SCADA以往是工廠製程的唯一作業軟體，與HMI搭配，成為工廠可視化的最佳軟硬體拍檔，這兩者作為操作者與生產機台的中介橋樑，多年來穩定性都是企業採購的第一要求，相容性只要到一定程度即可，並未多所要求，不過在PC技術大舉跨入自動化控制領域後，PC週邊成為廠房中輕易可見的設備，相容性逐漸成為人機介面的採購重點之一，而在工業電腦廠商的推波助瀾下，開放式架構的SCADA 與HMI已陸續問世，雖然就目前工控市場應用來看，傳統式架構仍有絕大部分市場，不過如果將時間拉長，工控PC化將成為主流之一，製程可視化架構走向開放式也在所難免。

HMI推動可視化潮流

從硬體端來看，HMI市場多為傳統大廠如西門子、施耐德、富士、三菱等國際大廠所獨占，以PC Based控制器進軍工控領域的工業電腦廠商，在HMI市場仍不是這些傳統大廠的敵手，主要原因就出在穩定性，乘載了龐大產值的生產設備，只要機器一開啟，就是龐大成本的開始，讓生產設備能夠穩定的順利運作，便成為製造業MIS的最重要課題。

圖一

HMI以往多僅作為自動化設備如PLC的控制介面，功能相當簡單明確，因此所需規格也不高，處理器以單晶片（SoC）或低階CPU即可，畫面尺寸則在3.5吋～7吋之間，對外連接埠為RS-232等Serial Port，這些技術在IT產業都已相當成熟，在穩定度方面已無問題，對需長時運作的自動化系統來說相當適合，不過在可視化程度快速提升下，過去這些規格逐漸不敷使用，在此情況下，HMI廠商紛紛推出高規格的產品。

HMI的快速整合，不只是硬體，軟體端也面臨同樣趨勢，以往的HMI除了做為PLC的控制介面外，頂多就是在加上SCADA的擷取資料顯示，但如今SCADA已快速與MES甚或ERP整合，讓製程可視化再往前跨進一步。

MES挑起製程可視化重責

MES使用於工廠現場各項生產資訊收集整合的系統，從整體運作來看，它連接於上層之製造業企業資源規劃系統（Enterprise Resource Planning，ERP）、供應鍊管理系統（Supply Chain Management，SCM）和現場作業／生產設備之間，提供即時且準確的實際生產資料來源。

從現場管理來看，它整合了工廠現場各單位（如物料、生管、製造、品管、倉管等）的各項資料，使各單位得以迅速得到作業所需之資訊，以提升生產效率、產品品質與客戶滿意度。

台灣製造業非常發達，尤其是資訊產業，更是執世界之牛耳; 近十年來，各行業工廠生產規模均大幅擴大，以資訊組裝業來看，年營業額超過新台幣千億元者已超過10家。各家廠商為求大量生產，並提高生產效能，不斷地投資擴充廠房，架設多條生產線，在生產線增加及客戶要求更多更嚴苛下，若還用早期以人工表單與人員視察對生產現場之管理，勢必無法滿足。

因此，在即時資訊的需求下，對生產線所面臨實際問題與瓶頸排除，可透過導入工廠製造執行系統，藉以提升管理效能，針對傳統工廠管理所面臨的問題，便發展出一套能掌握廠區活動的狀態及資訊給管理者，使管理者下達有效命令管控廠區，這套系統就稱為工廠製造執行系統，而如果廣義定義，SCADA的環境資料擷取功能，也會被歸屬工廠製造執行系統底下，成為製程可視化的重要軟體。

SCADA功能越見完善

在工廠可視化環境中，HMI除了仍負責PLC的操控介面外，與MES、SCADA的鏈結也成為重要功能之一，這兩者的結合，讓自動化系統產生了多樣附加功能，包括生產追蹤管理、品質管理、零配件管理、機台預修保養、物料管理、報表入口網頁、載具管理等，除了MES外，SCADA也有不同於以往的設計，讓製程可視化功能更加完整，以往SCADA的設計系統，多為單方向作業流程，也就是說使用廠商提出需求，系統整合廠商向原廠下訂單購買相關系統，再來撰寫、設計程式，這種作法長期為業界採用，優點是作業模式廣為各廠商所熟希，缺點則是無法廣納各環節意見，系統設計後必須來回修正，方能切合使用者所需。

現在有廠商採用協同式設計，在系統上建置設計平台，讓上下游有權限的廠商都能進入一同設計，如此一來所有的意見都能在網路平台上同時表達，就像在同一部電腦上作業，最後設計出來的結果也就會是客戶最能接受的系統，之後系統的修改次數及時間也可降至最低。

除了協同設計之外，現在也有廠商SCADA架構將整合電子地圖系統（GIS），SCADA被大量應用在公共建設領域，例如煉油廠、發電廠、自來水廠等，這些廠所佔地都十分遼闊，尤其是旗下的各種管線都會有數十甚至數百公里之長，SCADA所偵測的地點也必須隨之廣佈，因此在系統設計時，必須考量地理特性，方能準確掌握施工時的佈建規劃，SCADA系統整合了GIS之後，在設計佈建時，可以先發現哪個佈建點可能會有問題，提前準備應對策略，將風險損失降至最低。

這些新功能多是軟體廠商所推出的模組，過去這些模組都必須在各節點另行架構一台PC，不過在HMI被重新定義並強化功能後，已開始取代一部份PC功能，讓自動化系統的架構逐漸簡化，在工廠可視化漸受重視下，未來HMI所擔負的功能，還有可能再提升。