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实现人与机械智慧互动 新世代HMI扮演要角
超越单纯操作介面

【作者: 王岫晨】2022年06月24日 星期五

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工厂中人与机器的沟通必须更智慧且有效率,就必须透过HMI来达成。


工业HMI扮演着工厂中,人员用来协调并控制制造过程的主要工具。


随着工业自动化发展,功能齐全的HMI对於工厂运营也越来越重要。


在今日快速节奏的世界中,人们正在寻找运行顺畅、节省时间,并能提高舒适度的产品和服务,因此需要更直观、更自然的界面。他们不想因为不得不随身携带萤幕并用手指操作而使得行动受到限制。但还不只这样,新的科技已经成为一种工具,用於扩展甚至提高人们的感官能力。这些成长的需求需要一种新的智能和沈浸式用户界面。现在世界正在从用手操作按钮的触摸时代(Hands & Touch),迈向以身心为用户界面的心智时代(Mind & Body)。


人机界面正在转变成为通往人类与机器之间,更自然进行交流的门户。因此,我们发现自己正在进一步走向完全沉浸式的人机介面新旅程。在这个世界中,我们的现实与数位领域重叠、混合甚至扩展。对於企业而言,通往这样一个世界的道路,将会充满无数机会。其中包括了更紧密、更吸引人、更个性化,以及更具情感的互动体验,以及更好的可视化和资讯信息方式。


实现人机智慧互动


图1 : 人机介面发展演化趋势(Source:reply.com;制图:王岫晨)
图1 : 人机介面发展演化趋势(Source:reply.com;制图:王岫晨)

物联网和网路边缘运算等技术趋势正在推动智慧自动化系统的发展,进而提升效率并保障工作人员安全。根据Fortune Business Insights的资料显示,至2027年,全球工业自动化市场规模预计将达到3261.4亿美元。届时,工厂中人与机器的沟通也必须要能更智慧且有效率,这就必须要透过工业HMI来达成。


工业HMI是专为工业应用而设计的人机介面。人机介面通常包含在操作员和机器之间交换资讯所需的硬体与软体,而使用的对象则是工业系统或工业机械与设备。人机介面就扮演着在工厂环境中,操作人员或和生产线主管用来协调并控制制造过程的主要工具。


HMI本质上是一个操作的仪表板,允许操作员进行控制或操作设备,并且通常在性能、活动功能和其他指标方面,还能向操作员提供相关资讯的反??。随着工业自动化趋势不断发展,功能齐全的HMI对於工厂运营的成功也越来越重要。


新世代的HMI也将带来人与机器互动的新方式,例如在吵杂的工厂环境中启用手势识别发出命令,或透过无线连线的手机或平板电脑控制机器。此外,为HMI应用增加边缘AI的能力,包括机器视觉、分析和预测性维护,也有助於为HMI带来新的意义,以超越过往单纯的介面,并实现人机的智慧互动。



图2 : 透过更容易了解的HMI萤幕,操作人员能够更快评估情况。(soucre:se.com)
图2 : 透过更容易了解的HMI萤幕,操作人员能够更快评估情况。(soucre:se.com)

HMI提升工业生产力

在今日,要提高工业生产力,需要的不只是技术熟练的员工,更需要的是见多识广的人员。透过现代化的人机介面,企业能够培养出更多这种类型的员工。这种员工的优势在於,可以透过连结即时有用的资讯,来帮助他们做出快速且正确的决定。


举例来说,现代化人机介面让员工能在自己的装置上存取系统资讯。这可帮助员工随时随地注意生产线,也能透过远端存取来即时做出反应。而透过触控方式的互动操作,让员工以更自然且方便的方式,来检视并运用生产线的资讯工作。洛克威尔自动化列举了六个例子,来说明人机介面如何有效提升企业的生产力。


提高员工觉察能力


透过更容易了解的萤幕,操作人员能够更快评估情况及操作系统。人机介面可以使用图形化的元素,例如使作业监控更为直觉式,如此可以帮助员工更容易侦测出异常状况。另外,多语言的支援则可以让操作人员选择他们熟悉的语言工作。而能多次使用的目标,能帮助在操作上建立一致的人机介面萤幕显示与功能。


获得更深入资讯


透过存取更大的资讯量,让人机介面萤幕上能呈现出比以往更深层的资讯。员工不仅看得到生产的资料,也可以存取诸如订单、相机影像及维修指示的资讯。如果没有这种现代化的人机介面,员工可能需要使用另外一套系统,或是前往另外一楝建筑,才能存取这些不同型态的资讯。


使资讯更容易获得


支援行动装置的人机介面使得员工可从任何地方,透过存取所需的资讯来反应生产状况。即使不在办公室里,工厂经理仍可以监督生产线的绩效,或是查阅生产资料。无论警报状况在工厂的哪个角落发生,技术人员也都可以快速做出反应。操作人员可以不必守着一部固定的终端机,而是可以沿着生产线或在机器之间走动,同时以一部行动装置来监控生产状况。


快速对警报做出反应


优化的警报系统,可以帮助员工更快速地看见并反应生产线问题。比起站在萤幕前来知道警报何时发生,透过电子邮件、简讯及智慧型手机远端通知的方式将更为快速。而当无人回应或是情况变糟时,该项通知还可扩及至其他员工,让更多人知道。当触发警报时,员工也无须回溯来了解操作状况,因为人机介面可以即时提供这些细节。


改善员工互动


员工可以像是在操作自己的智慧型手机一样,在人机介面浏览并查询资讯。他们可以卷动趋势资料、缩小及放大技术手册,或以手指滑动不同页次的PDF。另外也可以在警报纪录中留下评论,以替其他人提供重要的叁考资讯。


加强安全


网路安全的资安威胁,不仅会企业的交易机密处於风险,也会带来生产力停止。透过人机介面可以用不同的方式来保护厂房资讯及生产力。人机介面有助於简化与IT的合作,以改善厂房安全,另外也可以透过延伸的功能来防止未经授权的变更。也能以安全性设计的平台来传送,例如和安全标准认证一起。


结语

值得注意的是,全球新冠疫情肆虐,以及对提高安全性和效率的需求,正促使各行各业的企业在内,将其系统整合智慧嵌入式视觉技术,以支援人体感测、非接触式人机介面和更强大的AR/VR功能,同时使用智慧型机器视觉技术来提高制造水准和产量。


*刊头图(soucre:se.com)


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