圖1 : HMI是製造系統中最重要的訊息顯示介面，而在可視化趨勢下，廠商開始重新定義HMI的角色，並賦予更強大的功能。（Source: Siemens）

可視化是智慧製造的重要概念，透過工業物聯網底層設備擷取數據，再經由通訊網路將資料往上傳送到雲端平台，讓設備數據可被儲存與應用，而在這層層運作中，資料必須可視化方能讓價值最大化。在智慧製造趨勢中，人機介面（HMI）的角色也開始轉變，除了仍持續作為工廠系統中最重要的數據顯示介面，也將透過各種設計進一步提升製造現場的資訊可視度。

近年來AIoT成為物聯網系統的重要發展，而邊緣運算又是架構的設計趨勢，邊緣運算產生的大量資料，除了高即時性者之外，其他需要長期運算的數據都會傳送到雲端進行決策，可視化則是此過程的一環，透過可視化設計，讓設備與設備、設備與人、設備與上層系統的所有傳遞訊息，都可被掌握。

凌華打造可視化數據之河

凌華科技平台產品中心嵌入式平台及模組事業處總監蔡雨利指出，在此轉變中，未來的HMI已不僅是顯示資料，還會具備傳遞資料的閘道器（Gatway）角色，高階HMI還會加入深度學習（Deep learning）的演算能力，而在運算能力與頻寬需求同步提升後，HMI所配備的規格也需要強化。

蔡雨利以凌華科技為例，凌華近期推出的Smart Panel，此一產品具備了HMI應有的COM port、USB等輸出入埠，另外在從中階軟體介接BIOS，而如果應用端對於I/O有相異於此的需求，凌華則可以拿掉所有I/O，將所有原生訊號還回晶片組，再由此展出客戶所需的I/O，這種已然完成90％，客戶只需更動自己所需10％的方式，可讓加快客製化速度，縮短產品上市時間。

圖2 : 凌華科技平台產品中心嵌入式平台及模組事業處總監蔡雨利指出，未來的HMI已不僅是顯示資料，還會具備傳遞資料的閘道器（Gatway）角色。（攝影／王明德）

另外，HMI除了讀取資料外，輸入也是必要功能，現在HMI的輸入主要是透過鍵盤與觸控，不過隨著應用領域的拓廣與影像識別技術的提升，也開始研發透過攝影機辨識使用者的手勢，以此操作HMI的作法。

對於HMI的產品策略，蔡雨利指出凌華科技是從整個智慧化布局來看，透過即時資料溝通的核心技術，建立起Data River物聯網平台，並發展微型技術服務方案（digital experiment as a service, DXS），協助客戶導入物聯網應用，在由數據、資訊、知識、智慧所構建的Data River中，每一層都需要透過傳遞、轉換以轉換為新價值，在Data River中，物聯網的每一個環節除了貢獻數據資料外，也由中拿取自己所需的資料，所有的數據都可被存取利用，如此一來，資料的價值就可最大化。

而在Data River的每一站，HMI都會是必要設備，例如機器與機器之間、機器與上層系統之間，都需要透過HMI的顯示功能，讓數據可視化，此外身處不同階層資料轉換環節的HMI，則會需要訊息的匯集與傳送功能，此處的HMI就會扮演閘道器角色。由此看來，在新世代的智慧製造架構中，HMI的設置點將會越來越多，而不同環節也會對HMI有不同的功能需求。

台達全新人機介面（HMI）DOP-100系列 協助製造業智慧轉型

台達觀察近年市場發展趨勢，表示在智慧製造趨勢中，HMI所扮演的角色將會更多元，因此其規格也必須同步提升。一般自動化產線所使用的HMI，仍會以設備監控與數據顯示為主要功能，但若是高智慧化產線，數位化影像處理例如運動控制模擬、數位雙生（Digital Twin），就會是其HMI的功能要求之一，而要具備此功能，這類型HMI的運算能力必須有進一步的提升，近年來MCU與GPU效能愈來越強大，將有助於HMI在畫面與模擬效果方面的呈現。

至於在傳輸介面，目前RS-232、RS-485仍是必要規格，而為了擷取機台設備數據，部分廠商會加入現場匯流排設計，例如台達就有EtherCAT介面的HMI，不過由於HMI並不涉及控制，因此現場匯流排仍以資料擷取與蒐集為主，並不作為運動控制之用，另外乙太網路埠也是現在HMI的基本規格，過去自動化系統中，HMI只需對內傳輸資料，因此只需1個乙太網路埠，而在工業4.0體系下，訊號也需對外傳輸，此類型的HMI就會另外設計1組乙太網路埠。

圖3 : 台達近期推出的HMI DOP-100，可協助產線和設備具備初步智慧化功能。（圖片／台達電子提供）

至於近年來常提到的遠端監控，台達依據本身的建置經驗指出，製造業者可接受從手機、平板電腦等移動式裝置監看現場機台狀況的功能，但如果涉及控制層面，在無法全面掌握製造現場的所有資訊下，遠端控制有其風險，因此業界的導入意願仍然不高。

針對新世代製造系統，台達在近期推出了對應的HMI DOP-100系列，此款產品涵蓋了各種製造系統的顯示需求，共有4.3吋、7吋、10吋、12吋、15吋等多種尺寸，其中12吋與15吋強調其高亮度、高對比的高彩顯示螢幕，已達True Color等級，在螢幕上的指標儀表移動非常平順，另外也可做簡單的圖像辨識，透過機體上的攝影機掃描二維條碼。

DOP-100也可與MES（製造執行系統）整合，作為產線標準作業程序的提示，顯示產線每一站工單進度，同時MES也可由管理系統統一發出製程配方的指示，將訊息顯示在HMI上，以此避免因過去手寫方式所造成的錯誤。除此之外，DOP-100也可連接攝影機、PLC等，並擁有一定程度的安全監控功能，協助低階產線，具備初步智慧化功能。

從整體發展來看，由於智慧製造強調系統的高度整合，因此各工控廠商的產品策略，已開始從過去的單機產品擴大到整體解決方案，即便是持續推出單機的廠商，也會搭配其他產品行銷，以整體服務取代個別產品的銷售，此一作法將讓HMI廠商擺脫近年來的市場削價競爭態勢，而以更完善周全的服務提升產品價值，並協助製造業智慧化升級。