智能工厂人机界面的三大趋势
随着元宇宙主题的发酵，在制造业智能工厂引入AI、物联网、数字孪生、AR/VR等技术后，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8日
麦肯锡发布新报告指出，2022年全球企业和消费者对虚拟世界的相关投资金额已超过1200亿美元，预计到2030年年度支出总额将高达5万亿美元;彭博智库预测，预计到2024年，Metaverse的市场规模将达到8000亿美元，跨产业链商机涵盖信息通信、半导体、制造业、服务业、金融业、教育产业等领域。
随着源宇宙主题的发酵，在制造智能工厂引入AI、物联网、数字孪生、AR/VR等技术后，人机界面(HMI)智能化的步伐越来越快。
智能工厂人机界面的三大趋势
1988年Pro-face推出全球首个人机界面(HMI)，可连接PLC、电机、恒温器、变频器、运动控制器、机械臂、机器视觉等各种品牌的不同控制器，满足大量数据和安全连接上层(中控室)和现场层(工厂)网络的需求。HMI引入日益成熟的AI技术后，加快了工厂智能化的步伐，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进步，智能工厂的人机界面(HMI)有三大发展趋势:高灵活性、可视性和可靠性。
这种架构以人为中心，使用HMI和IPC作为人与机器通信的接口，连接IT和OT，达到自动化的目的，让人与机器有更好的交互，人的直观操作也可以最大限度地提高工作效率。
趋势1:高弹性
不同行业的客户需求是不同的。例如，半导体、面板厂等客户需要不同的HMI功能，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人机界面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。
趋势二:视觉化
HMI协助车间和生产线生产过程的数字化。近年来，许多客户依靠HMI将数据可视化，对生产信息进行管理和分析，人机界面的SCADA图形控制软件提供可视化报告，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至关重要。HMI可以与信息安全系统配合使用，用于设备生命周期维护，也可以与远程安全连接解决方案配合使用，使客户端可以安全地进行远程操作。
此外，内置IIoT功能在工业自动化组件产品中也很常见。基于开放的架构，它可以很容易地与不同品牌的产品连接。例如，如果机床配备了人机界面，它可以辅助操作员与设备进行通信，协助机床制造商加快产品开发，实现软硬件集成，还可以提供基于云的产品和服务。对于需要引入智能制造和数字化维修销售服务的制造商来说，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应用于机床行业，在制造业引入AR等技术应用，有助于提高运维效率。例如，使用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、更高效。
对于AR在生产现场支持协作方面的应用，它具有更多的优势。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，加快故障排除速度，缩短平均修复时间(MTTR)。
随着AOA应用辅助，HMI智慧再次升级
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的扩展，它帮助HMI丰富信息。在移动过程中，现场人员可以利用移动设备匹配信息、视频、手册等资料，对设备进行全面监控。最后，当设备需要维修时，也可以在第一时间做出最佳决策。
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即时访问CAD图纸、手册和教学视频、生产清单、安全信息、标准操作程序(SOP)、维护计划和操作条件。所述叠加显示在所述移动设备对应设备的实时图像上;AR应用还可以在生产现场集成物联网设备，提供各种信息，帮助客户管理关键资产，加快决策速度;AR工具的ROI计算器可以尝试计算投资回收期和节省的成本和时间。
在生产现场进行无功维护和故障排除时，AOA允许技术人员通过AR立即掌握设备运行情况以及传感器是否被激活，而不会被运行中的设备阻塞，也不会停机。比传统的人机界面(HMI)工作方式效率更高，可减少工作中断时间。
越需要派遣技术人员到现场处理应用程序，AR的效果可能越高。技术人员可以通过AOA观看教学视频和查阅手册;通过AR应用，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，以便技术人员掌握情况。要了解更多信息，请快速识别问题;AOA还将列出预测性维护操作，以方便作业调度和人力部署。
除了可以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，也不需要进入危险区域，只需要通过AOA虚拟投影，查看设备箱中各元件的实时数据，即可进行巡检工作;或按照AOA程序显示的数字步骤图进行故障排除，按照图查找，动作过程一目了然，避免出错。
HMI是IT和OT之间的沟通桥梁。在AOA程序中需要呈现的实时数据由HMI采集并编译，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。
人机界面远程操作，信息安全保护到位
随着Metaverse一代的到来，未来智能工厂中HMI技术的开发和应用，不应该只引入到AR/MR中。在这方面，未来智能工厂的发展将与大数据应用高度相关，例如结合人脸识别功能的HMI应用架构。，无需刷卡或其他操作即可识别操作员的身份。只要替换HMI中的预设编辑公式，就可以有效控制操作人员的权限，记录用户的信息，并跟踪使用过程中的所有操作，确保设备信息安全，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配备了4G和WiFi路由器。即使在无法建立网络或最终用户现场网络不可用的情况下，人员也可以通过移动设备作为接入点，轻松启动安全远程维护。
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
