这项标准是机械安全中人机界面(HMI)设计的基础性标准。它专注于机械的“感官”和“手脚”——即显示器(向操作者传递信息)和控制执行器(操作者用以控制机器),并规定了如何设计它们才能确保操作安全、高效,并最大限度地减少人为错误。
标准的主要目的和范围
核心目的:为机械显示器(如仪表、屏幕、指示灯)和控制执行器(如按钮、手柄、踏板)的设计建立通用的人体工程学原则,以优化人机之间的信息交换和控制交互。
聚焦交互:它不仅关注硬件本身,更关注人与硬件之间的交互过程,包括感知信息、理解信息、做出决策和执行操作这一整个闭环。
适用范围:适用于所有类型的机械显示器和控制执行器,涵盖了机器生命周期中的所有操作模式(如设置、操作、故障查找、维护)。
关键概念和内容
标准提供了一套系统性的设计框架,其核心内容包括:
1. 交互模型 (Interaction Model)
标准基于一个基本的信息处理模型来描述交互过程:
信息感知:操作者通过感官(主要是视觉和触觉)从显示器获取机器状态信息。
信息解释:操作者根据知识、经验和上下文理解信息的含义。
决策制定:操作者决定要采取什么行动。
行动执行:操作者通过控制执行器执行操作。
反馈:机器通过显示器提供反馈,确认操作已被执行并显示新的状态。
设计必须确保这个循环的每一个环节都高效、可靠。
2. 一般设计原则 (General Design Principles)
这是标准的精髓,提出了 overarching 的要求:
易于感知:显示信息必须清晰、醒目、易于察觉(如足够的尺寸、对比度、亮度)。控制执行器必须易于识别和区分(如通过形状、纹理、尺寸)。
易于理解:信息的呈现方式和控制器的功能必须直观、明确、无歧义。应优先使用符合ISO标准的通用符号而非纯文字。
易于操作:控制器必须易于操纵,所需的操作力、行程、方向都应符合人体能力,并提供适当的反馈(如触觉咔嗒声、指示灯)。
一致性:在同一台机器或系列机器上,相同的颜色、符号或控制器类型应始终表示相同的功能。操作方向应与预期效果一致(如杠杆向上推对应机器部件上升)。
防止误操作:设计应能防止无意或意外的操作。例如,关键的控制器(如急停)应有防护罩、需要较大操作力或特殊操作方式(如拉起才能转动)。
考虑使用环境:设计必须考虑环境因素,如振动、光照条件(眩光或昏暗)、操作者是否戴手套等。
3. 显示器和控制器的关系
标准强调,显示器和控制器不是独立的,而是一个协同系统。
空间兼容性:控制器应靠近其对应的显示器,或与控制效果的方向一致(如向上移动控制器,仪表指针也向上移动)。
运动兼容性:控制器的运动方向应与系统响应和显示器的变化方向符合人的自然预期。
重要性和应用
从源头减少错误:符合人机工程学的HMI设计能显著减少操作者的误读、误判和误操作,这是许多事故的根本原因。
提高效率和满意度:直观、易用的界面降低了操作者的工作负荷和压力,提高了生产效率和用户体验。
安全功能的有效性:确保安全相关的显示(如警告灯)和控制(如急停按钮)能****地在需要时被正确、快速地识别和操作。
法律符合性:在欧盟,此标准是协调标准。遵循它是证明机械符合《机械指令》基本健康与安全要求的重要证据。
总结
EN 894-1:1997+A1:2008 是机械人机界面(HMI)设计的“宪法”。它确立了显示器与控制执行器设计的根本原则,强调设计必须围绕“人”的能力和局限展开,以确保信息流和控制流的准确、高效和安全。 它是设计师创造出不令用户困惑、疲劳或犯错的安全机械的必备指导文件。