HMIの操作画面の設計ポイントを徹底解説｜効率化と安全性を両立
- inoテック
- 7 日前
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▶︎1. HMIの操作画面の設計で失敗しないための基本知識
1.1 HMIとは？製造現場における役割と設計の重要性
製造業の現場では、PLCやセンサーなどの制御機器が多数稼働しています。 しかし、こうした機器と人をつなぐ「橋渡し」として重要なのがHMI（Human Machine Interface）です。
HMIは、装置の状態を表示したり、オペレーターが操作したりするための操作画面やモニターパネルのことを指します。 つまり、人と機械の間を取り持つ「顔」とも言える存在なんです。
HMIが果たす3つの主な役割
たとえば製造ラインのタッチパネルを想像してみてください。 以下のような場面でHMIが活躍しています。
温度・圧力などのセンサーデータを表示
生産のスタート／ストップの操作
異常発生時のアラート表示や履歴の確認
パラメータ変更など細かな設定操作
これらすべてが、オペレーターにとっての使いやすさに直結します。 HMIがわかりづらいと、操作ミスや作業効率の低下、トラブル対応の遅れにもつながってしまいます。
なぜ「設計」が重要なのか？
操作画面の配置や表示内容は、単に見た目だけの問題ではありません。 現場でのトラブルの早期発見や、作業時間の短縮、安全性の確保など、製造ライン全体のパフォーマンスに関わる重要な要素です。
たとえば…
情報が多すぎて必要なボタンがすぐに見つからない
表示の色に統一感がなく、どれがエラーか判別しづらい
同じ装置なのに操作画面が現場ごとにバラバラ
こういった課題は、設計段階で十分に配慮していないことが原因のひとつ。 HMIの設計は、現場を理解し、使う人の目線で考えることが欠かせません。
設計の質が業務効率に直結する
視認性の高い画面設計にすることで、操作時間を30〜40％削減できるケースもあります。 現場では一日何百回と操作されるHMI画面。 その一つひとつの積み重ねが、生産効率や安全性に大きな差を生みます。
「HMIは単なる表示装置ではなく、製造現場の効率と安全性を左右する“中核”」といっても過言ではありません。
1.2 操作画面の設計が現場の作業効率に直結する理由
HMIの操作画面は、ただの「表示ツール」ではありません。 その設計次第で、現場の作業スピードやミスの発生率が大きく変わってくるのが実情です。
とくに中小規模の製造現場では、作業者が複数の機器を兼任するケースも多く、迷わず操作できるHMI設計が求められます。
情報の探しやすさが作業スピードを左右する
現場のオペレーターは、限られた時間で装置を起動・停止したり、状態を確認したりしています。 このとき、画面内の情報が整理されていないと「どこに何があるのか探す」だけで時間をロスしてしまいます。
たとえば…
温度設定を変更するのに3画面も切り替える必要がある
エラー履歴の場所が分かりづらく、探すのに時間がかかる
このような設計では、作業者のストレスが増え、対応が後手に回るリスクも高くなります。 逆に、必要な情報にすぐアクセスできる設計にするだけで、1回あたりの操作時間を10秒以上短縮できることもあります。
操作ミスの防止にも設計が重要
作業効率だけでなく、誤操作によるトラブル防止にもHMI設計は直結しています。 たとえば、よく似たボタンが並んでいると「うっかり押し間違い」が発生しやすくなります。
また、重要な操作（例：装置停止や初期化）に対して「本当に実行しますか？」の確認表示がなければ、取り返しのつかない停止や設定リセットが起きかねません。
こうしたリスクは、設計段階で回避することが可能です。
重要な操作には「確認ポップアップ」を設ける
色やアイコンでボタンの機能を明確に区別する
頻度の高い操作を1画面内に集約する
このように設計することで、人為的なエラーを未然に防ぐことができます。
小さな改善が大きな効率化につながる
たとえば、10秒かかっていた操作を5秒に短縮できれば、1人の作業者が1日100回操作する場合、1日で約8分以上の短縮になります。 これが複数の工程や装置に波及すれば、月間で数十時間単位の改善にもなり得ます。
「使いやすい操作画面」は、作業者のミスや迷いを減らし、結果として生産性や稼働率の向上につながります。
▶︎2. HMIの操作画面を設計するときに押さえるべきポイント
2.1 視認性と情報の優先順位が操作性を左右する
HMIの操作画面の設計でまず重視すべきなのが視認性です。 どれだけ高度な制御システムを導入していても、画面が見づらければその機能は現場で活かしきれません。
「パッと見て、すぐに状況が判断できる」。これがHMI設計の第一条件です。
視認性が悪いとどうなる？
よくある問題としては以下のようなものがあります。
小さすぎる文字サイズやアイコンで内容が見えにくい
背景と文字色のコントラストが弱く、読みづらい
情報が詰め込まれすぎていて、重要な項目が埋もれてしまう
このような状態では、作業者は「目を凝らして」画面を見たり、「何度も確認しながら」操作することになり、 操作スピードが落ちるだけでなく、ミスの原因にもなってしまいます。
情報の優先順位を明確にする
画面に表示される情報は、すべてが同じ重みではありません。 緊急性・重要性・使用頻度によって視覚的な強弱をつける必要があります。
たとえば…
異常アラームは赤系の目立つ色で表示し、画面中央に配置
使用頻度の高いボタンは大きめに表示し、固定位置に配置
低頻度の設定項目はサブメニューにまとめて表示
このように「何を目立たせるか」「何を控えめにするか」を設計段階でしっかり決めることで、 操作の効率性が大きく変わってきます。
配色やフォントの使い方にも注意
視認性を高めるには、配色設計とフォント選定も重要なポイントです。
高コントラスト（白背景 × 黒文字、黒背景 × 白文字 など）を意識
色の意味（赤＝異常、緑＝正常など）を統一して使う
ゴシック体など読みやすいフォントを使用し、12pt以上を基本に設定
複数の画面で色や表示形式がバラバラだと、操作ミスの原因になります。 全体で一貫性のあるルールを設けることが大切です。
現場でよくある失敗とその影響
以下のような失敗も現場ではよく見られます。
画面全体に情報を詰め込みすぎて、逆に見落としが発生
使用頻度の高い操作ボタンが隅の小さい場所に配置されている
色分けに一貫性がなく、ユーザーが混乱する
こうした課題を放置すると、装置の停止に気づくのが遅れたり、アラームを見逃したりするリスクが生じます。
「視認性」と「情報の優先順位づけ」は、HMIの操作画面設計の最重要ポイントです。
2.2 直感的な操作を実現するためのデザインテクニック
視認性と並んでHMIの設計で重要なのが「直感的な操作性」です。 操作マニュアルを読まなくても、誰でも迷わず扱える画面が理想です。
特に複数のオペレーターが交代で操作する現場では、設計ミスが作業ミスに直結します。
「迷い」をなくすことが操作ミス防止につながる
操作の流れが分かりにくいと、以下のような混乱が起きやすくなります。
どの順番で操作すればよいかが直感的に分からない
関連のある操作が別の画面に分散している
画面遷移が多すぎて、目的の機能にたどり着けない
こうした課題は、ユーザーが何をどの順番でやるかを事前に洗い出すことで改善できます。
操作フローに沿った画面設計を心がける
操作性の高いHMIには、以下のような工夫が取り入れられています。
一連の作業を上から下、または左から右に流れるように配置する
現在どの工程・状態にいるかをステップ表示で見せる
画面遷移を極力減らし、操作数を最小限に抑える
たとえば、生産ラインの立ち上げ操作で、
電源ON
装置初期化
自動運転スタート
という3ステップがある場合、それを画面上に順番通り配置することで、操作ミスが激減します。
操作部品の一貫性を保つ
直感的に操作するには、ボタンやアイコンの位置やデザインを統一することが欠かせません。 画面ごとにボタンの配置や形が異なると、オペレーターは毎回「どこだっけ？」と迷ってしまいます。
よく使われる統一ルールの例は以下の通りです。
「決定」ボタンは右下、「戻る」は左上に固定
各画面のレイアウトはテンプレート化し、構成を統一
ボタンの色やアイコンもルールを決めて共通化
こうすることで、初めて画面を見る人でも自然と手が動く設計になります。
現場の流れに合った構成で効率アップ
HMIは現場で実際に行われている作業手順に沿って設計する必要があります。 オフィスで作られた理想の画面でも、実際の作業フローに合っていなければ逆効果です。
導入前には、現場の作業者の動きを観察し、ヒアリングを行うことで、 本当に使いやすい構成が見えてきます。
「直感的に操作できる画面」は、誰が使ってもミスが起きにくく、現場の作業効率を確実に引き上げます。
2.3 誤操作を防ぐために設計段階でやるべき工夫
HMIの操作画面では、誤操作によるトラブルを未然に防ぐ設計が非常に重要です。 操作ミスは生産ラインの停止や製品不良、さらには安全リスクにつながるため、設計段階から工夫することが不可欠です。
重要操作には確認プロセスを設ける
誤操作を防ぐ基本的な手法として、重要な操作に対して確認ダイアログを設けることが挙げられます。
装置の停止や初期化など、取り返しのつかない操作には「本当に実行しますか？」と確認
誤って押してもすぐ戻せる設計にすることで、作業者の心理的負担も軽減
この小さな工夫だけでも、操作ミスによるトラブル発生率は大幅に減少します。
ボタンの配置・色・形で視覚的に区別
よくある失敗として、操作ボタンが似た形・色で並んでいるケースがあります。 オペレーターは、パッと見ただけではどのボタンが重要か、どの操作か判断できません。
改善策としては、
重要操作は赤色や大きなボタンで目立たせる
頻繁に使う操作は緑や青など区別された色にする
ボタン形状やアイコンを統一し、直感的に機能が分かるようにする
これにより、誤って押すリスクを大幅に軽減できます。
操作手順の段階的表示で安全性を確保
複雑な操作は、ステップごとに段階的に表示することも有効です。
操作前に次のステップを明示
間違った順番で操作しようとすると警告表示
完了後に次のステップを誘導
こうした段階的な表示により、作業者が迷わず安全に操作できるHMI画面を実現できます。
よくある現場の失敗例と対策
緊急停止ボタンが誤操作されやすい場所に配置されていた → ガードや確認ポップアップで保護
設定変更ボタンが他のボタンと紛らわしかった → 色分け・アイコンで視覚的に区別
手順が複雑で順番を間違えることが多かった → ステップ表示と誘導表示を導入
これらの対策を設計段階で取り入れることで、現場でのトラブルを未然に防ぐことができます。
「誤操作を防ぐHMI設計」は、現場の安全性と生産性を同時に高める最重要ポイント」です。
2.4 色やアイコンの統一が作業ミスの防止につながる
HMIの操作画面では、色やアイコンの統一が作業効率と安全性に直結します。 統一ルールがないと、オペレーターが迷いやすく誤操作の原因になります。
統一のポイント
色のルール化
赤：異常・警告、緑：正常、青：補助情報
アイコンの共通化
再生、停止、警告などは共通アイコンを使用
同じ操作は必ず同じアイコンで表示
重要情報の配置を固定
アラームや状態表示は常に同じ位置に配置
効果
操作ミスの減少
情報の瞬時把握が可能
交代作業者でも迷わず操作できる
「色とアイコンの統一は、HMIの操作画面を直感的かつ安全に使える基本ルールです。」
▶︎3. HMIの操作画面の設計でありがちな失敗と対策ポイント
3.1 情報量が多すぎて逆に使いにくくなるケース
HMIの操作画面でよくある失敗の一つが、情報を詰め込みすぎて操作しづらくなることです。 重要な情報が埋もれると、作業効率が低下し、誤操作のリスクも増えます。
問題例
一画面に30種類以上のデータやボタンを表示
アラームと正常情報が混在し、異常確認が困難
ボタンの位置が毎回違い、操作ミスが発生
改善策
重要情報を優先表示：緊急度や使用頻度の高い項目を目立たせる
補助情報はサブ画面にまとめる
画面階層を分ける：基本操作と詳細設定を分離
効果
情報確認にかかる時間を短縮
誤操作のリスクを低減
操作が直感的になり、作業効率が向上
「情報量の適切な整理は、使いやすいHMIの操作画面の基本です。」
3.2 レイアウトに一貫性がなく混乱を招いてしまう理由
HMIの操作画面では、画面ごとにレイアウトがバラバラだと現場で混乱や操作ミスにつながります。
主な問題点
同じ操作でも画面ごとにボタン位置が異なる
色やアイコンが画面ごとに統一されていない
重要情報の配置が毎回変わるため確認に時間がかかる
改善ポイント
テンプレート化：画面共通の配置ルールを決める
操作フローに沿った配置：順序や見方を統一
重要情報の固定位置：アラームや状態表示は常に同じ場所
統一されたレイアウトにより、操作ミスを減らし作業効率を改善できます。
3.3 現場の実情を無視した設計が引き起こすトラブル
HMIの操作画面は、現場の実情を無視すると作業効率や安全性に影響します。 実際の操作環境や作業順序を考慮せずに設計すると、混乱や誤操作が発生します。
よくある問題
操作パネルのサイズや位置が現場に合わない
作業順序と画面の操作順が一致していない
複数人が交代で操作すると迷いやすい
改善策
現場観察：操作手順や動線を確認
作業者ヒアリング：よく使う操作や必要情報を把握
優先度に応じた情報配置：頻繁に使う項目を目立たせ、補助情報はサブ画面へ
これにより、迷わず操作できるHMI設計が可能になり、作業効率と安全性を向上できます。
▶︎4. 効率的にHMIの操作画面を設計するための進め方
4.1 ユーザーの操作シーンから設計要件を整理する
効率的なHMI設計は、現場の操作シーンを理解することが出発点です。 ユーザーの作業フローに沿った画面設計で、操作ミスを防ぎ効率を高められます。
重要ポイント
現場観察：操作手順や動線を確認
作業者ヒアリング：よく使う機能や情報を把握
操作フローの可視化：画面構成や画面遷移に反映
効果
頻繁に使う操作を一目で分かる位置に配置
異常時の対応や確認を簡単にできる
交代作業でも迷わず操作可能
「操作シーンの整理が、使いやすいHMI設計の第一歩です。」
4.2 テンプレートや部品化で作業時間を短縮する
HMI設計では、テンプレートや部品化の活用で作業時間を大幅に短縮できます。 同じ要素を使い回すことで設計効率を上げ、現場での操作一貫性も確保できます。
活用ポイント
テンプレート化：画面配置、色、フォントを統一
部品化：ボタンやグラフなど共通部品を登録して再利用
修正も簡単：部品を更新すると全画面に反映
メリット
設計時間を50％以上短縮できるケースも
画面の一貫性が保たれ、操作ミスを防ぐ
新しい画面作成も効率化され、保守性も向上
「テンプレートと部品化は、効率と操作性を同時に高める重要な設計手法です。」
4.3 テスト運用と現場フィードバックで設計精度を高める
HMIの操作画面は、設計段階だけで完璧にするのは難しいため、テスト運用と現場フィードバックが不可欠です。 実際の操作を通して問題点を洗い出し、改善を反映することで、より使いやすい画面になります。
実施ポイント
テスト運用：現場での操作シミュレーションを行う
作業者からのフィードバック収集：操作しづらい箇所や改善点を確認
改善反映：画面構成・配置・色・アイコンを修正
効果
操作ミスや迷いが減少
作業効率が向上
設計段階で見落としていた現場特有の問題を解消
「現場フィードバックを取り入れることで、使いやすく安全なHMIの操作画面が完成します。」
▶︎5. HMIの操作画面設計はプロに任せるのが安心な理由
5.1 現場視点を取り入れた設計でトラブルを未然に防ぐ
HMIの操作画面の設計では、現場の作業者目線を取り入れることがトラブル防止につながります。 実際の作業環境や動線に沿った画面設計で、誤操作や情報見落としを防げます。
現場視点での工夫
操作手順に沿った画面配置：順序が直感的に分かる
情報の優先度を考慮：重要情報を目立つ位置に配置
作業者ヒアリング：使用頻度や不便さを反映
効果
操作ミスや確認遅れを減らせる
異常時の対応が迅速になる
現場で迷わず操作できる画面が実現
「現場視点を取り入れたHMI設計は、安全性と作業効率を両立させる基本です。」
5.2 制御連携を見据えた一貫対応で安心できる体制
HMI設計は、制御システムとの連携を考慮した一貫した対応が重要です。 制御とHMIが密接に連携することで、現場のトラブルを未然に防ぎ、安定した運用を実現できます。
連携を考慮した設計のポイント
PLCとの統合設計：制御システムとデータの一貫性を確保
操作のトリガーとフィードバックを連携：オペレーターに適切な情報をリアルタイムで提供
エラー検出とアラート表示：異常が発生した場合の迅速な対応をサポート
メリット
すべてのシステムが連携して動作することで、トラブル発生時の対応が迅速
作業者が操作ミスを減らし、安全に作業できる
メンテナンス時のトラブルシューティングがスムーズになる
「制御連携を考慮した一貫対応で、HMI設計の信頼性と効率が向上します。」
5.3 運用後も安心のメンテナンス性とサポート体制
HMI設計では、運用後のメンテナンス性とサポート体制の整備が重要です。 設計段階から、今後の運用・保守を考慮した設計を行うことで、長期的に安定した運用が可能になります。
メンテナンス性を高めるポイント
モジュール化設計：部品や画面のパーツ化で、トラブル時の修正が容易に
分かりやすいエラーメッセージとログ：迅速なトラブルシューティングをサポート
ユーザビリティテストとフィードバック：運用後の改善点を反映し、操作性向上
サポート体制の整備
定期的な保守点検：故障や不具合を事前に防ぐ
迅速なサポート：問題発生時の対応時間を短縮
ユーザー教育の提供：操作ミスの予防とスムーズな運用をサポート
「メンテナンス性とサポート体制を強化することで、HMIの運用と保守がさらに効率的になります。」
▶︎6. まとめ：操作しやすくミスのないHMI設計を実現するために
6.1 自社で改善するなら今日からできる3つのこと
自社のHMIの操作画面を改善するためには、すぐに取り組める小さな改善が効果的です。 以下の3つの改善を今日から始めることで、すぐに現場の作業効率や安全性が向上します。
今日からできる改善点
操作フローの整理
現場で最も使用頻度の高い操作を見直し、画面構成を簡素化
色とアイコンの統一
操作ボタンや情報表示に統一した色とアイコンを使用
重要情報の優先表示
重要なアラームやデータを目立つ位置に配置し、即座に確認できるようにする
改善の効果
操作の迷いが減り、作業時間の短縮が可能
作業ミスや誤操作が減少
作業者が直感的に操作でき、効率と安全性が向上
「今日からできる小さな改善が、長期的に大きな効果を生みます。」
6.2 プロに依頼することで得られる確かなメリット
HMI設計をプロに依頼することで、設計の精度や運用効率が格段に向上します。 専門家による最適な設計は、現場でのトラブルを未然に防ぎ、作業効率を大幅に改善します。
プロに依頼するメリット
高度な技術と知識
業界経験豊富なプロが、現場のニーズに最適な設計を提供
一貫したサポート体制
設計から運用後のメンテナンスまで、トラブル対応が迅速
カスタマイズ対応
特定の設備や業務に合わせた、最適なHMI画面設計を提供
プロに依頼する効果
操作ミスや誤操作を減らし、作業の安全性が向上
現場の作業フローに合った設計で効率的な運用が実現
定期的なメンテナンスとサポートで、長期的に安定した稼働が可能
「専門家に依頼することで、効率的で安全なHMI設計が実現します。」
▶︎HMIの操作画面設計ならinoテックにお任せください
名古屋市の制御系FAエンジニアリング企業、inoテックでは、現場で使いやすく安全なHMIの操作画面の設計を提供。視認性や直感的操作、誤操作防止までトータルで対応します。
詳しいサービス内容はホームページをご覧ください。
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