計的重要理念，包括易學性、高效性、易記憶、少犯錯、滿意度幾方面內容。易用性需要實現(xiàn)的就是：產品可以被用戶輕松的學習掌握以及操作;產品應用期間，可以對于預期目標及時有效的完成;過一段時間以后再次運用產品，也無需二次學習即可立即操作;應用產品過程中，無錯誤問題，或者出錯率較低;用戶對產品應用體驗具有較高的滿意度。另外，需要注意的是，對易用性產生影響的重要因素就是絕對性、相對性。其中，絕對性密切的關聯(lián)于用戶的年齡、文化背景、專業(yè)背景、個人經驗等。相對性就是指不同的用戶，可能會對相同的產品形成差異化的理解方向，或者相同的用戶基于不同的應用環(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)，應該對用戶應用安全加強保護。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)，往往產生失誤情況，設計的環(huán)節(jié)應該對防控錯誤的措施進行充分考慮。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、防止設備漏電等。

二、人機界面中“機”的設計原則分析

（一）控制面板

控制面板可以對機床外觀造型產生美化的作用，同時能夠減少用戶作業(yè)期間的疲勞感。首先，設計控制面板尺寸、大小，應該基于機械裝備綜合造型基礎上展開，通常采取“黃金分割原則”可以設計出比較美觀的控制面板，同時具備科學合理性，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，并合理的調整。其次，控制板面的位置，應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，所以設計環(huán)節(jié)，應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械按鍵形式，緊急狀態(tài)中機械按鍵給使用者心理反饋。其他功能運用的是液膜按鍵，方便排布同時具有較強大的功能。按鍵的顏色應該統(tǒng)一于機器整體，控制在三種顏色之內為宜。

（二）顯示器

數(shù)控機床中人與機直接聯(lián)系的關鍵交互通道就是顯示器。其中，色彩設計屬于顯示界面中關鍵因素，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情況產生指導，對于人機操作效率、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;布局設計即為有序的排布界面元素，科學的排布能夠將認知負荷降低，促進作業(yè)任務及時有效的完成，將產品美感需求提升，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。應該科學的分析現(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。依照的原則標準就是上部、左部為視覺中心，對排布主菜單、次級菜單、導航欄合理劃分，顯著的突出層次并且主題鮮明;導航設計為使用者從一個界面跳轉另一個界面的切換方法，指引使用者進行操作。導航形式包括任意的切換全局整體導航主級界面、次級界面，以及部分局部導航次級界面僅經一種渠道返回主級界面，再落實切換接下來的任務等。導航界面應該有效的結合起界面圖標、色彩、布局，同時依照導航設計準則，保障視覺排布一致性，科學的邏輯分組產品的功能;控件設計屬于可視化元素，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，達到整體統(tǒng)一控件效果。

（三）細節(jié)元素設計

細節(jié)元素設計，應該做到自身的細節(jié)元素以及跟界面均保持一致。不同的文字、圖標，在不同的界面上進行配置。在圖標設計上，直觀圖標能夠提升界面美感，同時鮮明的引導使用者操作，將作業(yè)效率提升。設計國標設計時，要掌握住使用者認知行為習慣，確保認知能夠良好的匹配于圖標含義。圖標要具備整體統(tǒng)一性，具有相應的尺寸以及顏色標準等，同時視覺上要具備和諧度、美觀度。同時設計環(huán)節(jié)也要掌握住界面完成的作業(yè)流程，提升易用性，做好相應的改良設計。在文本設計上，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用一致的字體，帶給使用者清晰簡潔的引導。

結語：

我國數(shù)控機床的功能發(fā)展上已經不斷的健全完善，同時界面設計上相繼革新，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知負荷較大等。所以，應該科學的結合人機工程學、認知心理學、計算機科學、藝術理論等學科，讓設計數(shù)控機床界面遵循科學的設計原則。人機界面質量水平，對用戶與機床關系產生直接的影響，需要界面設計對于人的因素、機的因素平衡綜合對待。

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