改变新一代过程控制的面貌

随着大量经验丰富的工厂操作员预计将在未来几年内退休，过程自动化行业必须吸引习惯于在个人生活和职业环境中使用高科技的年轻一代员工。新一代运营商将对自动化系统有不同的期望，并利用技术来探索优化机会，这是以往任何一代运营商都无法做到的。

本讨论将尝试描述HMI(人机界面)设计的质量如何不仅影响人类操作员，而且影响整个工厂的生产力、效率和盈利能力。随着控制室人员的代际转换，制造商有机会利用“千禧一代”工人(1980年以后出生的人)的独特技能和才能，来提高整个流程操作的性能。

工厂操作人员的技术

在工厂生命周期的调试、运行和扩展阶段，操作员的工作非常重要。操作人员通过密切监控过程性能和安全指标来获得有价值的见解。然而，世界各地的许多行业组织预计，大多数经验丰富的运营商将在2020年之前退休。

几乎与人力资产损失同样严重的是机构记忆的损失——来自对工厂非常了解、了解他们的情绪、怪癖以及流程和设备的复杂性的操作人员。如果不采取措施，企业可能会失去大量知识和专业技能。

目前的工厂控制通常包括让操作员在控制台工作12小时，然后要求他们做出影响公司生产和员工安全的关键决定。作业人员受到大数据集和信息收集的负担，这些信息没有清晰或直观地传达。hmi并没有在设计上过于简单、易于识别和可读性强，而是经常呈现看起来模糊且难以理解的关键信息。

在未来几年，工厂操作员的角色将更像航空公司的飞行员。他或她将接触到各种数据、信息和知识，这份工作更多的是在工作中做出更高层次的决策，而不是收集信息。操作员将从计算机和通信系统得到很多帮助。

千禧一代运营商的新时代

研究表明，新兴的工业劳动力往往比经验丰富的同行更适应现代计算机技术。他们也更适应iphone和ipad的触摸屏界面，而且通常更熟悉各种无线设备。

在某种程度上，不同控制室操作员之间的界限取决于操作员出生的年份。老一辈人并不总是相信操作员控制台提供给他们的复杂视觉图像，而千禧一代出生的人也不相信没有他们就能看到植物。

很明显，工业企业必须为其工厂运营人员不断变化的环境做好准备。年轻的操作员获取信息的方式与经验丰富的同事不同。他们希望立即得到回应。他们以一种新的方式吸收信息，并且希望信息快速而扼要。

从千禧一代运营商的习惯和生活方式来看，最主要的主题是社交媒体和视频游戏技术。婴儿潮一代即将退休，我们正在进入精通技术的“游戏玩家”时代。

新一代的操作人员将具备一套技能，如果这些技能得到认可和考虑，可以最大限度地利用它们的效率。一流的公司将提供一个年轻员工既擅长又喜欢的工作环境，从而确保更高的生产力和保留知识转移计划。

重新思考控制室

如今，控制室HMI的转变在规模上类似于使用新的基于上下文的可视化技术从面板板转移到监控计算机。现代操作员控制台需要更少的流程操作和日志记录，并为更多的业务决策提供工具。

随着工厂技术之间的差异逐渐消失，自动化行业正在重新思考在HMI中提供的功能。这意味着不仅要关注可视化的传统角色，还要关注数据转换以及机器与人之间的真实关系。

在许多方面，控制室的修订概念并不局限于控制室。这一概念通过使用无线网络的移动设备等技术得到了说明，这些技术将控制室扩展到现场。

改进的用户友好性、扩展的功能、高成本效益以及与自动化和安全系统的最佳集成是HMI开发人员的主要目标。这些解决方案必须提供的不仅仅是可见的信息;他们需要让这些可见的信息更容易执行。先进的可视化工具将有助于加强缺乏经验的工程师和操作员。此外，年轻员工渴望采用新技术。

越来越多的hmi正在构建富媒体功能，如照片、pdf和实时视频。显示照片而不是简单的图形表示可以增加操作人员的清晰度。显示实时视频的能力可以显示设备故障发生的位置，从而提高工作效率。越来越多的以太网摄像机部署在流程和生产线上，可以支持重要任务，如在制品可视化和产品可追溯性，以及更传统的机器视觉功能。

HMI开发的另一个领域是改进的表示方式。操作员需要的是能够一眼就能看到显示操作限制、警报和操作区域的可视化指示器——不仅是当前的，而且是未来的。而且他们必须知道在一组限制范围内最有利可图的区域，在那里运行流程。操作员还可以通过平移和缩放来更好地观察工厂的过程，还可以随身携带一个与机器相连的平板电脑。这类设备可以作为遥控器，允许用户远程访问各种类型的图形，并在几乎任何位置查看它们。

此外，控制室的新型协作解决方案——让人想起千禧一代员工通过社交媒体互动的方式——通过提供多个地点的分布式资产如何运作的共同视图，可以更快地对日常和紧急情况做出反应。这使得工厂能够在不同位置的集中操作、现场操作和操作专家之间快速建立通信。

先进的人机交互技术

全球自动化供应商有责任培养精通技术的工程师和操作员来运营加工厂。目标是吸引聪明的年轻人进入已经缺乏熟练工人的制造业。工厂越来越需要受过良好教育的劳动力，他们思维敏捷，能与他人合作，懂数学、工程和计算机。

在许多方面，自动化行业被迫采用开放系统来适应当前的世代过渡。很难想象一个计算机科学专业的大学生在一个遗留的、20世纪70年代的DCS系统中工作。年轻员工习惯于使用微软操作系统和所有相关的应用程序。这是在他们的童年和教育中与生俱来的。复杂交互的可视化是他们的规范。

自动化供应商面临的挑战是，通过避免使用成熟的、被广泛接受的产品，使他们的控制系统技术适应未来。他们必须不断推进他们的解决方案，以确保他们在任何时候都能提供最先进的系统。

例如，研究人员和设计师花时间与世界各地的控制室操作员一起研究人为因素。他们观察了他们的行为，并在过程启动期间收集了关于HMIs的见解，当设施处于异常运行模式时，当工厂跳闸发生时，当多个操作员使用车站时。这种“客户的声音”反馈导致了操作员控制台设计的显著增强。

人机界面解决方案的大部分工作都集中在改进人体工程学设计和更好的显示上，以简化控制系统管理，减少操作员疲劳，并提高态势感知能力。年轻的操作人员不再需要在个人电脑前花费数小时，而是通过可携带的无线设备来寻求移动性，这些设备提供与机器安装的屏幕相同的HMI数据。

与此同时，智能手机、平板电脑和类似设备上的自然用户界面现在正被应用于过程控制系统，允许操作员直接在系统的HMI屏幕表面控制工厂，而不是使用鼠标和键盘。这种技术在游戏系统中很流行，它使控制室人员能够更有效地使用手势来操作控制器。他们可以快速准确地应对不断变化的条件，并防止可能导致工厂事故和紧急情况的情况。

现代控制台还采用了大型的高清显示器，可以一眼就提供流程操作的清晰状态评估，从而实现更好、更明智的管理。这种灵活性允许操作人员为特定于上下文的流程问题定制显示。此外，先进的报警管理和缩放功能现在被整合到HMIs中，限制和目标直接集成到概述显示中。这些特性使工艺操作更接近最佳状态，并允许操作人员在整个工业设施中承担更大的责任范围。

虽然P&ID图的图形表示通常用于过程工业hmi，但工厂发现从边界操作是更好的方法。控制室控制台有一个简单的、彩色编码的灯条，指示过程边界，这比强迫操作员记住边界设置和处理多个信号异常情况的喇叭的干扰更好。

最后，人机界面技术的一些重大进步旨在将操作员从椅子上解放出来，允许他们更自由地在控制室活动。当与无线移动技术配合使用时，操作员可以在工厂其他区域的手持设备上查看相同的显示。

操作人员在过程工厂的职责不断增加，但他们经常必须使用相同的过时的控制室控制台和显示器多年。由于熟悉工艺操作的经验丰富的工人退休，以及习惯于高科技的新一代控制室人员的出现，这种情况变得更加复杂。

任何HMI改进工作的目标都应该是将流程操作员转换为业务操作员，在更好的环境中为他们提供更好的信息，这样他们就可以提高态势感知能力，做出更明智的决策，并在更长的时间内更接近流程限制。

杰克·格雷格(Jack Gregg)是霍尼韦尔过程解决方案Experion营销团队的主管。

这个植物只是一个大型电子游戏吗?

本文的在线版本包括一段Jack Gregg的视频，他在视频中讨论了习惯于玩电子游戏的年轻操作员必须掌握工厂运营的现实情况。游戏没有后果，但在现实世界中做出错误的决定可能是灾难性的。

关键概念:

• 随着婴儿潮一代的运营商开始大量退休，他们正在被新一代所取代，新一代与技术的交互方式截然不同。
• 自动化公司正在研究如何使他们与操作员的交互方式更符合这些年轻人想要的工作方式。
• 不适应这种变化的公司将很难在竞争激烈的招聘环境中招募和留住年轻人。

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