智能工厂HMI的三大趋势
随着元宇宙主题的发酵，在人工智能、物联网、数字双胞胎、AR/VR等技术引入制造业智能工厂后，人机界面(HMI)智能化的步伐越来越快。其中，高弹性、可见性和可靠性将是其发展的三大趋势。
发布日期:2022年11月08日
麦肯锡发布的一份新报告指出，2022年全球企业和消费者在元宇宙的投资相关金额已超过1200亿美元，2030年全年支出总额预计将高达5万亿美元;彭博资讯预测，到2024年，元宇宙的市场规模预计将达到8000亿美元，跨产业链的商业机会涵盖信息通信、半导体、制造业、服务业、金融行业、教育行业等领域。
随着源宇宙主题的发酵，在人工智能、物联网、数字双胞胎、AR/VR等技术引入制造业智能工厂后，人机界面(HMI)智能化的步伐越来越快。
智能工厂HMI的三大趋势
1988年，Pro-face推出了世界上第一个人机界面(HMI)，它可以连接到各种品牌的不同控制器，如PLC、电机、恒温器、逆变器、运动控制器、机械臂、机器视觉等，以满足大量数据的需要，并安全连接到上层(中控室)和现场层(工厂)网络。HMI在引入日益成熟的AI技术后，加快了工厂智能化的步伐，并利用增强现实技术进行模拟操作学习。
随着工业4.0和智能制造相关技术的不断进步，智能工厂人机界面(HMI)有三大发展趋势:高灵活性、可见性和可靠性。
这种架构以人为本，使用HMI和IPC作为人机交流的接口，连接IT和OT，达到自动化的目的，让人与机器有更好的交互，人的直观操作也能使工作效率最大化。
趋势1:高弹性
不同行业的客户需求是不同的。例如，半导体、面板工厂等客户对HMI功能的要求不同，必须根据工厂环境进行调整。因此，定制就成为了一个关键点。Pro-face HMI的高灵活性是一个主要优势。它不仅支持全面的通信格式，而且可以与各种品牌的控制组件互连。
趋势2:视觉化
HMI协助车间和生产线的生产过程的数字化。近年来，很多客户都依靠HMI来可视化数据进行生产信息的管理和分析，人机界面的SCADA图形控制软件提供可视化报告，可以帮助人员做出快速、正确的决策。
趋势三:可靠性
人机界面信息和远程连接的安全性尤为重要。HMI可以配合信息安全系统进行设备生命周期维护，也可以配合远程安全连接解决方案，使客户端可以安全地进行远程操作。
此外，内置的IIoT功能在工业自动化组件产品中也很常见。基于开放式架构，可以轻松连接不同品牌的产品。例如，如果机床配备了人机界面，就可以协助操作人员与设备进行沟通，协助机床厂家加快产品开发，整合软硬件，还可以提供基于云的产品和服务。对于需要引进智能制造和数字化维修销售服务的厂商来说，他们不需要自己开发软件和模型，可以大大节省时间和成本。
为了推动智能制造，工业自动化解决方案被应用到机床行业，在制造业中引入AR等技术应用有助于提高运维效率。例如，利用AR访问物联网数据，可以根据用户需求提供有用的指定信息。它也比纸质材料更方便、高效。
至于AR在支持生产现场协同方面的应用，则具有更多的优势。它可以使操作更加一致和高效，提高安全性，大大减少人为错误，避免意外中断操作，加快故障排除，缩短平均修复时间(MTTR)。
通过AOA应用程序辅助，HMI智能再次升级
智能工厂的人机界面也在逐步引入AR/MR等先进技术。在智能工厂中，AR/MR技术主要用于移动设备。作为HMI的延伸，辅助HMI丰富信息。在移动过程中，现场人员可以使用移动设备匹配信息、视频、手册等资料，对设备进行完整的监控。最后，当设备需要维修时，也可以在第一时间做出最好的决定。
以瑞士大型设备制造商布勒集团为例，生产现场的操作人员可以立即访问CAD图纸、手册和教学视频、生产清单、安全信息、标准操作规程(SOP)、维护计划和操作条件。覆盖显示在移动设备对应设备的实时图像上;AR app还可以整合生产现场的物联网设备，提供各种信息，帮助客户管理关键资产，加快决策;AR工具ROI计算器可以尝试计算回收期和成本和时间节省。
当在生产现场进行反应性维护和故障排除时，AOA使技术人员能够立即掌握设备的运行情况以及传感器是否通过AR被激活，而不会被运行中的设备阻塞，也不会停机。比传统人机界面(HMI)工作方式效率更高，可减少工作中断时间。
越需要派技术人员到现场处理应用，AR的效果可能越高。技术人员可通过AOA观看教学视频和查阅手册;通过AR app，他还可以与专家进行音频和视频通话，提供实时的现场状态，让技术人员掌握情况。要获得更多信息，请快速识别问题;AOA还将列出预测性维护操作，以促进作业调度和人力部署。
除了安装在手机或平板电脑上，AOA应用程序还可以与智能眼镜一起使用。操作人员不需要实际打开设备箱或进入危险区域，只需要查看AOA虚拟投影投影的设备箱内各要素的实时数据，即可进行检查工作;或按照AOA程序所显示的数字步骤图排除故障，按照图查找，动作过程一目了然，避免出错。
HMI是IT与OT之间的沟通桥梁。需要在AOA程序中呈现的实时数据由HMI采集编译，然后通过服务器与AOA程序设备共享。两者相互支持，充分发挥各自优势。
HMI远程操作，信息安全防护到位
随着元宇宙一代的到来，未来智能工厂中HMI技术的开发和应用不应该只引入AR/MR。在这方面，未来智能工厂的发展将与大数据应用高度相关，比如结合人脸识别功能的HMI应用架构。在美国，无需刷卡或其他操作就可以识别操作人员的身份。只要替换掉人机界面中预设和编辑的公式，就可以有效控制操作人员的权限，记录用户信息，跟踪使用过程中的所有操作，保证设备信息安全，同时提高信息管理质量。
设备的远程操作也是未来的发展趋势。HMI配备4G和WiFi路由器。即使在网络无法建立或终端用户现场网络不可用的情况下，也可以通过移动设备作为接入点轻松进行安全远程维护。
值得一提的是，当大数据应用和远程连接成为主流时，信息安全管控将成为一个重要问题。检查公司数据的安全性。
2022年11月8日发布
来源:CTIMES
