全球每年由于过程崩溃给过程工业带来的损失大约在200亿美元左右，几乎占了总产值的5%。研究表明，80%的损失是可以阻止的，在这些可以阻止的损失当中，有40%主要由操作人员失误造成。这意味着如果可以找到一种方法，帮助避免人员失误，将节省大约64亿美元。对于保证过程控制和管理的价值来说，操作人员的效率是一项基本的要素。
        一个提高效率的着手点是提升操作人员对状态的辨识，并提高其对异常状况的应变能力。这样，操作人员就能够做出更好的决策，进而提升安全性和延长过程运行时间。
        提升操作人员的效率需要面临技术和管理两方面的巨大的挑战。例如，工业过程的管理和监控将不可避免地面临技术的更替，由劳动力年龄结构变更所导致的文化水平的降低，以及越来越复杂的作业。如果不对操作人员的效率给予近乎苛求的重视，那么这些因素将会导致成本的急剧增加。
        在设计自动化系统时，有四点与操作人员表现密切相关：
        •集成作业；
        •高性能设计；
        •重视人的因素；
        •操作人员技能。
        集成作业
        高效的控制系统应该能为用户提供无缝整合多种渠道来源的数据的方法。它实现了不同计算机程序和系统之间的合作，为操作人员提供来自任意渠道的所有必要信息。操作人员能够直观地获取这些信息，并能够动态管理视图。这些特性能够减少辨别必要响应所需的时间。
        今天，一所运行中的工厂可能包含多种控制器平台CONTROL ENGINEERING China版权所有，包括可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）、安全系统、设备自动化系统（FAS）和电气控制系统（ECS）等等，除此之外，还包括计算机化维护管理系统（CMMS）、企业资源计划（ERP）、视频监控系统和历史数据等工厂信息系统，为操作人员完成决策过程提供有价值的信息。
        高性能设计
        很多标准化组织和研究机构已经或者持续在HMI表达方式上付诸巨大的努力，这些成果能够帮助指导接口设计、人体工程学、态势感知以及报警管理。ABB公司依托这些成果和自身丰富的专业知识，与很多其他的系统设计厂商一起积极参加各种各样的技术会议、工作组、标准开发组织，为制定更好的标准打下了坚实的基础。

有效的工作设施设置能够将所有操作人员和管理人员所需的资源都放置在容易获得的位
置。图片来源：ABB 公司。

        影响HMI发展的一个关键领域就是对于异常状况的处理。所谓异常状况就是干扰或者事故，而当遇到这些异常状况时，控制系统不知道如何应付，因此需要操作人员的干预。当进行控制系统安装项目时，基于最终用户的工作方式来定制工作环境布局是很重要的，提供对高性能报警管理策略的支持也同样重要，如配备报警屏蔽（操作人员触发报警抑制）和报警隐藏（基于条件的报警抑制）等特性。这些特性减少了误报警和非关键报警，用户可以满足甚至超过当前标准的要求，例如EEMUA 191和ISA SP18.2。
        异常状况管理专家和“高性能HMI手册”的作者Ian Nimmo认为，HMI高性能设计的驱动因素就是态势感知（situation awareness)。他说道：“具有良好的态势感知意味着操作人员对于当前的过程和设备状况具有精确的感知，并准确理解各种趋势分析的意义。”

提升操作人员对状态的辨识，并提高其对异常状况的应变能力。这样，操作人员就能够做出更好的决策，进而提升安全性和延长过程运行时间。

        态势感知所反映的一些关键的概念包括颜色定义以及如果使用各种颜色最大限度地提高异常状况的可视性。态势感知并不是一个新的概念了CONTROL ENGINEERING China版权所有，然而，这个概念仍旧是很多组织争论的焦点。争论的一个方面是使用灰度级还是使用冷色调图像方案。此外，导航方法和在异常状况下的快速响应的图形界面层级定义，以及信息表现形式都与异常状况的预测和避免密切相关。态势感知对于如下几个方面影响巨大：
        •增加异常状况应对和正常状况恢复的成功率；
        •减少异常状况时操作人员完成所需任务的时间；
        •提升控制室操作人员在报警发生之前检测到异常状况的能力。
        重视人的因素
        系统设计人员需要重视人的因素。一个主要的原因就是熟练的设计人员知道，更好的工作环境能够降低操作人员的压力，这就相当于提高了操作人员应对异常状况的能力和效率，还可以减少健康问题以及资源成本。
        高效的操作人员工作场所配备有先进的键盘CONTROL ENGINEERING China版权所有，具有支持多用户处理的热键www.cechina.cn，并配有电动可调桌面和监控器定位的操作人员桌面系统，以及定向声音系统和集成可调照明光源。在规划控制室环境时使用这样的设计概念，对于操作人员团队的效能具有重要的影响。所有这些因素都会最终导致操作人员环境的改进和控制室操作人员警戒程度的提高。
        控制室工作程序对于确保作业的一致性很重要，他们也能够支持操作人员的非常规动作，例如在特定环境下可以使用核对清单指导操作人员完成工作程序。
        工作规则和职责的清晰定义是作业成功的另一个至关重要的因素。这意味着必须对一个操作人员需要完成的所有任务做出规定并备案，包括正常情况之外的任务。
        为了给控制室或者智能控制中心定义新的标准控制工程网版权所有，ABB 公司及其800xA系统与控制室供应商CGM公司创建了一个示范项目，以强调最优秀的控制室布局必定对人的因素以及人体工程学给予足够的重视。位于瑞典Borås的“未来工作中心（Future Operations Center）”为我们呈现了如何搭建最优秀的控制室的最新信息。它覆盖了许多议题，包括声音、噪声吸收、地板材料、灯光控制和过程的颜色标识。
        操作人员技能
        当操作人员与过程发生交互作用时，他们的动作经常会对商业后果产生巨大影响，特别是当过程处于异常状况而操作人员需要理解并管理复杂作业以完成过程恢复时。使用仿真器的新兴技术被用于培训，准确再现操作人员环境，包括图像和控制逻辑。仿真器提供安全且现实的环境，过程操作人员和仪表技术人员能够学会如何控制过程，并据此获得自信。
        以用户为中心的设计
        高效HMI的设计要求重视操作人员的工作流程和任务。设计人员应该与操作人员一起完成用户调研，进行操作人员任务分析。用户调研的方法包括面谈、现场调研和观察。面谈问题需要预先发给操作人员，以确保用户具有正确的理解和认知，并经过认真准备。面谈问题可以是结构化或者非结构化的，相同之处是都具有问答环节。
        然后将收集到的数据整合起来，这些数据包括主要概念的识别，每个用户调研的结果以及这些结果与操作人员效率提升之间的关系分析。另一个能够提升用户关注度的有效方法是设置用户参照群，从不同角度进行比较。参照群的目的有三个方面：
        •为用户提供正在进行和计划进行的开发项目的第一手信息；
        •允许用户主动干预供应商的操作人员界面开发；
        •从用户的需求，未来的趋势，以及如何提高用户生产率和收益等方面考虑，为用户搭建一个交换和验证想法的平台。。
        放眼未来
        过程作业是一项团队工作，不同班组需要互相交流合作。为了提升操作人员的合作性，一个创意是使用“协作板（collaboration board）”，即操作人员可以在实时过程界面中留下消息，或者在下拉式白板中演示其想法。这种合作功能能够应用在多种角色中，包括工厂管理层、系统管理层、经理以及维护和操作人员。

设备和人体工程学的合理结合能够创造良好的工作环境，减少操作人员的压力水平，并提升其态势感知能力。

        今天雇佣的很多操作人员是从小伴随着电脑一起长大的，可谓是“数字原生代”。对于这些新的数字一代，传授工厂工作信息所使用的最好方法就是视觉学习。操作过程的调研显示他们比老一代的工作人员使用更多的视图。他们也希望能更多地对其视图进行个性化设置。新一代操作人员更愿意以视觉化的形式展示工厂作业，而老一代的操作人员则愿意使用连续的方式理解工厂作业。
        操作人员效率的秘密
        操作人员效率是一个具有挑战的领域。任何希望在此领域有所建树的公司都必须通过如下几点积极做出努力：
        1.利用能够自行升级并提供所需集成度和集中度以提升合作环境的自动化平台。
        2.为满足态势感知和异常状态处理相关的标准和设计方法提供帮助，包括使用具有一定灵活度，并能够满足班组特定用户需求的自动化系统。
        3.将人的因素和最佳的实践综合考虑以实现最优的操作人员效率。
        4.不仅仅对操作人员进行培训，还要使用最有价值的设备和现有的知识产权为建立操作人员的信心和技能创造环境。

协作板允许操作人员跨班组或者与管理层交流意见。

        想要提升操作人员效率的过程厂商应该努力为操作人员创造高效的工作环境，坚持以用户为中心的设计，积极关注未来技术以及这些技术在提升操作人员效率方面的应用。通过更有效地利用操作人员的技术经验，在所有作业状况下快速获取相关数据，协助操作人员完成决策过程，失误率可以降低。这些都能转化为经济价值。
        通过关注操作人员，并提供在所有工作模式下都能够为操作人员决策过程创造便利的过程控制界面，ABB在激发工作效能上获得了可以想见的成功。通过不断的研究和开发，ABB保持其在此领域的领先地位，帮助用户达成卓越。