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廠商全力布局HMI
技術成熟 市場大開

【作者: 王明德】   2015年03月18日 星期三

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HMI的供應商組成可分為三類,包括專業HMI廠商(如北爾電子)、工業電腦廠商(如研華、艾訊)、自動化大廠(如西門子、洛克威爾),由於產品組合不同,其市場策略也不同,不過各廠商都同意,在智慧工廠趨勢已成下,HMI在生產線中的定位已然不同,新世代HMI已然成形。


圖一
圖一


西門子


屬於德國廠商的西門子,近年來的產品多呼應德國政府提出的工業4.0概念,對HMI自動化系統的定義也是如此,西門子產品經理羅龍翔指出,生產系統的運作環節由前至後依序為產品規劃、設計、工程、製造、服務,這五大環節西門子都有對應產品,提供了市場完整的解決方案,在整體製造流程中扮演視覺化要角的HMI,西門子也有一系列的解決方案。


羅龍翔表示,HMI是系統操作者在整體製程中,唯一可以看到各設備數據資訊的介面,在西門子近年來推動的全方位整合自動化 (Totally Integrated Automation:TIA)中,HMI扮演了其入口(Portal)的角色,操作者可以由此掌控、執行、診斷設備的所有狀況,不只現場操作者可透過HMI了解諸如PLC等設備的運作狀況,後端的管理階層也可藉由系統與HMI的網路連線,從遠端了解HMI的資訊。


在硬體設計方面,西門子的HMI的安全完整等級達到SIL 3,其產品失敗率為10-n次方,可靠性相當高,目前西門子的HMI螢幕已經16:9與16:10作為主流尺寸,畫素高達1600萬,不過羅龍翔也指出,現在硬體技術各廠商相去不遠,真正的決勝點在軟體,若只從單一產品來看,各家廠商的產品品質相去不遠,但若從整體面來看,西門子提供了一整系列的完整解決方案,而方案中的所有所有產品都立基於同一系列的軟體,此一作法不但讓系統內的設備整合性更佳,也從而延伸出更多附加價值。


研華


研華近年來致力於智慧工廠的產品布局,HMI也是其中一環,研華工業自動化事業群協理張仁杰表示,智慧工廠講究系統上下層鏈結,而HMI就是整體系統的鏈結樞紐,從實際運作部份來看,上層系統在收到訂單時,就可透過線上系統直接派遣工單,後端系統收到工單,就可由系統推算出產線排程與完工時間。


張仁杰進一步指出,研華的新世代HMI採用了WebOP Designer,針對 WebOP 系統可程式人機介面與其他人機介面產品建立整體解決方案的軟體,功能包括解決方案導向螢幕物件、高端向量繪圖、多語應用 Windows 字型、功能表、警告、資料記錄器及操作記錄,WebOP Designer 同時提供連線/離線模擬及其他工具程式,例如資料傳輸助手 (DTH)、功能表編輯器及文字編輯器等,WebOP Designer設計了50個功能模組,使用者可依據本身產業,堆疊組成所需的架構,此一彈性化作法,兼具時效與客製化特色。


在硬體部份,研華工業自動化事業群副理沈嘉和指出,現在HMI的硬體趨勢有二,一為雙乙太網路通訊埠的比例已逐漸增多,原因為前文提到,HMI需同時鏈結上層的管理系統與下層的控制系統,另一趨勢則是無線遠端連線,在智慧型攜帶裝置如智慧手機與平板電腦的迅速普及下,業者開始嘗試推出可與遠端手持式裝置鏈結的技術,讓操作人員可於遠端監控系統,讓管理更智慧。


OMROM


OMROM在自動化領域的布局相當全面,從各式控制器到HMI一應俱全,針對近年來製造業的焦點「工業4.0」所提出的虛實整合概念,OMROM也認為這將是未來製造業的必然趨勢,而HMI將在此概念中扮演整合角色。


OMROM市場開發經理長谷川敦史表示,工業4.0首重M2M資訊流,要稱職扮演資訊流的樞紐角色,HMI的高效能已是必須,尤其在物聯網架構中,現場的生產設備必須廣佈感測器,藉以組成完整的感測網路,HMI必須能同時處理龐大數量的感測訊息,同時還要扮演不同介面的夠通橋樑,由此來看,過去的HMI效能已不敷所需。


OMROM企劃課呂亞倫指出,OMROM的HMI近年來強打高畫質、寬螢幕,長谷川敦史指出,現在所有的資訊都由HMI負責顯示,加上細節繁多,因此寬螢幕與高畫質已是必須,在觸控技術部份,OMROM仍採用電阻式技術,避免電容式因可能的誤觸讓設備產生誤動作,在軟體部份,OMROM採用與旗下PLC一樣軟體,使用者在撰寫語言時可以一致化,縮減系統設計時間,同時也讓整體系統更穩定。


施耐德


施耐德在HMI擁有Proface與Schneider雙品牌,在市場上兩品牌分進合擊,施耐德行銷經理吳瑞山指出,Proface延續以往方式,採單機式銷售,主打PCB、LCD、LED、IC製造等市場,由於台灣的LCD產線以日系廠商三菱為主,在設備匹配性考量一下,除了日系廠牌外,其他國家的自動化設備難以進入,因此施耐德在此以Proface布局,加強其連結性。


至於Schneider則為施耐德製造的整體解決方案之一,並沒有單機銷售,施耐德在製造業的解決方案相當完整,包括SCADA、各式PLC、Inverter、Breaker都有。


吳瑞山指出,智慧工廠概念興起後,HMI的角色也隨之改變,尤其在物聯網架構下,不再只是作為訊息顯示,還須具有一定程度的訊號擷取,施耐德的部份HMI設計為可攜帶、具有警報系統,同時還可與倉儲系統鏈結,充分達到智慧化願景。


另外在整合方面,吳瑞山指出,自動化設備間的連線速率要夠快,整體系統的運作才會有效率,現在現場從從控制器到HMI的傳送速度仍有提昇空間,因此施耐德推出一款PLC與HMI整合的設備,由於兩者設備建置在一起,當PLC需要重新設定時,現場人員直接在該處設定即可,PLC的訊號不須再拉回PLC,這種類似分散式I/O的作法,可減少設定時間,提昇系統效率。


北爾電子


北爾電子是HMI的專業廠商,在硬體端擁有完整產品線,軟體部份,其作業軟體iX經過歷代改版,其功能相當齊全,在整體設計方面,北爾電子採取模組化設計,產品經理張資芳指出,北爾電子的模組化架構,是透過一整套自動化系統的提供,包括SCADA軟體、通訊設備、資訊處理模組、HMI、控制器、I/O模組等,讓企業建立最適化系統。


北爾電子首先會與導入企業先釐清其設備現況與計畫需求,再依據這兩者提供建議,並協助選擇上述的自動化設備,讓導入者由現有的單點設備做延伸,至於延伸到哪個程度,就看企業本身需求,北爾電子將旗下的各類自動化設備視為單一功能模組,模組之間可輕易連結,企業想要哪些功能,只要把這些功能往上加就可以。


這種方式有幾個好處,首先是保障導入企業的過去投資,以往購買的自動化設備,不但不會因架構新系統而報廢,還可因此提昇附加價值,第二是客戶可依本身狀況,彈性選擇目前所需的功能,不會因資金有限或業務尚未到達目標,就必須投注大筆資金建構目前仍用不到的功能,第三則是整合現有系統,在智慧製造概念下,兩端的資訊流必須整合以發揮更高價值,模組化架構可互連兩者資料庫,讓企業的所有資料統一集結,便於管理與分析。


艾訊

艾訊的產品主力為硬體,在HMI領域也是如此,然而在物聯網概念下,製造系統講求虛實整合,因此軟體部份,艾訊與SCADA廠商合作,推出解決方案。


與一般市場上多為RISC不同,艾訊的HMI均採取x86架構,艾訊企劃部經理徐維駿表示,現在製造設備的整合需求相當高,製造設備往往需要設計LAN Port以能互連,而RISC的擴充性較差,LAN Port必須外接,如此一來會不但讓成本增加,系統的體積與穩定度也會下跌,兩相比較下,x86會是高整合系統中的較佳選擇。


在螢幕尺寸方面,艾訊的HMI尺寸近年來逐漸擴大,徐維駿指出,在智慧工廠概念下,HMI要顯示的數據更全面也更繁多,在此狀況下,製造設備導入大尺寸的比例越來越高,至於觸控技術,他認為電容式易受環境影響,使用在機台上時,需另外做保護錯失,而且目前需求也不明顯,因此電阻式仍是現行hmi的主流,短期內被取代的機率不高,艾訊的產品也以電阻式為主,不過若客戶有電容式需求,其技術也都已然成熟,要導入並不難。


洛克威爾


洛克威爾的HMI為PanelView Plus系列,近年來的主要型號為PanelView Plus 6,近期將推出PanelView Plus 7,產品經理黃飛龍表示PanelView Plus 7的性價比更高,由於用了最新的電路與CPU架構,與舊款相比,PanelView Plus 7的效能高出30%,在軟體方面,PanelView Plus 7也一併更新為ME8.0版本,有更先進的圖庫,其操作介面也更人性化。


黃飛龍指出,PanelView Plus 7被歸類於洛克威爾中型控制方案的一環,目標市場為OEM產業機台,他進一步表示,洛克威爾看好OEM市場,這幾年強力布局,累積了大量專業經驗,希望成為OEM廠商的知識顧問。


由於OEM機台的應用特殊,因此所需的HMI必須具有快速反應、人性化編輯、連網等需求,同時必須提供在地化服務,黃飛龍表示,洛克威爾是全球性大廠,其專業技術與全球據點,將可滿足OEM機台廠商的需求,提供全面服務。


台達電


台達電是台灣HMI大廠,其產品布局涵蓋全球,面對製造系統變革中HMI的定位,台達電表示,在傳統工業應用中,HMI扮演「人與機器的溝通橋樑」的角色,主要功能是提供機器設備資訊給操作者,同時讓操作者進行使用設定(M2H)。隨著時代進步和工業演進,未來在智慧工廠的架構下,HMI將會更著重在機器設備間的資訊交換(M2M)。


在應用領域部份,台達電表示,HMI可應用的領域很廣,但目前最常見的仍以工業市場為主,未來HMI將隨著產業一同發展,除工業界外,預計在自動化演伸的相關領域,如樓宇節能自動化、智慧城市、交通監控、醫療/居家環境監控、電動車充電站、植物工場等相關產業,都有相當好的發展潛力。


除了應用領域外,針對不同市場,台達電也有不同策略,台達電會根據市場發展情況、使用者習慣以及產品特性,在歐洲市場著力於東歐開發中國家,亞洲則深耕台灣、大陸和印度,美洲的部份以建立品牌知名度為主要方向,將HMI搭配台達全系統自動化產品或解決方案,進行銷售,短期內會繼續尋此模式,布局全球。


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