面对工业4.0 人机界面会如何发展？
- 郑斐文／台北
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过去数十年来，人机界面扮演着机械与现场人员的操作与沟通界面，主要功能为单机的制程操作与信息显示。技术的进步，让HMI的发展由单机的操作界面，跨足到生产线乃至于整厂的监控及可视化装置，其重要性也跟着迅速提升，更延伸到与上位系统的沟通整合。
不过，传统PC-Based设备稳定性与可靠度提升的同时，HMI与其竞合关系也颇受瞩目，多方需求及技术的整合，HMI挟其友善操作环境与高度整合性，也似变型金刚一般，迈入新的领域。
HMI在传统在工厂自动化系统中，主要是扮演显示及操作界面，或是作为现场环境监控的平台，其角色相当单纯；工业4.0的新一波工业改革，HMI将朝向两种不同的应用模式发展， 传统工厂的简易单机设备搭配基本型人机，无涉及生产信息管理；
另一层次，以工业4.0为发展目标，将进行全厂或单一生产线的生产信息管理与效能分析，HMI将负起数据整合的角色，传递生产情报、警报履历、配方到上位信息系统。 新IT技术大举跨入自动化技术的同时，HMI也从制造现场的自动化系统的操作，产生了结构性变化，成为生产智能化的主要界面。
目前HMI装置由于技术的不断进步，在市场上已逐渐摆脱传统只是输入、输出的界面，基本型人机在近年来因为低成本， 市场需求不断成长。
但面对工业4.0的新趋势，具备整合能力以及多样性通讯的HMI将主导市场，例如广泛支持欧美日控制器、机械人手臂以及其他周边装置， 以解决新旧生产系统的整合问题。目前设备日趋庞大及复杂的趋势所致，操作者对HMI的要求也随着更为多元。
首先，当然是HMI操作的变化。HMI的设计，主要依循着操控模式可视化、直觉化的原则；不使用复杂的架构，以简单的方式显示信息，以及操作者的角度来观看、监控操作系统，提供影片、动画或滑动式操作，作为参考信息给现场使用者，以供操作者直觉式判读，或模仿学习、复制，就是避免让操作者在不熟悉系统操作的状况下，因误动作造成生产线非预期性当机，解决现场人员高流动率产生的人员培训成本以及误操作风险等问题。
此外，HMI的操作模式所考虑的重点，主要是考量便捷的因素，希望藉由广泛的通讯支持性减少人与机器沟通的困境，例如HMI与机械手臂直接通讯，让机械手臂的相关信息直接显示在HMI，透过高度整合系统能力之特性来完成操控，取代传统透过控制器的自动化系统。
虽然简化思考、直觉化操作，是HMI的主要设计重点，但设计HMI时仍必须考虑扩充性与亲合度，缩短初学者的学习曲线时间与满足熟练的操作者的灵活需求，在适当的地方让操作者建立自己的操作模式。为了让控制设计者缩短设计时间，在不同专案下可以迅速复制，未来HMI软件的编辑将以模块化设计为新趋势。
依前述需求，均让HMI设备在软硬件设计的层面上，必须提供更多的功能来满足操作者。因此，面对设备系统愈加复杂，HMI功能也跟着必须满足更多的需求；但相对而言，让HMI更加智能化，以满足操作者直觉性与移动化的需求，也是HMI设计的另一层面，而施耐德电机旗下的Proface提供完善的解决方案。
由于设备日益复杂，已无法将HMI局限于传统控制元件的角色，加上网络技术的蓬勃发展，同时具备操作、监控及数据分析能力的HMI，此类产品其通讯连结的扩充性功能，也成为新一代HMI产品的重要选项，Proface产品设计即符合以上需求，也让HMI从单机操控界面角色，转变为连结整厂智能化的重要界面。
由于硬件系统的技术发展，在近年来快速成长，HMI的硬件规格不再是唯一考量，因此，新软件架构、生产信息整合与广泛的通讯能力才能带给客户新的价值， 并协助客户以最有效益方式完成工业4.0的需求。
在HMI软件系统普及发展的诸多因素中，技术的推动与市场需求同步带动了自动化产业的发展，而其中制造业的需求可说是成长主因。制造业的发展，带来了对自动化软件需求的提升，也决定了自动化软件将由过去单纯的组态监控功能，向更高和更广的层面发展；身为领导品牌的Proface一直以市场的趋势需求为前端设计， 带给客户高附加价值。
从市场分析，HMI软件系统的发展，以HMI整合的自动化软件系统，正逐渐成为生产制造过程的核心角色。无论是终端用户或是HMI供应商，都希望透过单一自动化软件作为信息撷取和整合的工具。
面对工业4.0的需求，由于人机软件的友善界面，其上手度优于传统SCADA图控软件，成为客户在选择生产管理系统时， 新的选择平台。Proface 新的图控软件BOS，就是以HMI的亲民设计概念，并同时满足新旧生产系统的信息整合与管理。
综合而言，工业4.0的新时代，HMI软件与硬件的发展不再是单纯的显示功能， 更需具备与不同周边装置直接的通讯，不但可以降低系统成本，也能实时掌握生产信息与效能的分析与监控，再透过网络，直接传递各种数据至数据库或上位系统，完成生产现场与管理端的大数据分享与分析。
