工業4.0浪潮下的HMI角色重新定位

 

(本文摘錄整理自《智動化雜誌》第29期2017/9)

  自2012年德國政府啟動工業4.0政策後,引發一陣全球智慧製造革命,經五年的宣導,市場已然進入成長期,目前許多自動化系統及設備業者均表示,客戶端的智慧化需求已漸浮現,撥出預算投入智慧製造系統的建置,但系統業者也表示,多數客戶只知道要作「工業4.0」,對於具體方向仍不清楚。不管是工業4.0或智慧製造,都講究虛實整合,透過各式軟硬體平台,讓生產過程數據化,才能精確掌握製程狀態,讓產線進一步智慧化,要讓產線的數據可視化,HMI的智慧進化將扮演重要角色。

  HMI(Human Machine Interface)即人機介面,又稱用戶介面或使用者介面,式系統和用戶之間進行交互和訊息交換的媒介,實現訊息的內部形式與人類可接受形式間的轉換,凡參與人機訊息交流的領域都存在HMI。在產線中,HMI作為製造現場唯一的資訊顯示設備,故若要評估一座廠房的智慧化程度,HMI將會式重要的指標之一。

  工業4.0需要大量整合IT與OT系統,製造業的智慧化趨勢主要來自消費型態的改變,近年來消費性市場量大增,但產品類型不再是以往少樣多量的形式,現在的市場量依舊大,但樣式不再只有少數幾種,以人為中心的多樣大量需求,衝擊整個製造業生態,客戶端開始提高參與製造的程度,在此趨勢下,製程可視化成為必須,傳統的硬體埋頭製造,已無法符合市場所需,市場需要的是在成本不變,甚至是降低的狀態下,更有彈性的調節製程,製程的換線換料須更快速,且設備運作更穩定。

  部份工業4.0概念下力求轉型以因應市場變化的製造業者,透過IT與OT系統的整合,將產線的彈性化發揮到極致,如運動品牌大廠Nike就曾在官方網站推出客製化服務,讓消費者可自行選擇鞋底、鞋身、顏色、配件等,打造出專屬鞋款,這種作法需要前端的EC(電子商務)、CRM、SCM與後端的OT系統緊密串連,才能讓整套行銷策略順利運作,這也是智慧工廠彈性化的標準示範案例,但對於多數製造業者,這樣的目標仍然過於龐大。

  工業4.0的整體涵蓋層面相當廣,工廠端包括產線、廠務系統,管理端包括雲端、BI(商業智慧)等平台,這些系統如果要全面建置,不只系統需要很大的花費,更大的支出是必須養一組專業的IT團隊,專職維修這些系統,多數製造業者對於如此巨大的投資尚無力負擔,故效能提升與成本控制,仍然是目前自動化業者面對客戶時主要的系統建置方向,也因此,在工業4.0的浪潮下,HMI扮演的仍然是製造設備的監控,只不過監控的範圍與模式,跟以往有極大的不同。

  在工業4.0概念下,所有的設備都必須有連網能力,有的是設備與設備間橫向的M2M,有的則只是與HMI的垂直互連,設備連網的主要目的是讓製造系統內所有設備的數據都可以被數位化,以利於現場管理者的監控。

隨著工業4.0概念的逐漸落實,HMI在製造現場所扮演的角色將日漸吃重,未來HMI的功能將不僅止於顯示設備的數據狀態,更將擴及至產線與廠方端,透過HMI功能的轉變,我們也將見到新世代製造系統的全新面貌。

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