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人机界面如何当好智能工厂向导?


2015-7-22    点击次数:807

 

    Frost&Sullivan 研究报告显示, 2014 年人机界面市场规模为29.4 亿美元,预计到2018 年,该数字将达36 亿美元。过去十年,人机界面(HMI)解决方案与不断变化的客户需求同步,取得了跨越式发展。随着智能工厂和数字化车间的发展,HMI 的技术演进被业界广泛讨论。

 

市场竞争驱动软硬兼优

 

    对于人机对话,相信广大消费者并不陌生,随着智能手机等消费电子市场最近几年不断扩大,产品提供商卯足了劲,在人机对话领域做足功课,不断突破技术藩篱,并形成卖点,希望在红海中杀出一条血路。

 

    在工业领域,人机界面(HMI)解决方案作为人机对话的载体,过去十年与不断变化的客户需求同步,也取得了跨越式发展。

 

    以工业耐受性为产品亮点是 HMI 提供商最常见的策略,毕竟工业应用场景与消费电子有很大的不同。一些传统的自动化企业竞相推出极其坚固的全新设备,以供在极端环境中使用。面板正面采用防紫外线材料,防护等级可达IP65,是冷藏间、船舶和石油天然气行业的理想之选。工作环境温度范围不断扩大,使其满足严苛的工业应用场景需求。有的企业在屏幕上做文章,不断提高在日光下的分辨率,使产品能清晰地显示复杂的工艺参数和整个工厂的生产全景。高度防眩、广角可视及自动亮度调节功能也是企业产品卖点。另外,防尘、耐腐蚀和防水性,戴手套也能自如操控几乎成为HMI 领域的标配。

 

    不过,最近,有专家认为,作为与消费电子血缘最近的一个自动化产品分支,HMI 正在工业领域加速复制平板电脑的发展轨迹。工业 HMI 市场,越来越像平板电脑市场的工业版。一些PC-Based 的自动化企业,在过去几年相继推出多点触控产品。一些传统的自动化公司也紧跟潮流推出一系列多点触控 HMI。于是有人惊呼,向消费电子靠拢的HMI,也将逃不出摩尔定律的魔咒,成本越来越低,价格战兴起,产业进入红海。

 

    对于当前HMI 领域的激烈竞争,菲尼克斯电气中国IPC/HMI 产品市场工程师傅艳萍在接受《中国电子报》记者采访时表示,产品的质量是HMI 提供商竞争的焦点,毕竟工业场合的使用与消费领域还是有差异的,工厂里的设备对产品可靠性和生命周期提出了更高的要求,因此要求厂家从设计、器件选择方面提供可靠保障。除了硬件的可靠性保障外,HMI 软件也是关键因素。一个有竞争优势的 HMI,必定是一个软硬兼优的结合体。因为对用户来说,在HMI 基础上是需要根据应用要求进行相应开发和定义的。而稳定的、体验佳、易上手、功能强的软件可以为 HMI 增彩。

 

    “通信的开放性和易用性也很重要。”傅艳萍补充道,“HMI 需要有信息来源,HMI 需要与其他设备进行通信,而开放兼容的通信不仅能让用户根据使用习惯或者设备要求进行定义通信方式,同时可以省去因为通信接口不一致而带来的额外成本和麻烦。”

 

技术变革契合智能工厂

 

    实时工厂智能化大势所趋, HMI 的作用已被行业用户意识到,其技术也在不断发展。最开始 HMI 仅能在移动设备上提供工厂数据,现在HMI 已经可以为操作人员提供实时数据以及可付诸行动的预测。从而为用户带来了好处,如降低工厂运营成本,更高的处理效率,更高的能源效率等,这也加快了人机解决方案的采用。

 

    “欧洲工业4.0 和美国的智能工厂规划的发展,将为制造业的未来带来应用融合。”Frost&Sullivan 工业自动化和过程控制研究分析师 Guru Mahesh 表示,“因此,不断创新和部件重塑的需要将推动离散行业采用人机产品。”

 

    “未来,智能工厂将实现信息技术、互联、信息交互、流程管理等,满足客户对差异化、定制化的需求,提高生产的灵活性,以及向管理者提供更佳的决策支持。从智能工厂的发展我们可以看到,HMI 在其中起着重要的作用,同时对HMI 提出了更高的要求。”傅艳萍表示。

 

    据介绍,为能更好呈现设备和流程状态,HMI 将不仅仅是为了实现控制和可视化,而是与整个流程的无缝对接,向用户呈现一个栩栩如生的智能系统,因此,密集型画面的应用对HMI 来说提出了高要求:操作易用性,传统的按键已满足不了这种应用,而触摸技术为用户提供了操作的便捷性。同时,画面显示精度要求也随之提高。以往在使用HMI 时,通常考虑功能够用即可,随着对画面质感及视觉体验要求的提升,低精度显示显然满足不了智能工厂的应用,所以高精度显示成为用户选择的因素之一。

 

    另外,通信联网的要求也在改变HMI。传统的HMI 主要的通信接口为RS485 和RS232,而随着互联网在工厂中的应用,HMI 的通信接口开始转向以太网,将“一网到底”发挥得淋漓尽致,诸如WEB 技术的众多IT 技术在HMI 上能够得到应用。

 

    而借助互联网的优势,未来工厂里的HMI 将不再是单一的固定在工厂里的设备,手机、平板电脑都可以作为工厂HMI 的一部分,通过在手机或平板电脑上安装监控APP 软件,即可对工厂进行实时高效管理。

 

    Guru Mahesh 表示,实时智能和大数据分析预计将为人机界面的前景带来革命性的变化。为了充分利用这些机会,人机界面提供商必须满足全球市场终端用户对创新功能和增值服务的需求。

 

    可以说,人机对话是工业自动化的一种典型应用,面对未来智能制造的大趋势,人机对话将在智能工厂和数字化车间扮演着越来越重要的角色。HMI 作为人机对话的载体,不仅在移动设备上提供工厂数据,还要为操作人员提供数据分析预测和提供决策的功能。面对未来的智能工厂,HMI 不再只提供监控作用,还需要承担起向导的作用。

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