AI科技日行千里，带动HMI逐渐朝高弹性、视觉性、可靠性发展。HMI软体可以让使用者在自己的装置上存取HMI萤幕，还可支援移动装置，使用者可以随时随地注意生产线状态，或者透过远端存取快速做出反应。

美商3M台湾子公司5月23日公布《3M全球前瞻趋势2023年度洞察报告》，指出气候变化与资源稀缺、人囗结构和社会变迁，以及数位与实体世界的融合等三大趋势将带来契机与能量，其中，软体、感测器、AI人工智慧和HMI人机介面将大幅应用，重塑工业、商业和人们的日常生活样貌。

从市场变化看趋势

HMI可以取代传统按钮、指示灯与选择器，降低额外显示面板和电缆需求，透过HMI可达到监控系统与数据采集的目的，有助大幅降低营运成本，因此有越来越多产线藉由HMI与PLC主导流程，如制造业、汽车业、食品饮料业、制药业及公共设施等领域。

AI科技日行千里，带动HMI逐渐朝高弹性、视觉性、可靠性发展。HMI软体可以让使用者在自己的装置上存取HMI萤幕，还可支援移动装置，使用者可以随时随地注意生产线状态，或者透过远端存取快速做出反应。

HMI搭配图形元素、多语言支援，还能存取大量资讯（如订单、影像与维修指示等），萤幕可以呈现深入资讯，使用者大可在生产线或机器之间同时以一部移动装置监控生产流程。万一触发警报，使用者也无须花时间回溯操作状况，HMI可以即时提供所需资讯，甚至在纪录中留下评论或指引内容，方便与他人讨论沟通及後续跟进。由於HMI内建功能可以防止未经授权的变更，大大提高使用过程的安全性，这些都是HMI为智慧厂房带来的助益。

智慧厂房的痛点与可能解决方案

虽然HMI已然走向厂房「遥控器」的角色定位，仍有不少业者在使用及转换HMI的过程中面临这样那样的难处。

首先，随着数位转型脚步加快，业者常面临到不知从何处开始「转骨」的问题，又或者陷入IT与OT系统因为使用设备、语言差异等问题而无法有效沟通与整合，这时，同时具有OT与IT通讯协议的HMI软体平台就能顺利破冰，重新打造兼顾品质监控与生产排程规划的操作平台。

另外一个常见的问题是工厂内自动化设备品牌众多，不同厂牌的设备整合和链结工作有其难度，打掉重练太浪费，原地升级太疲惫，HMI具备智慧制造系统闸道器（Gateway）功能，可以快速撷取数据，再透过通讯网路传送到後端，等於将不同设备商所负责的功能整合至一处，不仅可以大幅简化系统架构，使用者也可以自定设备功能，在最短时间内摸索出最隹解决方案，甚至不须购置多款软硬体设施，就能整合控制、闸道器、可视化等功能，减少投资成本、人力负担，也避免空间占用。

以凌华科技今年发表的All-in-One（控制/闸道器/显示）HMI工业及触控电脑- PanKonix系列来说，就标榜屏控一体，使用者无需添购IoT闸道器与运动控制PLC模组，机型包含10寸、15寸、21寸。

PanKonix可以让闸道器的功能「消失」，既支援OT端的Modbus RTU、Modbus TCP/IP协定，也支援IT端的OPC UA、MQTT、RESTful API协议，同步满足IoT资料搜集及可视化、云端上传等需求，确保与90%以上的PLC驱动器通讯，至於最隹化云端服务连线能支援 OPCUA、MQTT及RESTful API用於物联网方面的应用。PanKonix还可以让运动控制PLC模组的功能「消失」，将PLC与运动控制软体化，即使是不谙OT的IT人员也能轻松入手，使用IT语法完成PLC编程，OT人员则能运用No Code/Low Code开发环境完成IoT编程。

硬体上，PanKonix以友达IP65面板为基底，外型设计为窄边框电容式触控萤幕，与传统搭载电阻式萤幕的HMI风格明显不同；软体上，PanKonix内建可视化图控软体，便於使用者以直觉拖拉、表单设定方式轻易连结HMI程式元件与PLC、变频器、马达等多种设备的IO位址。图控软体中的向量图档可任意缩放，不失真，即使转换萤幕尺寸也无需重新设计UI。

至於PanKonix内建的SuperCAT软体可以取代实体卡，使用者透过标准EtherCAT就能控制多数品牌设备。SuperCAT可支援125μs EtherCAT控制频率，与前一代传统运动控制卡相比达两倍速，可控轴数也从64倍提升至128倍，而且支援IEC 61131-9协定。

图1 : PanKonix Series-HMI Panel PC具备工业级HMI触控平板电脑整合控制、闸道及显示功能。（source：凌华）

除了数位转型，随着绿色制造、净零碳排与ESG大浪袭来，制造业还需要克服零碳转型的进阶痛点，排除空气品质监测、温室气体排放检测/管制、碳盘查与碳足迹追踪、优化能源使用率等相关问题。而这些新「叁数」同样需要纳入IT与OT系统，将数据传送到ESG演算法核心，所幸透过HMI可以优化各种协作效率。

随着AI科技快速进化，智慧厂房在运作流程中更加依赖HMI，多元化人机介面可以同步解决数种问题，比方模组化设计的多点触控面板电脑及工业级显示器就能提供双萤幕显示功能，透过宽萤幕设计扩充HMI的可视范围，让使用者可以同时查看多个程式视窗，提高生产力与效率。

台达电子推出的C2000-HS高速变频器即采用新世代功率半导体元件，搭配高速马达控制技术，变频器效率提升1.2%，马达能耗降低2-8%，浅显易懂的HMI可视化介面能明确引导磁浮马达组装顺序，解决产品开发或组装过程中因为复杂软硬体架构导致的时程延挎。

图2 : 台达电子高频电机驱动器C2000-HS系列。（source：台达电子）

HMI可视化进阶中：机器视觉、图形化+联网功能与多协议转换

HMI可视化已成为智慧厂房不可或缺的助攻配备，在既有的整合控制、闸道器、可视化、跨平台、多语言等基本配备下，HMI软硬体逐步朝图形化升级、进阶联网功能、多协议转换迈进，HMI也出现AR/MR、数位孪生等进阶技术应用，从IoT到AIoT，层层堆叠新的HMI软硬体核心价值，带动HMI可视化相关软硬体缓步升级。

新世代HMI高度仰赖边缘人工智慧（AI）才能发挥新功能，除了AR/VR的应用，也加入人脸辨识对机器进行控制存取，或者藉由手势辨识进行非接触操作，甚至加入机器视觉等边缘AI功能以提高HMI分析系统状态、状况预测及维护预测方面的精准度。

因此，设计HMI应用程式时，势必将边缘AI应用程式开发及处理器功能纳入其中，还须兼顾散热性、电源能耗与使用寿命等细节。此外，随着感测器、多元装置进驻智慧厂房，HMI的连接性和控制功能也有必要进一步提升，以强化人机通讯品质。

前述种种需仰赖强大的处理器，是以，高效处理器也将成为新世代HMI的强大助力之一，如搭载四核心 Arm Cortex-A53或AM62处理器即可大幅增强边缘AI功能，以AM62处理器来说，可支援多种显示介面，如RGB888、2K及超高画质显示介面，全面提升HMI效能。

瑞典商HMS Networks集团台湾总代理司腾达（BHP Industry Solution）指出，随着AIoT工业自动化与边缘运算导入设备管理软体，逐渐改变HMI Process可视化软体的功能，除了连结工业自动化PLC的各式通讯协议与周边基础设备，少不了管理和数据可视化功能，连同纪录、搜集资讯及产出报表、处理及回??警报等功能，而这些功能已然成为工业自动化机台设备或IoT平台架构、云端连结中的标配。

随着联网、上云与跨平台、远端应用成为HMI新日常，资安问题也连带受到重视。同时，HMI可视化软体也需要保持对主要现场总线通信协议的开放性，使用开放及公认的市场技术标准（如HTML5、SVG、XML），并保有使用介面的灵活、跨平台整合性与安全性。

此外，在多元、少量多样趋势下，厂房产线需要对所有客户端更为友善便利的可视优化屏幕，才能节省编程时间，这部分需要更好的验证技术才能推动可操作应用程序变得更加简单。

西门子（SIEMENS）HMI基本型装置可以提供绝隹的显示品质及高功率视觉化，在安装及工程规划过程中节省宝贵时间；高阶型HMI舒适型面板设计可以实现机器层级的高性能视觉化应用及整合介面；制程可视化图形监控系统WinCC V7具有监视自动化过程的高性能，使用者可在不同语言间切换，可为不同行业、高度复杂的可视化任务及SCADA应用程序提供完整功能。

WinCC内建所有HMI功能与开放介面，提供连接控制器与AllenBradley Ethernet IP、Modbus TCP/IP、Mitsubishi MC TCP/IP所需重要通讯通道，还能支援不同厂商通讯，如PROFIBUS/PROFINET与OPC等，以及用於资料归档的MS SQL Server协助资料交换，可同步支援IT及商务整合。

图3 : SIEMENS HMI人机介面。（source：BHP Industry Solution）

换位思考：HMI一站式解决方案

智慧厂房与AI、物联网结合为必然趋势，技术面更重视电脑视觉、边缘运算及精准控制，未来的智慧厂房将出现网路、感测器、PLC、硬体与云端服务串联的庞大系统，不论是传统厂房数位转型或是处於新旧软硬体整合升级的哪个阶段，不少业者都会陷入做与不做或如何做最有效的挣扎，即便砸下重金更换HMI软硬体，使用者端能否同步升级，熟悉操作与运作流程？变与不变的转换成本需要精打细算。

HMI供应商北尔电子提出另一种思维模式，也许直接更换HMI系统，透过HMI平台内含各大通讯软体与常见通讯协议的优势，就能在不改动控制器程式的状态下进行资料撷取，重点是不需让生产线停摆就能完成全产线升级，如北尔电子的HMI及Gateway平台可在不停机下装设完成，可对接市面上95%以上的工业通讯协定，轻松解决整合问题。

工业电脑厂维田在2023年台北国际电脑展（COMPUTEX 2023）中展出HMI人机介面、触控式工业电脑、触控式工业显示器等解决方案，以全防水不锈钢工业电脑及HMI人机介面工业电脑为产品核心，提供特殊工业场域的解决方案，如加装户外日光可视设计、模组化扩充设计等，为HMI注入更多创新能量。

更为开放、永续及高效的新一代智慧厂房正在建构的路上奔跑，一如美商3M台湾子公司指出软体、感测器、AI人工智慧和HMI人机介面将重塑工业、商业和人们的日常生活样貌，可预见的未来，HMI人机介面将如智慧型手机，成为智慧厂房的另一台「遥控器」，少了这台遥控器一如少了一把钥匙，开不了新世界的大门。