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GUIA PARA EL DISEÑO DE HMIHernan Saquicuya Amendaño ‹hsaquicuya@est.ups.edu.ec›

Abstract—EL diseño del HMI juega un papel importante en lacalidad del producto en procesos industriales porque determinarla flexibilidad de la comunicacion del usuario con las maquinas,este paper tiene como objetivo proporcionar criterios necesariospara el diseño de tal interfas.

Index Terms—Interfas Hombre-Maquina, HMI

I. INTRODUCCION

En la actualidad se puede apreciar la fuerte tendencia quese esta dando por parte de los procesos industriales a laautomatizacion de cada una de sus fases, de manera especiala la automatizacion de procesos, siendo esta la determinantede la calidad del producto que presente la empresa, Lainterfas Humano Maquina permite la comunicacion entre estosdos, transmitiendose informacion, ordenes, y datos en ambossentidos, la importacion de una buena interfaz entre usuariomaquina se basa en poder controlar las anomalias que sepuedan dar en un tiempo determinado, pudiendo tambienajustar los diversos parametros seleccionados para el controlde procesos. De esta manera la interfaz se puede convertir enuna barrera debido a un pobre diseño y una escasa atención alos detalles de la tarea a realizar.

Un buen programa con una interfaz pobre tendra una malaimagen, por lo tanto es necesario conocer las pautas de diseño,normas y recomendaciones ‘para la elaboracion de un HMIapropiado, el objetivo del artículo es proporcionar los criteriosnecesarios para el diseño de la HMI.

II. ANALISIS Y MODELACION DE TAREAS

El análisis y modelado de tareas puede aplicarse paraentender las tareas que realizan comúnmente los usuarios ydespués orientarlas en un conjunto similar de tareas que seimplementan en el contexto de interfaz hombre-maquina.

Esto se puede llevar a cabo mediante la observación oestudiando una especificación existente de una solución basadaen computadora y obteniendo un conjunto de tareas de usuarioque implante el modelo del usuario, el modelo de diseño y lapercepción del sistema.

Independientemente del enfoque general del análisis detareas, el ingeniero del software debe definir y clasificar lastareas. Un enfoque es hacer la elaboración paso a paso.

El modelo de diseño de la interfaz debería acomodar todasestas tareas de manera que sean compatibles con el modelode usuario y con la percepción del sistema.

Una vez que se ha definido cada tarea o acción, empiezael diseño de la interfaz. Los primeros pasos en el proceso dediseño de la interfaz se puede llevar a cabo usando el siguienteenfoque:

1) Establecer los objetivos e intenciones de la tarea.

2) Analizar cada objetivo/intención en una secuencia deacciones específicas.

3) Especificar la secuencia de la acción tal y como seejecutará a nivel de la interfaz.

4) Indicar el estado del sistema; por ejemplo, ¿cómo es lainterfaz cuando se realiza una acción de la secuencia?

5) Definir los mecanismos de control, por ejemplo, losdispositivos y acciones disponibles para el usuario paraalterar el estado del sistema.

6) Mostrar como afectan los mecanismos de control alestado del sistema.

7) Indicar como interpreta el usuario el estado del sistemapor la información que le proporciona a través de lainterfaz.

III. ASPECTOS DE DISEÑO

Existen cuatro aspectos importantes que se tomaron encuenta para el diseño de la interfaz hombre máquina: tiempode respuesta del sistema, facilidades de ayuda, manejo de lainformación de error y la denominación de las órdenes quedeben ser analizados durante el proceso de diseño, donde loscambios son fáciles de realizar y los costos son bajos y conel fin de evitar revisiones innecesarias, retrasos en el proyectoy frustración del cliente.

A. Tiempo de respuesta

El tiempo de respuesta se mide desde el momento en que unusuario realiza alguna acción de control hasta que el softwareresponde con la acción deseada. En el tiempo de respuestase destacan dos características importantes: el retardo y lavariabilidad. Si el retardo es grande conlleva frustración y elestrés del usuario. Y un tiempo muy pequeño que se refleja enun exceso de velocidad le lleva al usuario inevitablemente alerror, ya que no le permite asimilar la información entregada.En tanto, la variabilidad se refiere al tiempo de respuesta medioen la ejecución de una tarea determinada, la cual debe serconstante en cada una de las acciones o respuestas que realiza.

El tiempo de respuesta al que pretende llegar el equipo detrabajo se establece en la fase de planificación.

B. Facilidades de ayuda

Las facilidades de ayuda permite al usuario tener mayorconocimiento acerca del software a utilizar y se divide en dostipos: integrada y agregada. La integrada se establece duranteel desarrollo de la aplicación y es sensible a los temas que seencuentran en el mismo ayudando a aumentar la amigabilidadde la interfaz. Y una agregada se añade posterior como unmanual de usuario con una lista de temas relacionados.

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C. Manejo de la información de error

Los mensajes de error señalan al usuario, cuando algo ha idomal y en algunos casos los mismos no muestran informaciónclara del error por falta de indicación real de lo que estáequivocado, conllevando a la frustración del usuario.

Para el establecimiento de mensajes de error se debe con-siderar las siguientes características:

• Debe contener una descripción del problema en un idiomaque pueda entender el usuario

• Debe proporcionar información de tipo retrospectiva deforma que pueda recuperarse del error.

• Señalar si ha provocado alguna consecuencia negativa poeejemplo la pérdida de información, etc.

• Debe ir acompañado por una señal visible.• El texto no debe culpar nunca al usuario

D. Denominación de las órdenes

Antiguamente se utilizaban órdenes escritas para la inter-acción entre el usuario y la máquina, pero actualmente conel despliegue de ventanas, señalización y elección se trata demejorar esta orientación de tal manera que la interaccion seala mejor.

• En el diseño se debe utilizar la menor cantidad de órdenesque abrevie o simplifique el proceso que realiza el usuariopara su revisión. Usando un formato con mensajes cortosy precisos que no le confunda al usuario.

• las órdenes se mantienen en pantalla hasta que continúecon el siguiente proceso con el fin de evitar que se tenganque memorizar las mismas.

IV. REGLAS PARA EL DISEÑO DE INTERFACES

Reglas de oro del diseño de interfaces:• Dar control al usuario.• Reducir la carga de memoria del usuario.• Consistencia.

A. Regla 1: Dar control al usuario.

El diseñador debe dar al usuario la posibilidad de hacer sutrabajo, en lugar de suponer qué es lo que éste desea hacer.La interfaz debe ser suficientemente flexible para adaptarse alas exigencias de los distintos usuarios del programa.

Principios:1. Usar adecuadamente los modos de trabajo.2. Permitir a los usuarios utilizar el teclado o el mouse.3. Permitir al usuario interrumpir su tarea y continuarla más

tarde.4. Utilizar mensajes y textos descriptivos.5. Permitir deshacer las acciones, e informar de su resultado.6. Permitir una cómoda navegación dentro del producto y

una fácil salida del mismo.7. Permitir distintos niveles de uso del producto para usuar-

ios con distintos niveles de experiencia.8. Hacer transparente la interfaz al usuario, que debe tener

la impresión de manipular directamente los objetos con losque está trabajando.

9. Permitir al usuario personalizar la interfaz (presentación,comportamiento e interacción).

10. Permitir al usuario manipular directamente los objetosde la interfaz. En suma, el usuario debe sentir que tiene elcontrol del sistema.

B. Regla 2: Reducir la carga de memoria del usuario.

La interfaz debe evitar que el usuario tenga que almacenary recordar información.

Principios:1. Aliviar la carga de la memoria de corto alcance (permitir

deshacer, copiar y pegar; mantener los últimos datos introduci-dos).

2. Basarse en el reconocimiento antes que en el recuerdo.3. Proporcionar indicaciones visuales de dónde está el

usuario, qué está haciendo y qué puede hacer a continuación.4. Proporcionar funciones deshacer, rehacer y acciones por

defecto.5. Proporcionar atajos de teclado (iniciales en menús, teclas

rápidas).6. Asociar acciones a los objetos (menú contextual).7. Utilizar metáforas del mundo real8. Presentar al usuario sólo la información que necesita

(menús simples/avanzados, wizards, asistentes).9. Hacer clara la presentación visual (colocación/agrupación

de objetos, evitar la presentación de excesiva información).

C. Regla 3: Consistencia.

Permite al usuario utilizar conocimiento adquirido en otrosprogramas. Ejemplo: mostrar siempre el mismo mensaje anteun mismo tipo de situación, aunque se produzca en distintoslugares.

Principios:1. Consistencia en la realización de las tareas: proporcionar

al usuario indicaciones sobre el proceso que está siguiendo.2. Consistencia dentro del propio producto y de un producto

a otro. La consistencia se aplica a la presentación (lo quees igual debe aparecer igual: color del texto estático), elcomportamiento (un objeto se comporta igual en todas partes)y la interacción (los atajos y operaciones con el mouse semantienen).

3. Consistencia en los resultados de las interacciones: mismarespuesta ante la misma acción. Los elementos estándar delinterfaz deben comportarse siempre de la misma forma (lasbarras de menús despliegan menús al seleccionarse).

4. Consistencia de la apariencia estética (iconos, fuentes,colores, distribución de pantallas).

5. Fomentar la libre exploración de la interfaz, sin miedo aconsecuencias negativas.

V. GUIA Y CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑOEl HMI funcionará en pantallas de consola en computado-

ras. Se persigue como objetivo en esta guía proporcione laspautas del diseño de las pantallas para que las trampas visualesmás comunes puedan evitarse y el cliente se muestre amigabley legible al usuario, además de adecuado a los objetivos delsistema.

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• Existen diversas guías de diseño sacadas de expertos ycomités, Por citar algunas de ellas:

• No se deben colocar demasiados objetos en la pantalla,y los que existen deben estar bien distribuidos.

• Cada elemento visual influye en el usuario no sólo porsí mismo, sino también por su combinación con el restode elementos presentes en la pantalla.

• Demasiada simetría puede hacer las pantallas difíciles deleer.

• Si se ponen objetos sin alinear, hacerlo drásticamente.• Asimetría = activo, simetría = sereno.• Elementos de tamaño y color similares se perciben como

pertenecientes a un grupo.• Asumir errores en la entrada del usuario.• Diseñar para el usuario, no para demostrar los propios

conocimientos tecnológicos.• Unos gráficos espectaculares no salvarán a una mala

interfaz.• No se deben colocar demasiados objetos en la pantalla,

y los que existen deben estar bien distribuidos.• Cada elemento visual influye en el usuario no sólo por

sí mismo, sino también por su combinación con el restode elementos presentes en la pantalla.

A continuación se resumen las pautas para el diseño de una’buena’ pantalla de HMI para el Sistema de gestión de alarmas:

• Fondos: usar los tonos apagados - gris claro es bueno.• Sombra: es un método recomendado para frac-

cionamiento de una pantalla.• Los gráficos de fondo deben usar tonos suaves, deben

ser evitados los colores de alarma. Utilizar el negro pararesaltar objetos.

• Texto: utilizar un tipo de letra estándar, que estédisponible en todos los PC.

• El estado del sistema de alarma debe ser visible en todaslas pantallas, se recomienda mostrarlo en la parte superiorde la pantalla.

• Los colores de alarma seguirán la convención: rojo =alarma, amarillo = alerta, verde = estado OK, azul =acción obligatoria.

• Para alarmas: se recomienda el uso adicional de indi-caciones que no dependan del color; por ejemplo, laposición, texto, señal sonora, etc.

• No se acepta el destello constante de las alarmas y debeser evitada la conmutación automática de pantallas encaso de alarma.

• Los sonidos son un buen método para resaltar y darprioridad a las alarmas.

• La indicación de la situación del proceso no debe depen-der solo de los cambios de color.

• Los botones de navegación deben ser obvios y lo sufi-cientemente grandes.

• Todas las páginas deben tener una visualización consis-tente. Los botones de navegación deben estar en el mismolugar. Todo el contenido debe estar alineado.

VI. CONCLUSIONESUn HMI es una interfaz entre el humano y la maquina,

por lo tanto es un concepto bastante amplio en el cual es

de gran importancia el realizar un buen diseño ya que esteva a determinar en gran medida el concepto de calidad deun producto cuando esta interfaz es aplicada en un proceso,es importante debido a que un buen diseño nos permite unmejor manejo, revision, supervicion y control de las diferentesactividades de cada proceso en su funcionamiento normal yen el momento que pueda ocurrir algun incoveniente.

El HMI se debe diseñar de tal manera que esté centradoal usuario, es decir que esta interfaz tiene que ser abierta ysencilla de tal manera que permita la interaccion y tambiennos simplifique las actividades.

El diseño de un HMI debe realizarce en funcion de suusabilidad, debe unir la parte funcional con la estetica en baselos conocimientos que se tiene sobre la percepcion humana.

Para lograr tener un buen diseño al realizar un HMI esimportante seguir la guia descrita anteriormente que son reglasde facil aplicacion, estándares y guías de estilo que facilitanel diseño de interfaces y además facilitan el aprendizaje.

Es de gran importancia que una Interfas Humano-Maquinanos proporcione informacion en tiempo real de esta manera seva a poder controlar un determinado proceso para evitar quese produzca una falla o saber que eleccion elegir al momentode suceder tal evento.

Se debe tener en consideracion todas las pautas citadaspara un buen diseño teniendo en cuanta tambien que lo masimportante es la buena funcionalidad de la interfaz ya queun programa defectuoso no va a ser mejorado con una buenapresentacion.

REFERENCES

[1] E. R. Lizama, J. L. I. Mitma, and A. R. C. Pinzás. Desarrollo deuna interfaz hombre máquina orientada al control de procesos Industrial.11:70 – 72, 2008.

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[6] P. R. V. Diseño de Interfaces Hombre - Máquina (HMI). 2086.