同一台機器，換一套畫面，操作失誤率可以差好幾倍——HMI 設計的價值就在這裡。這篇人機介面設計指南把散在各處的東西整理成一份：使用者體驗的五大設計原則、人因工程的實務應用、頁面架構怎麼規劃，最後給一個完整的設計範例。寫給要自己畫畫面的工程師，也寫給要驗收畫面的設備主管。
HMI 設計五大原則
- 一致性：同一個功能在每一頁都長一樣——啟動永遠是綠色、停止永遠在同個位置、警報永遠從右上跳。操作員靠肌肉記憶工作，畫面每頁自成一格是失誤的溫床
- 即時回饋：按了按鈕就要有反應——顏色變化、狀態文字、或蜂鳴。按下去沒動靜，操作員就會連按，連按就出事
- 容錯設計：危險操作加二次確認、互斥的動作做連鎖、輸入欄位設上下限。畫面應該讓錯誤「按不出去」，而不是事後跳警告
- 資訊層級：一頁只回答一個問題。總覽頁看「有沒有異常」，操作頁看「這一站怎麼動」，細節數值收進參數頁——什麼都想放的畫面，等於什麼都看不到
- 效率：最常用的操作不超過兩層——數過太多「按五下才能啟動」的畫面，每一層都是產線上的三秒鐘
人因工程：畫面是給戴手套的人用的
人因工程在 HMI 設計的應用，說穿了是把「操作員的真實狀態」放進設計條件：
- 按鈕尺寸：現場戴手套操作，觸控目標至少 15mm 見方、間距留足——設計案例裡最常見的抱怨就是「按不準隔壁的鈕」
- 色彩使用：紅色只留給停止與警報、綠色只給運轉與安全，其餘狀態用黃藍灰；同時記得約 5% 的男性有紅綠色覺障礙，重要狀態要「顏色＋形狀／文字」雙重編碼
- 字級與對比：操作員站在一公尺外看畫面，關鍵數值至少 12mm 字高；淺灰底深字在有油污的螢幕上比深底亮字耐看
- 安裝高度與視角：畫面中心對齊操作員站姿視線（約 140–160cm），仰角過大的面板長時間操作脖子受不了
頁面架構：四頁式的基本盤
中小型機台的 HMI 畫面架構，四頁式是驗證過的起點：
| 頁面 | 內容 | 設計重點 |
|---|---|---|
| 總覽頁（首頁） | 製程示意圖、關鍵數值、運轉狀態 | 10 秒內看出「正常／異常」 |
| 操作頁 | 各站手動操作、啟停、模式切換 | 權限控管，手自動狀態要醒目 |
| 警報頁 | 即時警報、歷史紀錄、復歸 | 分級顯示，附處置提示更好 |
| 參數頁 | 配方、設定值、校正 | 密碼保護，改值留紀錄 |
畫面之間的導覽列固定在同一位置（通常底部），任何頁面一鍵回總覽。頁面數量能省則省——每加一頁，就多一個操作員迷路的地方。
人機介面設計範例：攪拌槽站
拿一個攪拌槽站當設計範例走一遍。需求：兩個進料閥、一支攪拌馬達、溫度控制、排料閥，操作員要能手動單動、也要能一鍵跑自動流程。
總覽頁畫槽體示意圖：槽內液位用填色高度表示，兩個進料閥畫在管線上、開啟時變綠，攪拌馬達運轉時葉片圖示旋轉，槽側顯示即時溫度與設定溫度兩個數字（實際值大字、設定值小字）。自動流程進行到哪一步，用步驟燈號列在畫面下緣。操作頁把每個裝置做成獨立方塊：閥的開／關、馬達的啟／停與電流值，手動模式才允許操作，自動模式時按鈕反灰。警報設三級：溫度偏差黃色提示、超溫紅色警報連動停機、感測器斷線獨立列出——斷線和超溫的處置完全不同，混在一起會誤導判斷。
這個範例的每個決定都對應前面的原則：填色液位是資訊層級（一眼看懂），反灰按鈕是容錯（按不出去的錯誤），步驟燈號是回饋。照這個思路套到你的製程，人機介面設計就有了骨架。
客製化與可維護性
畫面做完不是結束——三年後改機的人（可能還是你）會感謝這三件事：元件做成樣板（同型閥門畫一次到處引用，改一處全部更新）、標籤命名跟 PLC 位址表對齊、多語系需求先用文字表架構（事後補翻譯不用重畫）。跨品牌整合時，威綸、北爾這類專業 HMI 廠的驅動庫支援最廣，與 PLC 的連線細節見 HMI 與 PLC 整合解析。
常見設計錯誤
- 把急停做在觸控畫面上——急停必須是實體按鈕，畫面當機就按不到了
- 警報不分級，跳警報像洗版——操作員很快學會「全部按掉」，真警報跟著陪葬
- 用 3D 擬真圖庫堆滿畫面——好看三天，難讀三年，扁平色塊的可讀性穩定得多
- 密碼全廠共用一組——參數被改了永遠查不到是誰
常見問題 FAQ
Q：HMI 設計最重要的原則是什麼？
A：一致性、即時回饋、容錯、資訊層級、操作效率五項；核心精神是讓操作員在最短時間看懂狀態、用最少步驟完成操作、且錯誤「按不出去」。
Q：人機介面設計有現成範例可以參考嗎？
A：本文的攪拌槽站範例示範了總覽頁、操作頁與警報分級的設計思路；各 HMI 畫面軟體（威綸 EasyBuilder、三菱 GT Designer 等）也附有範例專案可拆解學習。
Q：HMI 畫面用什麼軟體設計？
A：跟著硬體品牌走：威綸用 EasyBuilder Pro、三菱 GOT 用 GT Designer3、北爾用 iX Developer、台達用 DOPSoft；功能大同小異，差在驅動支援與元件庫。
Q：需要採購人機介面硬體？
A：鑫弘展與各大廠牌代理商、經銷商配合銷售各品牌人機介面（威綸、北爾、三菱、台達、西門子等），可依 PLC 品牌與尺寸需求協助選型，歡迎詢價。
