HMI衔接终端与物联网 避免高危工序可能意外

在传感设备终端，IoT物联网设置需要多元有线或无线网通技术支持，提供稳定高效的网络环境。Intel

DIGITIMES企划

检视工业智能化其实不光是物联网的通讯核心技术，成功关键反而是物联网极致的两个终端，物件终端与数据检视、分析后端的两个端点缜密配合，才能达到工业4.0的智能生产终极目标。

工业4.0发展中  多元网通技术整合是一大重点

在工业4.0智能生产应用中，从生产工站的端点或是智能化设备端点，至后端的HMI人机界面终端，均会直接影响智能产线升级的最终成效，由于IoT关键的网通技术已日趋成熟，除有线网络外，可使用的无线网通技术包含Wi-Fi、LP Wi-Fi、Bluetooth/Bluetooth LE、2G/3G/4G/Lte/GPRS、ZigBee、Zwave、6LoWPAN、WiHART、RFID等，对整合终端与产线环境的现场总线网络已绰绰有余，除可在基本有线网络条件下进行整合，甚至可搭配短距离无线网通技术做为IoT基础网络备援，提供更稳固、紧密的物联网应用支持。

智能工厂4.0除HMI成为整合重点外，设备终端或智能物件上的传感、通讯技术整合也是实践智能化应用关键，为了无缝整合IoT应用目的，升级生产设备、智能物件所需的IoT网通技术支持、微型化传感元件支持就显得益形重要。例如，Intel即针对IoT应用关键的无线通讯需求，发展推出微型化3G基带(XMM 6255)。

以XMM 6255为例，终端元件尺寸仅较一美分硬币略大，在单一芯片即可提供独立3G基带网通需求，甚至可用以整合传感元件模块组成网络感应器，或用于穿戴式、安全装置与工业设备所需的IoT联网解决方案。

而在产线进行智能化升级过程中，并不是进行终端、线路或传感器布署量增加即可，而由IoT实时与大量回收的海量信息，若没有经过智能化机制汇整、呈现甚至在生产现场快速产生图表与对应操作机制，基本上也是难以达到智能生产升级的效益，而HMI人机界面终端，即可在产线智能化整合需求下，扮演相当关键的角色。

HMI人机界面终端  为产线检视生产数据的重要设备

HMI人机界面终端可以说是检视产线、或工站重点信息的重要终端，由于IoT为让工站设备可进行设备间通讯与信息交换操作，当IoT技术导入工厂后，可有助于提升产量、改善制造品质、提升产品生产效能等，传统工厂里可能有多条产线、复杂物料、有限人力与既定的生产标准化流程，在工厂未升级智能化应用前，早期投入的生产管理人力，可能会有效率不彰问题，搭配使用半自动、全自动的生产设备协助工厂生产。

然而现今工厂自动化虽已导入控制系统协助简化生产管理，但也因为控制系统架构、通讯技术差异，导致自动控制系统多为个别独立系统、或是仅有部分产线能达到完全自动化操作，而生产设备、机台运行信息再经由上传至控制后端、再转至生产管理服务器、工作主机等，这类无深度整合的自动化系统，终将被物联网所取代。

至于透过物联网概念的网通系统升级，其实重点在于透过每个终端、设备间的通讯沟通架构，让生产设备、机台间可以相互通讯的平行架构，达到生产信息共享、实时监看、快速传递与整合效用，达到工业4.0 Cyber-Physical System目标。

IoT产生的海量信息  可透过HMI或工业电脑衔接整合

而智能工厂的大量传感器(Sensor)与激增的输出入界面，由于底层通讯协定不同，运用图控软件整合难度也会相对提升，一般会透过中间的通讯层来衔接HMI设备，甚至可用工控电脑或是进阶型的HMI汇整交换不同通讯协定传来的传感与控制信息，再透过图控软件进行进一步整合。

以HMI或是工控电脑进行生产数据初步汇整、分析或兼具上传至应用与管理系统中，让设置于工站或产在线的HMI设备可实时进行生产管理、控制操作与线上控制等应用，实践智能工厂的基本架构。HMI人机界面设备若采开放架构，若可在开发整合时透过不同网通设备横向或纵向整合，亦可将生产信息与企业的ERP(Enterprise Resource Planning)系统进行整合，让现场生产信息可实时与生产决策机制进行更快速有效的整合。

利用HMI设置  可避免操作人员接近高危加工站点

尤其是HMI搭配图控系统，在IoT设备的系统整合上，反而可以创造极佳的整合优势，例如HMI本身即可有完善的生产数据日志纪录、警示纪录、趋势分析、稽核追踪等信息，搭配更直观的图形化图表与数据呈现，便于生产管理人员在产在线随时查阅或进行生产决策，提升生产智能化的附加效益，同时也可确实掌控生产过程可能有的警讯提示，甚至现场即可调阅生产日志快速评估分析可能改善方式。

HMI人机界面设计，在终端设计上也呼应生产环境恶劣设置条件要求，例如在高危应用条件的环境设计要求，在HMI设备大多提供高强度的硬件设计因应，设备本身即具一定程度强固表现，而HMI设置也可让操作人员远离高危生产设施，例如车队监控、炼油设施、天然气储存处理应用现场，透过线上控制进行监控与决策，避免生产设施操作人员须深入险境才能进行操控，减少不必要的工安意外事故。