1 西门子触摸屏设计的益处
当下，组态软件的使用变得越来越简单。以TIA 博途为例，多数情况下通过简单地拖拽就可以实现项目的开发，博途强大的库功能也支持工程师能够更加模块化、结构化的设计项目。

从产品的角度来讲，在性价比趋同的情况下，产品之间竞争的重点已经转移到用户的使用体验上。良好的设计恰恰能提升用户体验，提高产品的灵活性，从而为产品带来更大的附加值。增加产品的竞争力。

对于开发工程师来讲，在当前的组态软件中，配色方案、样式和库等支持全局设置，具有灵活的复用性。因此良好的设计还能够提升工程师的组态效率，节省项目开发的时间成本。进而能为企业节省成本。

重要的一点：HMI设计是工程师能够掌握的一门手艺。未来也将会是HMI工程师必不可少的一项技能。所以，今天我们就来聊聊实现更好的HMI设计的方法。让更好的设计带来更高的竞争力。



2 西门子触摸屏设计的内容
乔布斯经典语录：设计不仅仅是外观和感受，设计是解决产品如何运作的。HMI设计呈现的是显示、控制和分析工艺系统的界面。但是目的是为了满足生产控制的需要。因此HMI设计关注两部分内容：视觉效果和功能实现。而视觉效果服务于产品功能。


HMI 设计方面也有相关的国际标准。ISO 9241就是关于办公室环境下交互式计算机系统的人类工效学国际标准。该标准为基于计算机的交互系统的整个生命周期中以人为中心的设计原则和活动提供了要求和建议。2019年七月发布了新版本。包含：
210部分：交互系统以人为本的设计
220部分：以人为本设计在组织内的实现、执行和评估过程。

详细的链接如下：
ISO-9241-210:2019
https://www.iso.org/standard/77520.html

ISO-9241-220:2019
https://www.iso.org/standard/63462.html

综上，HMI设计的内容包含：视觉效果、功能实现和整个设计生命周期的规划。


3 西门子触摸屏实现的5个步骤
方法加实践是学习手艺的不二法门。好的方法能达到事半功倍的效果。为了实现更好的HMI设计，在这里提炼出了关键的五个步骤供大家参考：策略、聚焦、结构、构图和设计。下面是详细的介绍：

策略
策略就是明确HMI产品的用户是谁，然后从用户的角度出发设计产品。所以首先要做的是和用户充分的沟通，收集用户的需求。让用户参与到产品的设计中。在沟通过程中，要进一步明确用户的类型。通常一个设备会有操作员、调试人员以及维护人员等不同角色的用户进行操作。因此作为HMI的开发人员，需要能够汇总和提炼这些角色的意见和建议。

另一方面，HMI产品是服务于操作人员的，所以要充分了解操作员的需求。发掘出共性的内容。比如：界面尽量的清晰、美观，信号的状态变化要易于识别，对于需要控制的内容要重点关注，明确执行控制的必要条件和步骤，明确控制结果的反馈信息等。

因此在产品开发或者项目启动之初，HMI工程师就需要收集和整理相关信息，并且随时留意解决问题的思路和灵感。做好记录。


聚焦
聚焦的意义在于工程师需要关注设备的使用场景和操作员的使用习惯。使用场景包括明确被操作设备所在的区域，是近现场还是远现场，是安装在室内还是室外。当设备需要操作时，现场是什么情况，比如：声音、光线、周边有没有移动的设备等。操作人员的使用习惯包括：操作员的日常工作状态、工作中是否需要戴手套、操作人员是否需要轮班、哪些内容操作的频率高等。简单来讲就是关注环境和人，以及两者之间可能产生的相互影响。

在ISO 9241(关于办公室环境下交互式计算机系统的人类工效学国际标准)中提到使用场景在设备的可用性方面起着非常重要的作用。在DIN EN ISO 9241-11(德国标准化委员会人类功效学国际标准)中从用户、工作内容、设备和使用环境四个方面来说明用户场景。可见使用场景对用户操作的影响度还是很大的。聚焦的目的就在于找出用户在使用设备感觉不舒服或者混乱的地方，我们常称之为“痛点”。解决这些痛点，就能够减少产品对用户带来的负面效应，也会明显的提高生产力。


结构
结构化的思维是工程师必备的素质。第三步结构主要设计产品中信息的架构和流向。在这一步工程师需要明确项目中有哪些画面，每个画面上的内容是什么以及画面之间是如何切换的。比如：总览画面和具体某个环节的画面该如何定义和切换。终需要设计出所有的画面和用户操作的流程。与其说是设计出不如说是总结出具体的操作流程和切换关系。在这一步，工程师需要输出的内容是：所有画面和画面上内容的定义以及画面信息流的逻辑关系图。



在这一步，工程师还需要整理出项目底层的数据结构和数据流。为展示和分析做准备。

构图
构图部分涉及到的内容有：1.确定有哪些画面类型。2.确定屏幕的组成和层次结构。3.完成交互对象的设计。

建议控制对象或者控制设备尽量作为一个整体进行设计。做成类型或者库。导航和工具栏通用部分也可以设计成库或者模板。项目的库和模板设计好之后，在博途平台是具有通用性的。不但在当前项目中可以用，不同的项目之间也可以使用。

这种情况下，通常不会有一个佳的方案。我们可能会有不止一个方案。建议先用纸和笔，画出方案的草图。准备二到三个方案与用户或者项目组一起讨论，获取大家的反馈后，出定稿。

在这部分重要的一点就是面向对象设计。所谓面向对象设计，其实就是把操作对象抽象为类型，然后再实例化。比如faceplate功能就是典型的应用。

构图终的输出结果是画面类型和导航。好在软件中有个粗略的轮廓实现。


设计
后才是定义颜色、图标和字体等UI设计内容。图像和颜色主要用于增强操作员获取信息的能力。体现公司和产品的风格。如果公司有自己的配色指南，可以直接参考。如果公司没有，那么建议通过专业的配色网站或者专业的设计网站搜索相关的内容。


画面图形的精细化也是很大的一块工作。画面上对象的大小、位置摆放和成组关系等，不像控制逻辑那样可以有明确的条件和标准。但是也有一些研究理论可以借鉴和参考。比如：格式塔心理学的研究结果表明规律性是用户界面、系统、产品等设计的基础。当然这是比较抽象的理论。如欲了解实例，大家可以参考西门子提供的Template Suite模板，涵盖Portal WinCC和WinCC Unified等多个版本。Template Suite 是西门子与专业机构共同开发的，用于工业环境的现代设计系统。每个元素都是完全定制化的，可适应于不同的分辨率。用户也可以在此基础上进行二次设计。并且免费以库文件的形式提供。链接如下：
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/91174767


4 西门子触摸屏可供参考的资料
无论如何，好的设计能够把HMI界面变成公司自动化解决方案的商标。希望能够引起大家的重视。下面是西门子触摸屏提供的一些常用链接，供参考：
西门子触摸屏提供的HMI设计手册，包含7个步骤和42个技巧的详细介绍。并提供在设计过程中可能会用到的调查模板。
https://new.siemens.com/global/en/products/automation/simatic-hmi/hmi-design-workbook-ebook-download.html

如需获得详细的设计理念和方法，欢迎观看HMI设计大师课程
https://new.siemens.com/global/en/products/automation/simatic-hmi/design-masterclass.html

如果想要了解如何评估设计产生的价值，请参考投入用户体验设计提高盈利能力的案例分析。
https://new.siemens.com/global/en/products/automation/simatic-hmi/hmi-design-report.html