디지털 적층 제조 장비의 사용자 중심 HMI 디자인 가이드 제안

Proposing User-Centered HMI Design Guide for Digital Manufacturing: Focusing on PBF Metal Additive Manufacturing Machine

금속 적층 제조 기술의 발전과 장비의 디지털화에 따라 HMI의 사용자 중심 디자인 필요성이 대두되고 있다. 그러나 산업용 적층 제조 장비의 디자인 가이드 및 사용성 평가에 관한 연구는 미흡하였다. 따라서 본 연구는 사용자 중심 디자인 원칙을 적용하여 금속 적층 제조 장비 HMI 프로토타입을 디자인 및 제작한 뒤, HMI 프로토타입에 대한 사용성 평가를 진행하였다. 사용성 평가와 심층 인터뷰 분석을 토대로 사용자 중심의 산업용 장비 HMI 디자인을 위한 UX/UI 디자인 가이드를 제안하였다. 사용성 평가를 통해 시스템의 실시간 상태에 대한 가시성을 높이고 오류 방지 및 긴급 상황에 대한 대처를 위한 인터페이스 직관성을 향상할 필요가 있음을 확인하였다. 특히, 조작 대상은 기계장비지만 조작 기기는 HMI 스크린인 상황을 고려해 인터페이스 장비의 가시적, 비가시적 상태를 모두 반영하는 것이 중요하다. 또한 다수의 복합적 기능이 많은 산업용 장비일수록 권한 설정을 통해 사용자의 행동을 제한하거나 유도할 수 있어야 한다. 본 연구에서 제안한 산업용 PBF 방식의 금속 적층 제조 장비 HMI 디자인 가이드를 통해, 사용자 친화적이고 제조 생산성 향상을 위한 기계 장비 디자인 및 개발 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

With the advancement of metal additive manufacturing technology and the digitization of equipment, the need for user-centered design in HMI (Human-Machine Interface) has become increasingly apparent. However, research on design guides and usability test for industrial equipment has been lacking. Therefore, this study applied user-centered design principles to design and manufacture a prototype HMI for metal additive manufacturing equipment, followed by a usability test of the HMI prototype. Based on usability testing and in-depth interview analysis, this study proposes UX/UI design guidelines for user-centered industrial equipment HMI. The usability evaluation highlighted the need to improve the visibility of the system's real-time status, enhance interface intuitiveness for error prevention, and address emergency situations. It is crucial that the interface reflects both the visible and invisible states of the equipment, considering that the operation targets are mechanical equipment but the operating devices are HMI screens. Furthermore, for industrial equipment with numerous complex functions, it is essential to restrict or guide user actions through permission settings. Through the industrial PBF (Powder Bed Fusion) method metal additive manufacturing equipment HMI design guides proposed by this study, we anticipate the development of user-friendly and productivity-enhancing HMI designs.