Verimliliği arttırmak ve hata riskini azaltmak için makine mühendisliği alanında insan makine iletişim sistemlerini kontrol etme konusunda yeni yaklaşımlar geliştirilmektedir. Geliştiriciler ve karar vericiler yeni bir işletim sistemi tasarlarken nelere dikkat etmeliler ve bu konuda nereden ilham almalılar? Eaton MOEM Segment Pazarlama Müdürü Stefan Selke - makine mühendisliği alanında insan makine arayüzlerine (HMI) olan talepleri anlamış ve bu tür sistemlerin geliştirilmesi ve uygulanması konusunda işletmelere danışmanlık hizmeti vermiştir.

• İnsan makine arayüzü için neden yeni işletim sistemleri gerekmektedir?

Son yıllarda, üretim kontrollerinin sürekli arttığını görmekteyiz. Pek çok kontrol sistemi tasarımı sayesinde yüzleşilen sorun sezgisel olmayan tasarımın uzun eğitim sürelerinin gerekeceği anlamına gelmesidir. Gereksiz şekilde birbirini etkileyen çok sayıda eleman kullanıcıları kısa sürede korkutabilecek veya basitçe olumsuz yönde etkileyebilecek bilgi akışını yaratmaktadır. Menülerin işlev odaklı yapısı sık sık verilen bir görevde ihtiyaç duyulan işlevlerin ayrı ayrı aranması ve etkinleştirilmesini tetikleyerek bazen menü içindeki pek çok kısım boyunca dağıtılabileceği anlamına gelmektedir. Bu karmaşıklık sadece bu tür kontrollerin kullanımını engellemekle kalmamakta, ayrıca kullanıcı bu kontrollere aşina değilse hata riskini de arttırmaktadır. Sistemi tanıyan tecrübeli kullanıcılar dahi içe içe geçmiş tasarımlar veya geleneksel kullanıcı arayüzlerinin değişmeyen doğası yüzünden komut girerek önemli bir zaman kaybı yaşamaktadır.

Bir diğer önemli konu ise var olan işletim sistemlerinin belirli görevlerin ihtiyaçlarını her zaman karşılamaması ve bu nedenle bu sistemlerin tatmin edici performans göstermemesidir. Dokunmatik tabanlı sabit giriş cihazları mevcut standardı oluşturmaktadır. Daha eski modeller genellikle en son teknolojiye sahip değildir ve paralaks hataları (yan yatmış ekran görünümü nedeniyle ortaya çıkan arayüz hatası) yetersiz çözünürlük veya uzun yanıt süreleri oluştururlar. Kullanıcıların eldiven takmak zorunda olduğu veya tozlu zorlu ortamlarda kullanıldığında, daha eski model dokunmatik paneller genellikle ek zorluklara neden olmaktadır. Eaton’ın XV300 modeli gibi en son sürüm dokunmatik ekranlar ise hareket tabanlı veya çoklu dokunmatik kontroller gibi günümüzün zorluklarına hazırdır.

• Modern HMI geliştiricileri üretim alanında nelere dikkat etmelidir?

Kullanılabilir insan makine arayüzlerinin gelişimi uygulanacak olan faaliyetleri ve uygulama için gereken kullanıcı gruplarını tarif etmeyle başlayan ve kendini tekrar eden bir süreçtir. İkinci adım ise verilmiş bir çalışma konsepti içinde her bir kullanıcı grubu için gereken bilgiyi tanımlamayı içermektedir. Üçüncü adım kullanıcının bilgiye erişimi ve komut vermesi için gereken donanım komponenetlerini ve yazılım araçlarını tanımlamaktır. Dördüncü adım ise tam bir çözümü hayata geçirmektir, böylece kullanıcılar özel adımları için tam bilgiyi ve kontrol seçeneklerini görebilmektedir. İşletim sistemleri tasarlarken kullanım kolaylığı ve kullanım kapasitesi kullanıcı kabulü için belirleyici rol oynamaktadır. 

Kullanıcı erişimi ve bilginin kullanımı hızlı ve doğrudan olmalıdır. Geliştiriciler bu yüzden kullanıcıların hangi kontrol ünitesine ve hangi bilgiye erişim sağlayabileceğine, hangi komutların ne zaman, nerede ve nasıl gönderilebileceğine dikkat etmelidir ve bu süreç mümkün olduğunca doğrudan ve sezgisel olmalıdır. Bunun sonucu da konuya özel ve kullanıcı odaklı bir işletim sistemidir. Akıllı telefon veya tablet gibi küçük mobil cihazlar kullanıcı için en elverişli seçenekler gibi görünürken ancak aynı zamanda kontrol sistemi içinde en önemli güvenlik risklerine de mahal verebileceğinden, geliştiriciler güvenlik konusuna dikkat etmelidir. Ortam koşulları da kullanıcı arayüzü gereksinimlerinde gözle görülür bir rol oynamaktadır.

• Peki konuya özel ve kullanıcı odaklı bir işletim sistemi tam olarak nedir?

Üretim araçlarından ve süreçlerinden yüksek miktarda veri çıkarılabilmektedir. Otomatik olarak işlenmemiş tüm veriler filtrelenmeli ve yönlendirilmelidir. Sonuç olarak, kullanıcı kendisine ait görevleri için daha az bilgiye ihtiyaç duymaktadır. İdeal olarak, kullanıcı, gereğinden fazla bilgiye maruz kalmadan, kendisine verilen görevi tamamlayabilmesi için gereken tüm bilgiye erişim sağlayabilmelidir. Bilgiyi şekillendirme bu nedenle tamamen kullanım bağlamını ve gerçek bilgi gereksinimlerini açıklamaktadır. Bu yüzden de her kullanıcı için ayrı bir kullanıcı grubu yani sözde bir ‘’rol’’ tahsis edilmiştir. Bu rol de role özgü tüm görevleri içeren bir profil içinde tanımlanmaktadır. Daha sonra, her görev gerekli bilgiye ait role özel listeye dahil edilebilmektedir.

Bilgi gereksinimlerini daha fazla sınırlandırmak için, ek bir katman da eklememiz mümkündür: bu da etkileşim yeri, yani pozisyondur. Sistem (makine, ekipman vb. ) kullanıcının rolünü, görevini ve pozisyonunu anlamakta ve mevcut kişisel bilgi gereksinimlerine göre aktif olarak destek verebilmektedir. Kullanılan HMI’ye bağlı olarak diyalogların bilgi yoğunluğu ve görselleştirme bakımından özelleştirilmesi gerekmektedir.

• Peki uygulamada kavram tanımlamasının dört unsuru ne anlama gelmektedir?

Bir görev genellikle kullanıcının sıraya riayet ederek tamamlaması gereken yarı sıralı süreç adımlarından oluşmaktadır. Frekansın kendini tekrar etmesi durumunda, göreve özel iş akışı şeklindeki eylem odaklı diyalog tasarımlarını yaratmak için ayrı adımlar işletim sisteminde temsil edilebilmektedir. Tecrübesiz kullanıcılar bu yüzden kapsamlı bir eğitim almadan ve uygun işlevleri aramak zorunda kalmaksızın karmaşık süreç adımlarını uygun sıraya göre tamamlayabilmektedir.

Tecrübeli kullanıcılar da eylem odaklı diyalog görünümlerinden faydalanabilmektedir. Eaton’ın görselleştirme yazılımı Galileo, sadece özel rollere uygun işletim ve görselleştirme diyaloglarını yapılandırma konusunda çeşitli seçenekler sunmaktadır.

Kullanıcı arayüzünün hassas kısımlarına olan web tabanlı erişim engellenebilmekte veya web kullanıcılarına sistemde yerel olarak oturum açan bir kullanıcıdan farklı farklı bir ana sayfa gösterebilmektedir. Konum bilgisi sistemin kullanım bağlamını tam olarak açıklamasına yardımcı olabilmektedir. Böylece diyaloglar özel alanlara girildiğinde otomatik olarak başlatılabilmektedir.

Mobil ekranı kullanan bir hizmet teknisyeni bu yüzden an itibarıyla arızalı bir makineye yaklaştığında bir hata mesajı alabilmektedir. Gerekli olduğu takdirde, hata günlüğü gibi ilgili veriler kullanıcının duruma uygun tepki verebilmesi için kullanıcının cihazında gösterilebilmektedir.  Diğer bir uygulama ise raporların ve kontrol seçeneklerinin konuma özel yapılandırmasını içermektedir. Bölgeler akıllı cihazdaki özel mesajları veya kontrol seçeneklerini etkinleştirmek veya devre dışı bırakmak için tanımlanabilmektedir. Cep telefonları ve tabletler gibi tipik cihazlar endüstriyel kullanıma pek de elverişli değildir. Bu cihazlar normal yüksekliklerden düşürüldüğünde dahi, ciddi anlamda zarar görebilmektedir. Ayrıca bu cihazlar iki elle kullanılabilmektedir ki, bu da bu cihazların yönetilebilirliğini kısıtlamaktadır. Akıllı saatler bu yüzden ilgi çekici bir alternatiftir. Örneğin, yaygın Bluetooth Düşük Enerji (BLE) standardını kullanan iBeacons - lokalizasyon teknolojileri için son derece uygundur.

• Okuyucularımız nereden daha fazla bilgi edinebilir?

RWTH Aachen Teknik Üniversitesi WYZ makine imalatı laboratuvarı işbirliğiyle “Üretim ortamında insan makine etkileşimi:

Kullanıcı odaklı işletim sistemlerinin tasarımı ve geliştirilmesi” başlıklı bir teknik yazı yayınlanmıştır. Yazarlardan kontrol teknolojileri ve otomasyon departmanından araştırmacı Simon Sittig; makine araçları araştırma departmanı başkanı Markus Obdenbusch ve Profesör Dr. Christian Brecher en güncel araştırma sonuçlarını ve kendi tecrübelerini bu teknik yazıya yansıtmıştır. Böylece, sonuç itibarıyla üretim gelişiminin elverişli yönlerini incelemenin yanısıra ; kılavuzu ve yeni ve çağdaş kullanıcı odaklı tasarım gereksinimlerini açıklayarak mevcut işletim sistemlerinin artılarını ve eksilerini irdeleyen bilgilendirici bir kaynak ortaya çıkmaktadır.