運用理想的開發工具，高效部署客製化人機介面
開發一個完全客製化的人機介面（HMI），尤其是在精密自動化和運動控制這種專業領域，往往耗費大量的時間與精力；在緊迫的時程壓力下，許多開發團隊最終只能選擇通用的「一體適用」型開發工具來應急，雖然看似解決了眼前的問題，但這樣產出的介面常常不符合實際操作人員的使用習慣，也讓新進人員需要花更多時間學習，反而降低了效率。
不過，現在的 HMI 開發工具技術已經相當成熟，開發者其實不必再這樣妥協，選對一套功能完善的工具，就能直接解決這些痛點，它不僅能顯著提升開發效率、降低錯誤率，更能讓開發成果更上一層樓；好的工具通常具備模組化的特性，這讓開發者可以專注在單一功能上進行修改與優化，不必擔心「動一髮而牽全身」，不小心影響到系統的其他部分，同時，它也提供必要的開發彈性與安全性，並能有效管理不同使用者的存取權限。
說到底，最終的目標，就是讓開發人員能用更快的速度、更少的錯誤，為各種不同的使用者打造出真正貼合需求的 HMI，並有效改善整體的系統效能與操作體驗。
加速 HMI 的創建流程
HMI 工具的特定功能，是提升開發速度的核心，當開發工具與使用者偏好的自動化或運動控制環境達成高度整合時，使用者即可透過快速存取控制器中深度整合的功能，進而節省寶貴時間，這些內建功能通常包括錯誤處理機制，以及從控制器回傳至應用程式層的回呼（callbacks）函式，其他能賦予開發人員更強大機台控制能力的程式設計功能，則涵蓋了函式庫、帶有回傳值的函式、資料結構、複雜陣列，以及保護開發者智慧財產的機制，能夠從 HMI 的軟體介面（如軟體按鈕或其他操作員輸入元件）直接存取這些底層的程式設計能力，正是交付高效能解決方案的基石；此外，專為精密自動化與運動控制應用所打造的 HMI 開發工具，更能提供諸多優勢，例如：直接控制運動軸、檢視與視覺化系統內部資料、監控I/O狀態，以及輕鬆整合如攝影機與感測器等外部自動化裝置。
採用模組化設計的工具，是節省開發時間的另一項策略，對開發人員來說，模組化是一種功能強大且易於掌握的開發模式，它允許開發團隊能一次專注於一個 HMI 的特定區域或功能進行開發，開發人員得以在修改 HMI 特定區塊時，不必擔心會對系統其他部分造成連帶影響或引入錯誤，儘管部分 HMI 開發工具以其龐大的模組數量作為宣傳，但更關鍵的是，深入評估這些模組是否真正符合應用場景的具體需求，此外，工具內建的預設版面配置，將直接影響到交付給使用者的 HMI 版面配置多樣性與開發速度，這也再次證明，毫無限制的靈活性有時反而會造成操作混淆，並降低使用者體驗，因此，選擇能實現簡潔、直觀，而非雜亂、易混淆版面配置的工具，才是明智之舉，圖 1 即為一個透過直觀拖放式方法來建構 HMI 的應用範例。
圖 1：Aerotech Automation1 MachineApps 中的客製化拖放式模組方法，MachineApp HMI 開發環境與 Automation1 控制器深度整合，用以發布即時層級的控制指令 (由 Aerotech 提供)
將品牌視覺標準應用於介面設計可能十分耗時，部分工具提供了便捷的配色方案、圖示及背景圖形設定功能，對於需要推廣客戶品牌的 HMI 專案來說，這能顯著縮短介面開發時間，而節省下來的工時，能讓開發人員投入到開發流程中其他更為核心的環節。
掌握部署合適 HMI 解決方案的靈活性
部分開發人員由於擔心犧牲開發靈活性，而對高度結構化的 HMI 開發工具望而卻步，然而，這樣的顧慮在現今可能已不適用，真正的重點在於，該工具是否具備打造目標 HMI 所需的特定功能與靈活性，隨著結構化 HMI 工具的選擇日趨多元、功能日益強大，開發人員更有機會找到比以往更理想的解決方案，由於不同工具的市場定位與應用領域各異，開發人員應尋找能提供最符合專案需求的模組集與模組組態的 HMI 開發方案，在精密自動化與運動控制應用中，機台與系統時常需要整合攝影機、資料視覺化圖表、I/O 監控介面，以及一系列操作員透過簡易按鈕和訊息輸入框就能存取的客製化功能，在此類應用中，使用者通訊的清晰度也極為重要，因此，一個理想的 HMI 應具備顯示系統訊息、操作警告和其他客製化指示器的能力，總結來說，一款專為精密自動化與運動控制設計的頂尖工具，應將攝影機整合、3D 繪圖、I/O 監控、可程式化按鈕及操作員指示燈等列為標準模組。
每個模組在存取權限上的靈活性設計也同樣關鍵，例如，針對某些特定的程式功能，限制一般操作員的存取權限是必要的安全措施，在這種情境下，一個主要由按鈕和功能受限的資料視覺化工具所構成的 HMI，將會是相當合適的方案（圖 2）。
圖 2：為一般操作員設計的客製化 HMI，此設計透過限制功能來簡化操作流程，不但能縮短新進人員的上手時間，更能有效減少人為操作失誤的機會 (由 Aerotech 提供)
相對地，一位進階使用者（Power User）則可能需要一個功能更完整、權限更開放的 HMI，針對這類使用者所設計的 HMI 範例，可能包含存取程式設計模組、編輯資料視覺化圖表、追蹤 I/O 狀態，以及手動微調機台軸向的完整能力（圖 3）。
圖 3：為進階使用者設計的客製化 HMI，被授予此 HMI 頁面存取權限的使用者，通常具備在機台上執行並偵錯複雜流程的專業能力。 (由 Aerotech 提供)
模組客製化的另一大關鍵優勢，在於能有效限制使用者的操作範圍，並引導他們執行正確的動作，這類工具賦予了開發人員高度的靈活性，使其能針對不同的操作員角色，部署相應的模組與 HMI 組態，例如，提供只能顯示特定回饋資料的視覺化工具，或是僅限操作特定軸向的移動操作盤。
舉例來說，開發人員可以創建一個能依據使用者當下的任務需求，動態引導其操作路徑的 HMI，例如：在特定條件下，自動開啟或關閉 HMI 的部分功能區塊，透過可客製化的按鈕與指示器，開發人員能夠在流程中的任何狀態下，精準啟用符合該使用者當下需求的特定功能。
HMI 開發人員的需求極為廣泛，儘管預製的模組是滿足需求的途徑之一，但由客製化模組與標準模組所構成的混合式介面，往往更具實用性，允許開發人員自行編寫客製化模組的 HMI 工具，在不犧牲工具既有優勢的前提下，提供了更高層次的開發彈性，這些客製化模組能以多種方式交付，在最具彈性的作法中，開發人員可於 .NET 環境中創建模組，從而實現全面的客製化，因此在評選 HMI 工具時，深入了解其處理客製化的方式至關重要，因為部分工具僅提供預製的軟體功能，可能無法順利整合第三方工具。
依據操作角色，實施精準的 HMI 存取權限管理
儘管如狀態式控制和可編輯模組等工具，能引導使用者正確地操作機台，卻無法有效阻止使用者接觸或操作其權限範圍之外的工具，即便使用者並無惡意，過多的權限也可能因誤操作而導致災難性的後果，因此，在評估 HMI 工具的存取控制能力時，開發人員應將「能否依據使用者的工作職掌，限制其存取特定的 HMI 功能」作為重要指標，因為這是降低潛在風險的有效方法（圖 4）。
圖 4：Automation1 內部的存取控制機制，此介面受密碼保護，允許管理員精確限制不同使用者所能檢視的 MachineApps HMI 頁面 (由 Aerotech 提供)
存取控制可透過密碼保護、身分（ID）驗證或整合第三方驗證應用程式等形式來實現，實施嚴謹的存取權限管理，不僅能協助開發人員預防非必要的機台停機，更能大幅降低因可避免的使用者失誤而需動員技術專家介入處理的機率。
實現更快速、更簡潔的客製化 HMI 開發流程
工程團隊可以透過導入具備客製化模組與精準存取控制功能的 HMI 開發工具，在設計彈性與開發效率之間取得最佳平衡，機台製造商不應再認為替每套系統部署客製化 HMI 是不切實際的想法，透過導入理想的工具，不僅能顯著優化機台的 HMI，更能幫助終端使用者減少操作錯誤，有效提升工作效率。