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實現人與機械智慧互動 新世代HMI扮演要角
超越單純操作介面

【作者: 王岫晨】   2022年06月24日 星期五

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工廠中人與機器的溝通必須更智慧且有效率,就必須透過HMI來達成。


工業HMI扮演著工廠中,人員用來協調並控制製造過程的主要工具。


隨著工業自動化發展,功能齊全的HMI對於工廠運營也越來越重要。


在今日快速節奏的世界中,人們正在尋找運行順暢、節省時間,並能提高舒適度的產品和服務,因此需要更直觀、更自然的界面。他們不想因為不得不隨身攜帶螢幕並用手指操作而使得行動受到限制。但還不只這樣,新的科技已經成為一種工具,用於擴展甚至提高人們的感官能力。這些成長的需求需要一種新的智能和沈浸式用戶界面。現在世界正在從用手操作按鈕的觸摸時代(Hands & Touch),邁向以身心為用戶界面的心智時代(Mind & Body)。


人機界面正在轉變成為通往人類與機器之間,更自然進行交流的門戶。因此,我們發現自己正在進一步走向完全沉浸式的人機介面新旅程。在這個世界中,我們的現實與數位領域重疊、混合甚至擴展。對於企業而言,通往這樣一個世界的道路,將會充滿無數機會。其中包括了更緊密、更吸引人、更個性化,以及更具情感的互動體驗,以及更好的可視化和資訊信息方式。


實現人機智慧互動


圖1 : 人機介面發展演化趨勢(Source:reply.com;製圖:王岫晨)
圖1 : 人機介面發展演化趨勢(Source:reply.com;製圖:王岫晨)

物聯網和網路邊緣運算等技術趨勢正在推動智慧自動化系統的發展,進而提升效率並保障工作人員安全。根據Fortune Business Insights的資料顯示,至2027年,全球工業自動化市場規模預計將達到3261.4億美元。屆時,工廠中人與機器的溝通也必須要能更智慧且有效率,這就必須要透過工業HMI來達成。


工業HMI是專為工業應用而設計的人機介面。人機介面通常包含在操作員和機器之間交換資訊所需的硬體與軟體,而使用的對象則是工業系統或工業機械與設備。人機介面就扮演著在工廠環境中,操作人員或和生產線主管用來協調並控制製造過程的主要工具。


HMI本質上是一個操作的儀表板,允許操作員進行控制或操作設備,並且通常在性能、活動功能和其他指標方面,還能向操作員提供相關資訊的反饋。隨著工業自動化趨勢不斷發展,功能齊全的HMI對於工廠運營的成功也越來越重要。


新世代的HMI也將帶來人與機器互動的新方式,例如在吵雜的工廠環境中啟用手勢識別發出命令,或透過無線連線的手機或平板電腦控制機器。此外,為HMI應用增加邊緣AI的能力,包括機器視覺、分析和預測性維護,也有助於為HMI帶來新的意義,以超越過往單純的介面,並實現人機的智慧互動。



圖2 : 透過更容易了解的HMI螢幕,操作人員能夠更快評估情況。(soucre:se.com)
圖2 : 透過更容易了解的HMI螢幕,操作人員能夠更快評估情況。(soucre:se.com)

HMI提升工業生產力

在今日,要提高工業生產力,需要的不只是技術熟練的員工,更需要的是見多識廣的人員。透過現代化的人機介面,企業能夠培養出更多這種類型的員工。這種員工的優勢在於,可以透過連結即時有用的資訊,來幫助他們做出快速且正確的決定。


舉例來說,現代化人機介面讓員工能在自己的裝置上存取系統資訊。這可幫助員工隨時隨地注意生產線,也能透過遠端存取來即時做出反應。而透過觸控方式的互動操作,讓員工以更自然且方便的方式,來檢視並運用生產線的資訊工作。洛克威爾自動化列舉了六個例子,來說明人機介面如何有效提升企業的生產力。


提高員工覺察能力


透過更容易了解的螢幕,操作人員能夠更快評估情況及操作系統。人機介面可以使用圖形化的元素,例如使作業監控更為直覺式,如此可以幫助員工更容易偵測出異常狀況。另外,多語言的支援則可以讓操作人員選擇他們熟悉的語言工作。而能多次使用的目標,能幫助在操作上建立一致的人機介面螢幕顯示與功能。


獲得更深入資訊


透過存取更大的資訊量,讓人機介面螢幕上能呈現出比以往更深層的資訊。員工不僅看得到生產的資料,也可以存取諸如訂單、相機影像及維修指示的資訊。如果沒有這種現代化的人機介面,員工可能需要使用另外一套系統,或是前往另外一棟建築,才能存取這些不同型態的資訊。


使資訊更容易獲得


支援行動裝置的人機介面使得員工可從任何地方,透過存取所需的資訊來反應生產狀況。即使不在辦公室裡,工廠經理仍可以監督生產線的績效,或是查閱生產資料。無論警報狀況在工廠的哪個角落發生,技術人員也都可以快速做出反應。操作人員可以不必守著一部固定的終端機,而是可以沿著生產線或在機器之間走動,同時以一部行動裝置來監控生產狀況。


快速對警報做出反應


優化的警報系統,可以幫助員工更快速地看見並反應生產線問題。比起站在螢幕前來知道警報何時發生,透過電子郵件、簡訊及智慧型手機遠端通知的方式將更為快速。而當無人回應或是情況變糟時,該項通知還可擴及至其他員工,讓更多人知道。當觸發警報時,員工也無須回溯來了解操作狀況,因為人機介面可以即時提供這些細節。


改善員工互動


員工可以像是在操作自己的智慧型手機一樣,在人機介面瀏覽並查詢資訊。他們可以捲動趨勢資料、縮小及放大技術手冊,或以手指滑動不同頁次的PDF。另外也可以在警報紀錄中留下評論,以替其他人提供重要的參考資訊。


加強安全


網路安全的資安威脅,不僅會企業的交易機密處於風險,也會帶來生產力停止。透過人機介面可以用不同的方式來保護廠房資訊及生產力。人機介面有助於簡化與IT的合作,以改善廠房安全,另外也可以透過延伸的功能來防止未經授權的變更。也能以安全性設計的平台來傳送,例如和安全標準認證一起。


結語

值得注意的是,全球新冠疫情肆虐,以及對提高安全性和效率的需求,正促使各行各業的企業在內,將其系統整合智慧嵌入式視覺技術,以支援人體感測、非接觸式人機介面和更強大的AR/VR功能,同時使用智慧型機器視覺技術來提高製造水準和產量。


*刊頭圖(soucre:se.com)


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