在工业自动化领域中，视觉化管理可以支援精简制造，并提高 IIoT精简工厂作法的效率。在生产线上进行视觉化管理的主要目的，是为了向操作人员或技术人员及时主动地传达必要的操作，确保所有生产和装配流程尽可能以安全有效率的方式进行。

图1 : 「视觉化管理」所指的沟通方式，用意在於促使人员采取行动，与其他仅仅用来传达资讯的厂区视觉化沟通不同。这类警示灯的用意是告知发生危险情况。（source：Getty Images）

图2 : 如同交通号志可在街道十字路囗控管驾驶人行为一样，工业应用中的视觉化管理设备，用意是督促相关人员回应所设定的流程要求。（source：Banner Engineering）

各种生产线，包括商品加工、分类、输送、装配和包装，通常都会包含多个设备阵列，同时执行相互关联而又独立的任务。此类作业必须囊括多种元件，以便安全不间断地生产。视觉信号元件在此也是关键之一。这些元件能透过灯光或其他视觉方法（通常以颜色编码），快速有效地将机器资料和其他必须采取行动的资讯传达给工厂人员，几??不需要，或根本不必倚赖书面指示或文字。

视觉化管理在工业自动化领域中也称为视觉控制，可以支援精简制造，并提高 IIoT精简工厂作法的效率。这种视觉化管理可采取多种形式向厂区人员传达即时状况和指示，包括厂区的简单标记、宣传布告栏和工件批次单上的贴纸和标签、控制站或机器上的多层式信号灯（称?安灯）及其他发光式电子装置、装配站零件箱上的灯条，甚至是装在天花板上的平面萤幕等。

在生产线上进行视觉化管理的主要目的，是为了向操作人员或技术人员及时主动地传达必要的操作，确保所有生产和装配流程尽可能以安全有效率的方式进行。

视觉化管理元件

自动化设施中的视觉化管理元件有三种不同功能：传达生产线上机器和制程状况的资讯，以便采取行动；将经过编码的指示提供给机器操作员和其他厂区人员；追踪生产线效能，以便在更全面性了解下进行企业层级的决策。这些功能中，每一项都会涉及一系列重叠的专用视觉化管理工具组合。

用於厂区人员的视觉警报

图3 : 视觉警报仰赖感测器来侦测机器事件发生的时间，而且通常会发出声音警报。在此显示一个 LED发光式压电警报器，可安装於面板并透过SAE J1939-15协定连接CAN网路。可设定警报器的不同声音，传达不同的警报状况。（source：Floyd Bell Inc.）

视觉化警报包括LED灯、指示灯和发光装置，透过发光方式引起机器操作员和工厂管理者的注意，通常专用於警示一个非常具体的问题。造成警报的常见原因包括机器堵塞、过载、过热、泄漏、压降、电气故障、安全功能受损及火灾等。在特别严重的情况下，这些视觉警报还会伴有声音警报。

例如，火灾警报器就整合了高温和烟雾微粒感测器，以及经过编程的强固型电子装置，可发出声音和闪光信号。在某些情况下，警报器还会连接高阶控制器系统网路。这些系统会在发生一连串威胁性事件时，命令特定警报器发出最醒目的警示。

大多数工业警报只会告知发生错误，而不会显示任何详细的错误原因或确切位置。而工业级视觉警报的设计通常采用直觉化方式，即使是新手也能发现问题，甚至能让其立即了解问题的性质。例如，安装在生产线上的警报器，会在相关感测器侦测到预先编程的退件数量时，开始闪烁或发出一些同等信号。这可让值班的操作员了解，输送带或生产线上的某一点发生问题。有些机器上，视觉警报经过编程，会依据定时模式闪烁，这非常像海上交通的海上航道浮标一样，每个闪烁模式都有其特定的编码含义。

机器状态指示器

工业环境中的机器状态指示器包括仪表、量规和计数器等等，可让许多工程师在听到指示器这个词时联想到的装置。事实上，状态指示器还包括其他自动化元件，例如控制面板灯、多层式信号灯和人机介面功能，这些都会在发生机器事件或需要人员回应时发出信号。

机器状态指示器，与专门传达危险状况、非例行或其他促使制程停止之事件的警报器不同，是为了显示对指定操作而言正常的可操作行动或指标。例如，在受监测的设备轴上，以某个可调整的速度或扭力执行制程时，即时显示消耗的电量或产生的热量。

安灯与多层式信号灯

图4 : 安灯与警报器和指示灯不同，这是专门用於单一机器状况的装置。安灯多层式信号灯提供多层数（灯色）与直径。具有业界标准支架，并预先对速度整合进行接线。（source： Menics）

安灯在当今生产设施中，是常见的视觉化管理元件，是由垂直堆叠的多种颜色构成的多层式信号灯。安灯一词源自於日文的「固定式灯笼」。其在制造业的用途，可追溯至丰田公司使用安灯一词，来代表其早期现代化工厂中，以灯光为基础的问题信号系统。

安灯与其他视觉化管理元件的差异在於，每个安灯都与指定的机器联锁、停止按钮或操作追踪装置有关联。安灯系统最显着的特点在於，可在发生问题时让相关人员停止生产线。安灯的主要功能是告知附近人员生产线出现问题。

在安灯的多层式信号灯上，每种颜色都传达着一个业界标准讯息。

· 绿色表示生产线正在运行，且未侦测到任何问题。

· 黄色表示机器逻辑侦测到问题，但生产线可能仍在运行。安灯的黄色指示灯通常会在生产线出现异常时亮起，例如温度过高、物料短缺、机器故障或退件次数异常。触发黄色指示灯的问题一般都不严重，但如果不加以解决，可能会引发更严重的问题。

· 红色表示生产已停止，通常是因?机器操作员触发了机器联锁，或按下紧急停止按钮。当安灯系统侦测到或接收到需要立即注意的重大问题警报时，安灯的红色指示灯会亮起，同时安灯系统也会停止生产线的运作。如果生产停止，但不是透过安灯系统停止（或是因为任何非由安灯系统侦测到的原因而停止），则安灯的红色指示灯将闪烁红色。在问题获得解决之前，生产线将会一直处於停止状态。

虽然大多数常见的安灯是由红色、黄色和绿色指示灯堆叠而成，但有些安灯仅包含红色与蓝色指示灯，还有一些则是由白色和蓝色指示灯堆叠而成。若安灯的蓝色指示灯亮起，其业界标准含义是请求协助，包括运送补充材料、维修人员或管理人员。而安灯的白色LED指示灯亮起，则通常是传达与其所监测之生产力测量指标相关的特定机器状况。

更为简单的标记和工厂看板

图5 : 安全看板采用由美国电气制造商协会（NEMA）、美国国家标准协会（ANSI标准Z535）和国际标准化组织（ISO标准7010）所规定的标准化图解。（source：Getty Images）

图6 : 适量的看板式视觉化管理可确保厂区人员的安全。（source： Clarion Safety Systems）

工业环境中的视觉化管理没有一定要电子化。但在工作单元及机械内部和周遭设置适量（低技术型）的标记、看板和标签，则是设计完善的精简制造工厂所必需的。这类看板可用来指示并引导厂区人员。例如，地面标记可以引导人员沿着安全路线在制造设施中穿梭。另外，图示型标签可以清楚地指出工具、组件零件、设备轴、安全门和其他物件的位置。

最重要的看板式视觉化管理类型，则与人员安全有关。依据法律规定，在任何具有高温表面、电气危险、潮湿地板或辐射暴露风险的地方，都需要使用此类看板。安全看板还会提醒工作人员，必须在特定工作区域内穿戴个人防护装备 （PPE），以及在人员接近需授权才可进入的区域时发出警告。生产线的其他视觉化管理看板范例，还包括层压式或硬式塑胶标签与标记，上面会说明在因应特定机器或工厂状况时应该采取的步骤，或如何操作简单的装置或设备。

KPI图形看板和人机介面

图7 : 越来越多的工厂营运看板与KPI看板都采用数位IIoT连线萤幕，传达与各个工作单元及整体工厂绩效有关的讯息。（source：Getty Images）

尽管超出本文探讨范围，但值得注意的是，近年来，人们越来越依赖人机介面来传递机器层级的警示和警报。这些人机介面警示是非常显目的萤幕画面信号，通常会以图示来显示，模仿厂区人员已经相当熟悉的实体球面灯和安灯。

若要传达与工厂和企业层级指标相关的资料（以及一条或多条生产线绩效及当前情况的相关资讯），厂区图形看板会是标准配备。这些看板包括非电子式和电子式版本。

非电子式图形看板即白板和布告栏，能以手写方式和电脑列印报表的方式显示相关生产统计数据，包括工作单元处理率、已完工和出货的零件数、安全事件等等。

简单的电子图形看板则是LED计分板形式，会在点阵萤幕上显示数字。较复杂的电子图形看板则会采用数位平板萤幕，并以网路即时连接机器、显示设备、厂区，甚至是企业层级的资料。在许多情况下，目标处理量和其他营运数字，会对照实际处理量和相关数字後制图比较。这类数值称?关键绩效指标 （KPI），可用来衡量营运效率和改善程度，以便作为企业层级决策时的叁考依据。除了 KPI 之外，视觉化管理看板通常还包括与工作站订单履行、生产零件数量、机器故障、无中断运行时数，以及无事故天数相关的绩效统计资料。

结论

工业自动化环境中的视觉化管理系统，包含可将非文字型指示传达给厂区人员的系统和信号发送元件。事实上，视觉化管理功能的专用元件，负责的就是传递与制程和机器状况相关的资讯，不然就是传递与生产线绩效和处理量有关的细节，以便采取行动。有颜色的发光和闪烁看板与讯号本来就很醒目，这对於视觉化管理的成功和发挥IIoT视觉化工厂的生产力优势至关重要。

（本文作者Barley Li为Digi-Key Electronics亚太区技术内容部门应用工程经理）