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厂商全力布局HMI
技术成熟 市场大开

【作者: 王明德】2015年03月18日 星期三

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HMI的供应商组成可分为三类,包括专业HMI厂商(如北尔电子)、工业电脑厂商(如研华、艾讯)、自动化大厂(如西门子、洛克威尔),由于产品组合不同,其市场策略也不同,不过各厂商都同意,在智慧工厂趋势已成下,HMI在生产线中的定位已然不同,新世代HMI已然成形。


图一
图一


西门子


属于德国厂商的西门子,近年来的产品多呼应德国政府提出的工业4.0概念,对HMI自动化系统的定义也是如此,西门子产品经理罗龙翔指出,生产系统的运作环节由前至后依序为产品规划、设计、工程、制造、服务,这五大环节西门子都有对应产品,提供了市场完整的解决方案,在整体制造流程中扮演视觉化要角的HMI,西门子也有一系列的解决方案。


罗龙翔表示,HMI是系统操作者在整体制程中,唯一可以看到各设备数据资讯的介面,在西门子近年来推动的全方位整合自动化(Totally Integrated Automation:TIA)中,HMI扮演了其入口(Portal )的角色,操作者可以由此掌控、执行、诊断设备的所有状况,不只现场操作者可透过HMI了解诸如PLC等设备的运作状况,后端的管理阶层也可藉由系统与HMI的网路连线,从远端了解HMI的资讯。


在硬体设计方面,西门子的HMI的安全完整等级达到SIL 3,其产品失败率为10-n次方,可靠性相当高,目前西门子的HMI萤幕已经16:9与16:10作为主流尺寸,画素高达1600万,不过罗龙翔也指出,现在硬体技术各厂商相去不远,真正的决胜点在软体,若只从单一产品来看,各家厂商的产品品质相去不远,但若从整体面来看,西门子提供了一整系列的完整解决方案,而方案中的所有所有产品都立基于同一系列的软体,此一作法不但让系统内的设备整合性更佳,也从而延伸出更多附加价值。


研华


研华近年来致力于智慧工厂的产品布局,HMI也是其中一环,研华工业自动化事业群协理张仁杰表示,智慧工厂讲究系统上下层链结,而HMI就是整体系统的链结枢纽,从实际运作部份来看,上层系统在收到订单时,就可透过线上系统直接派遣工单,后端系统收到工单,就可由系统推算出产线排程与完工时间。


张仁杰进一步指出,研华的新世代HMI采用了WebOP Designer,针对WebOP 系统可程式人机介面与其他人机介面产品建立整体解决方案的软体,功能包括解决方案导向萤幕物件、高端向量绘图、多语应用Windows 字型、功能表、警告、资料记录器及操作记录,WebOP Designer 同时提供连线/离线模拟及其他工具程式,例如资料传输助手(DTH)、功能表编辑器及文字编辑器等,WebOP Designer设计了50个功能模组,使用者可依据本身产业,堆叠组成所需的架构,此一弹性化作法,兼具时效与客制化特色。


在硬体部份,研华工业自动化事业群副理沈嘉和指出,现在HMI的硬体趋势有二,一为双乙太网路通讯埠的比例已逐渐增多,原因为前文提到,HMI需同时链结上层的管理系统与下层的控制系统,另一趋势则是无线远端连线,在智慧型携带装置如智慧手机与平板电脑的迅速普及下,业者开始尝试推出可与远端手持式装置链结的技术,让操作人员可于远端监控系统,让管理更智慧。


OMROM


OMROM在自动化领域的布局相当全面,从各式控制器到HMI一应俱全,针对近年来制造业的焦点「工业4.0」所提出的虚实整合概念,OMROM也认为这将是未来制造业的必然趋势,而HMI将在此概念中扮演整合角色。


OMROM市场开发经理长谷川敦史表示,工业4.0首重M2M资讯流,要称职扮演资讯流的枢纽角色,HMI的高效能已是必须,尤其在物联网架构中,现场的生产设备必须广布感测器,借以组成完整的感测网路,HMI必须能同时处理庞大数量的感测讯息,同时还要扮演不同介面的够通桥梁,由此来看,过去的HMI效能已不敷所需。


OMROM企划课吕亚伦指出,OMROM的HMI近年来强打高画质、宽萤幕,长谷川敦史指出,现在所有的资讯都由HMI负责显示,加上细节繁多,因此宽萤幕与高画质已是必须,在触控技术部份,OMROM仍采用电阻式技术,避免电容式因可能的误触让设备产生误动作,在软体部份,OMROM采用与旗下PLC一样软体,使用者在撰写语言时可以一致化,缩减系统设计时间,同时也让整体系统更稳定。


施耐德


施耐德在HMI拥有Proface与Schneider双品牌,在市场上两品牌分进合击,施耐德行销经理吴瑞山指出,Proface延续以往方式,采单机式销售,主打PCB、LCD、LED、IC制造等市场,由于台湾的LCD产线以日系厂商三菱为主,在设备匹配性考量一下,除了日系厂牌外,其他国家的自动化设备难以进入,因此施耐德在此以Proface布局,加强其连结性。


至于Schneider则为施耐德制造的整体解决方案之一,并没有单机销售,施耐德在制造业的解决方案相当完整,包括SCADA、各式PLC、Inverter、Breaker都有。


吴瑞山指出,智慧工厂概念兴起后,HMI的角色也随之改变,尤其在物联网架构下,不再只是作为讯息显示,还须具有一定程度的讯号撷取,施耐德的部份HMI设计为可携带、具有警报系统,同时还可与仓储系统链结,充分达到智慧化愿景。


另外在整合方面,吴瑞山指出,自动化设备间的连线速率要够快,整体系统的运作才会有效率,现在现场从从控制器到HMI的传送速度仍有提升空间,因此施耐德推出一款PLC与HMI整合的设备,由于两者设备建置在一起,当PLC需要重新设定时,现场人员直接在该处设定即可,PLC的讯号不须再拉回PLC,这种类似分散式I/O的作法,可减少设定时间,提升系统效率。


北尔电子


北尔电子是HMI的专业厂商,在硬体端拥有完整产品线,软体部份,其作业软体iX经过历代改版,其功能相当齐全,在整体设计方面,北尔电子采取模组化设计,产品经理张资芳指出,北尔电子的模组化架构,是透过一整套自动化系统的提供,包括SCADA软体、通讯设备、资讯处理模组、HMI、控制器、I/O模组等,让企业建立最适化系统。


北尔电子首先会与导入企业先厘清其设备现况与计画需求,再依据这两者提供建议,并协助选择上述的自动化设备,让导入者由现有的单点设备做延伸,至于延伸到哪个程度,就看企业本身需求,北尔电子将旗下的各类自动化设备视为单一功能模组,模组之间可轻易连结,企业想要哪些功能,只要把这些功能往上加就可以。


这种方式有几个好处,首先是保障导入企业的过去投资,以往购买的自动化设备,不但不会因架构新系统而报废,还可因此提升附加价值,第二是客户可依本身状况,弹性选择目前所需的功能,不会因资金有限或业务尚未到达目标,就必须投注大笔资金建构目前仍用不到的功能,第三则是整合现有系统,在智慧制造概念下,两端的资讯流必须整合以发挥更高价值,模组化架构可互连两者资料库,让企业的所有资料统一集结,便于管理与分析。


艾讯

艾讯的产品主力为硬体,在HMI领域也是如此,然而在物联网概念下,制造系统讲求虚实整合,因此软体部份,艾讯与SCADA厂商合作,推出解决方案。


与一般市场上多为RISC不同,艾讯的HMI均采取x86架构,艾讯企划部经理徐维骏表示,现在制造设备的整合需求相当高,制造设备往往需要设计LAN Port以能互连,而RISC的扩充性较差,LAN Port必须外接,如此一来会不但让成本增加,系统的体积与稳定度也会下跌,两相比较下,x86会是高整合系统中的较佳选择。


在萤幕尺寸方面,艾讯的HMI尺寸近年来逐渐扩大,徐维骏指出,在智慧工厂概念下,HMI要显示的数据更全面也更繁多,在此状况下,制造设备导入大尺寸的比例越来越高,至于触控技术,他认为电容式易受环境影响,使用在机台上时,需另外做保护错失,而且目前需求也不明显,因此电阻式仍是现行hmi的主流,短期内被取代的机率不高,艾讯的产品也以电阻式为主,不过若客户有电容式需求,其技术也都已然成熟,要导入并不难。


洛克威尔


洛克威尔的HMI为PanelView Plus系列,近年来的主要型号为PanelView Plus 6,近期将推出PanelView Plus 7,产品经理黄飞龙表示PanelView Plus 7的性价比更高,由于用了最新的电路与CPU架构,与旧款相比,PanelView Plus 7的效能高出30%,在软体方面,PanelView Plus 7也一并更新为ME8.0版本,有更先进的图库,其操作介面也更人性化。


黄飞龙指出,PanelView Plus 7被归类于洛克威尔中型控制方案的一环,目标市场为OEM产业机台,他进一步表示,洛克威尔看好OEM市场,这几年强力布局,累积了大量专业经验,希望成为OEM厂商的知识顾问。


由于OEM机台的应用特殊,因此所需的HMI必须具有快速反应、人性化编辑、连网等需求,同时必须提供在地化服务,黄飞龙表示,洛克威尔是全球性大厂,其专业技术与全球据点,将可满足OEM机台厂商的需求,提供全面服务。


台达电


台达电是台湾HMI大厂,其产品布局涵盖全球,面对制造系统变革中HMI的定位,台达电表示,在传统工业应用中,HMI扮演「人与机器的沟通桥梁」的角色,主要功能是提供机器设备资讯给操作者,同时让操作者进行使用设定(M2H)。随着时代进步和工业演进,未来在智慧工厂的架构下,HMI将会更着重在机器设备间的资讯交换(M2M)。


在应用领域部份,台达电表示,HMI可应用的领域很广,但目前最常见的仍以工业市场为主,未来HMI将随着产业一同发展,除工业界外,预计在自动化演伸的相关领域,如楼宇节能自动化、智慧城市、交通监控、医疗/居家环境监控、电动车充电站、植物工场等相关产业,都有相当好的发展潜力。


除了应用领域外,针对不同市场,台达电也有不同策略,台达电会根据市场发展情况、使用者习惯以及产品特性,在欧洲市场着力于东欧开发中国家,亚洲则深耕台湾、大陆和印度,美洲的部份以建立品牌知名度为主要方向,将HMI搭配台达全系统自动化产品或解决方案,进行销售,短期内会继续寻此模式,布局全球。


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