人機(jī)對(duì)話是工業(yè)自動(dòng)化的一種典型應(yīng)用，面對(duì)未來智能制造的大趨勢(shì)，人機(jī)對(duì)話將在智能工廠和數(shù)字化車間扮演著越來越重要的角色。HMI作為人機(jī)對(duì)話的載體，不僅在移動(dòng)設(shè)備上提供工廠數(shù)據(jù)，還要為操作人員提供數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)和提供決策的功能。面對(duì)未來的智能工廠，HMI不再只提供監(jiān)控作用，還需要承擔(dān)起向?qū)У淖饔谩?/p>

研究報(bào)告顯示，2014年人機(jī)界面市場(chǎng)規(guī)模為29.4億美元，預(yù)計(jì)到2018年，該數(shù)字將達(dá)36億美元。過去十年，人機(jī)界面（HMI）解決方案與不斷變化的客戶需求同步，取得了跨越式發(fā)展。隨著智能工廠和數(shù)字化車間的發(fā)展，HMI的技術(shù)演進(jìn)被業(yè)界廣泛討論。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)驅(qū)動(dòng)軟硬兼優(yōu)

對(duì)于人機(jī)對(duì)話，相信廣大消費(fèi)者并不陌生，隨著智能手機(jī)等消費(fèi)電子市場(chǎng)最近幾年不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品提供商卯足了勁，在人機(jī)對(duì)話領(lǐng)域做足功課，不斷突破技術(shù)藩籬，并形成賣點(diǎn)，希望在紅海中殺出一條血路。

在工業(yè)領(lǐng)域，人機(jī)界面（HMI）解決方案作為人機(jī)對(duì)話的載體，過去十年與不斷變化的客戶需求同步，也取得了跨越式發(fā)展。

以工業(yè)耐受性為產(chǎn)品亮點(diǎn)是HMI提供商最常見的策略，畢竟工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與消費(fèi)電子有很大的不同。一些傳統(tǒng)的自動(dòng)化企業(yè)競(jìng)相推出極其堅(jiān)固的全新設(shè)備，以供在極端環(huán)境中使用。面板正面采用防紫外線材料，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP65，是冷藏間、船舶和石油天然氣行業(yè)的理想之選。工作環(huán)境溫度范圍不斷擴(kuò)大，使其滿足嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景需求。有的企業(yè)在屏幕上做文章，不斷提高在日光下的分辨率，使產(chǎn)品能清晰地顯示復(fù)雜的工藝參數(shù)和整個(gè)工廠的生產(chǎn)全景。高度防眩、廣角可視及自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)功能也是企業(yè)產(chǎn)品賣點(diǎn)。另外，防塵、耐腐蝕和防水性，戴手套也能自如操控幾乎成為HMI領(lǐng)域的標(biāo)配。

不過，最近，有專家認(rèn)為，作為與消費(fèi)電子血緣最近的一個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)品分支，HMI正在工業(yè)領(lǐng)域加速?gòu)?fù)制平板電腦的發(fā)展軌跡。工業(yè)HMI市場(chǎng)，越來越像平板電腦市場(chǎng)的工業(yè)版。一些PC-Based的自動(dòng)化企業(yè)，在過去幾年相繼推出多點(diǎn)觸控產(chǎn)品。一些傳統(tǒng)的自動(dòng)化公司也緊跟潮流推出一系列多點(diǎn)觸控HMI。于是有人驚呼，向消費(fèi)電子靠攏的HMI，也將逃不出摩爾定律的魔咒，成本越來越低，價(jià)格戰(zhàn)興起，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入紅海。

對(duì)于當(dāng)前HMI領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)，菲尼克斯電氣中國(guó)IPC/HMI產(chǎn)品市場(chǎng)工程師傅艷萍在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，產(chǎn)品的質(zhì)量是HMI提供商競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，畢竟工業(yè)場(chǎng)合的使用與消費(fèi)領(lǐng)域還是有差異的，工廠里的設(shè)備對(duì)產(chǎn)品可靠性和生命周期提出了更高的要求，因此要求廠家從設(shè)計(jì)、器件選擇方面提供可靠保障。除了硬件的可靠性保障外，HMI軟件也是關(guān)鍵因素。一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的HMI，必定是一個(gè)軟硬兼優(yōu)的結(jié)合體。因?yàn)閷?duì)用戶來說，在HMI基礎(chǔ)上是需要根據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行相應(yīng)開發(fā)和定義的。而穩(wěn)定的、體驗(yàn)佳、易上手、功能強(qiáng)的軟件可以為HMI增彩。

“通信的開放性和易用性也很重要。”傅艷萍補(bǔ)充道，“HMI需要有信息來源，HMI需要與其他設(shè)備進(jìn)行通信，而開放兼容的通信不僅能讓用戶根據(jù)使用習(xí)慣或者設(shè)備要求進(jìn)行定義通信方式，同時(shí)可以省去因?yàn)橥ㄐ沤涌诓灰恢露鴰淼念~外成本和麻煩。”

技術(shù)變革契合智能工廠

實(shí)時(shí)工廠智能化大勢(shì)所趨，HMI的作用已被行業(yè)用戶意識(shí)到，其技術(shù)也在不斷發(fā)展。最開始HMI僅能在移動(dòng)設(shè)備上提供工廠數(shù)據(jù)，現(xiàn)在HMI已經(jīng)可以為操作人員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及可付諸行動(dòng)的預(yù)測(cè)。從而為用戶帶來了好處，如降低工廠運(yùn)營(yíng)成本，更高的處理效率，更高的能源效率等，這也加快了人機(jī)解決方案的采用。

“歐洲工業(yè)4.0和美國(guó)的智能工廠規(guī)劃的發(fā)展，將為制造業(yè)的未來帶來應(yīng)用融合。”Frost＆Sullivan工業(yè)自動(dòng)化和過程控制研究分析師GuruMahesh表示，“因此，不斷創(chuàng)新和部件重塑的需要將推動(dòng)離散行業(yè)采用人機(jī)產(chǎn)品。”

“未來，智能工廠將實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)、互聯(lián)、信息交互、流程管理等，滿足客戶對(duì)差異化、定制化的需求，提高生產(chǎn)的靈活性，以及向管理者提供更佳的決策支持。從智能工廠的發(fā)展我們可以看到，HMI在其中起著重要的作用，同時(shí)對(duì)HMI提出了更高的要求。”傅艷萍表示。

據(jù)介紹，為能更好呈現(xiàn)設(shè)備和流程狀態(tài)，HMI將不僅僅是為了實(shí)現(xiàn)控制和可視化，而是與整個(gè)流程的無縫對(duì)接，向用戶呈現(xiàn)一個(gè)栩栩如生的智能系統(tǒng)，因此，密集型畫面的應(yīng)用對(duì)HMI來說提出了高要求：操作易用性，傳統(tǒng)的按鍵已滿足不了這種應(yīng)用，而觸摸技術(shù)為用戶提供了操作的便捷性。同時(shí)，畫面顯示精度要求也隨之提高。以往在使用HMI時(shí)，通?？紤]功能夠用即可，隨著對(duì)畫面質(zhì)感及視覺體驗(yàn)要求的提升，低精度顯示顯然滿足不了智能工廠的應(yīng)用，所以高精度顯示成為用戶選擇的因素之一。

另外，通信聯(lián)網(wǎng)的要求也在改變HMI。傳統(tǒng)的HMI主要的通信接口為RS485和RS232，而隨著互聯(lián)網(wǎng)在工廠中的應(yīng)用，HMI的通信接口開始轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)，將“一網(wǎng)到底”發(fā)揮得淋漓盡致，諸如WEB技術(shù)的眾多IT技術(shù)在HMI上能夠得到應(yīng)用。

而借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，未來工廠里的HMI將不再是單一的固定在工廠里的設(shè)備，手機(jī)、平板電腦都可以作為工廠HMI的一部分，通過在手機(jī)或平板電腦上安裝監(jiān)控APP軟件，即可對(duì)工廠進(jìn)行實(shí)時(shí)高效管理。

GuruMahesh表示，實(shí)時(shí)智能和大數(shù)據(jù)分析預(yù)計(jì)將為人機(jī)界面的前景帶來革命性的變化。為了充分利用這些機(jī)會(huì)，人機(jī)界面提供商必須滿足全球市場(chǎng)終端用戶對(duì)創(chuàng)新功能和增值服務(wù)的需求。

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