人機介面躍居智慧製造要角

隨著工業4.0概念的推演，Decentralized分散式製程的實現，對於製造商而言，改變的不僅是位在生產線現場的控制器，以及通訊協定，而是整個生產決策模式的改弦易轍。

回顧工業3.0時代，講求的是生產自動化，重點在於提升生產的品質與效率，避免多餘的浪費；至於工業4.0，則訴諸於分散式製程，並藉由堪能統合異質協定的IP網路，佐以日趨普及的行動裝置作為基礎，繼而串聯供應鏈、工廠、企業…等各個環節的所有資訊，憑藉單一資料庫予以彙整、分析，據以形成即時而有效的生產決策。

顯而易見的，在工業4.0概念下，「智慧連結」將會是箇中關鍵樞紐，所以雲端伺服器將會在未來扮演重要角色，一方面負責串聯Web使用者端，另一方面也將串聯生產現場的人機介面(HMI)與控制器，再將位於生產端底層的感測器及RFID所蒐集的資訊，輸送到自動化系統，接著銜接到ERP、MES或Shop Floor Control等不同營運系統，形成所有資訊的即時無縫串聯。

在此情況下，伴隨工業4.0時代的降臨，改變的面向並不僅止於技術，而意謂整個商業模式的巨大革命！因此有業者認為，環顧製造業發展史，從早期至今的MA(機器自動化)、MA＋FA(工廠自動化)等時代，終將成為過去，取而代之，便是結合了MA、FA、BA等元素的商業自動化新局，而意欲打造這個新局面，前提就在於從底層到頂端各個層級的資訊透通！

隨著此一巨大轉變，以往受到PLC控制的各類型I/O裝置，不再仰賴PLC來挹注自動化活水，而是I/O裝置自己即能自動化運作，不僅如此，透過一致性匯流排架構的居間串聯，不同I/O裝置的彼此之間，都能夠與其他設備互通訊息、互為備援，且資訊傳遞的過程可謂即時暢通，其間所能散發的智慧，遠較過往的PLC、甚至是PAC來得顯著。

Open HMI成為時勢所趨
所以說，當工業4.0概念翻轉了一切之後，一向側重於HMI/SCADA定位的人機介面，爾後便不宜繼續偏安於HMI/SCADA格局，有必要蛻變為Open HMI、Softlogic，主因在於，一旦進入商業自動化時代，講求的解決方案導向、應用服務導向，附加價值變成了最大重點，因此工業控制平台的「靈魂」，將會從硬體轉變為軟體，在這個前提下，HMI也必須與時俱進，它不再是硬梆梆的鐵板一塊，而應具備高度客製化彈性。

所謂的HMI，為Human Machine Interfac的縮寫，在台灣通常被翻譯為人機介面，其為使用者與系統之間交換訊息的媒介，可將系統傳送出來的訊息，以人類可接受的格式進行轉換；舉個很簡單的例子，在一座工廠裡，管理者意欲蒐集工廠內各區域的溫度、濕度，乃至於各項機器設備的狀態，即可透過一台主控系統監視並記錄這些參數，以便於當一些異常事故發生時可即時處理，此即為相當典型的SCADA/HMI應用。

換言之，以Open HMI、Softlogic等型式存在的人機介面，將能為C Shop或其他開放式語言所量身訂做，而不斷被重複使用，只要稍事調整，隨時都可扮演不同的專家系統角色；更重要的，HMI也不再只能透過黑白文字顯示，從上而下通通走圖像顯示，不僅易於被使用操作，而且可以藉由與關聯式資料庫的串聯，從而因應供應鏈、工廠及企業的需求變化，而即時呈現不同資訊。

由此觀之，看來並不特別起眼的HMI，未來放諸偌大的工業4.0架構，仍擁有不可輕忽的著力點，為整體工廠及產品生命週期創造可觀價值。因此意欲轉型至智慧製造的企業，不妨朝著軟硬體並重的開發模型來思考，俾使人機介面一方面可以借助網頁伺服器、FTP伺服器、OPC UA通訊、資料庫的連結與檢視(Database Viewer)，確保各式資訊能夠被即時串流分享，另一方面可以透過警報檢視器及發布系統，即時擷取底層設備、感測器所反應出來的問題，接著經由物聯網、雲端運算、行動裝置等技術，以最快速度傳遞予管理者，利於管理者儘快修復所有來自於產線的疑難雜症。

因此可以預見，人機將不再只是人機，而是蘊含更多附加價值；製造商僅需借助容許高度客製化的HMI/SCADA，再搭配網路、感測器，讓每一環節都能彼此共享相同的軟體架構，再以彈性靈活的應用開發環境作為後盾，對於朝向工業4.0的轉型大計，必然可獲致莫大幫助。

多點觸控締造HMI新局
另有業者認為，比照智慧型手機的運用模式，未來多點觸控功能的HMI，可望成為市場追逐的焦點，此乃由於，唯有觸控才有助於降低操作門檻、簡化操作步驟，且能突破有既有的頁面限制，進而把內含的軟體功能，徹底彰顯出來。

不可諱言，多數製造商都對眼下狀況備感憂慮，只因近幾年來消費性商品的價格競爭態勢轉趨激烈，價格下跌的走向也愈來愈顯著，連帶壓縮到企業的毛利空間，在這麼多壓力紛至沓來的情況下，製造商都必知肚明，必須要設法讓製程更具效率，才有可能在激烈的競局中突圍勝出。

如何提升製程效率？先不說別的，至少在第一步就應該做到製程訊息的掌握，而只是資訊的可視化程度愈高，掌握度就會愈高，而在追求可視化的進程中，無庸置疑，人機介面絕對是箇中極為重要的配備；但此處所提到的HMI，絕對不是老掉牙的按鍵式機種，甚至也不僅限於現今可見的螢幕視覺化，而會融入更豐富的元素，而這些元素的到位，幕後推手並非硬體，而是軟體，因此如同前述，在進入智慧製造新局面之際，奠基於軟硬體整合的Open HMI，將會顯得十分必要。

但要探討軟硬體整合之前，仍可先行觀察HMI之於硬體方面的技術進展。事實上，要想研判新世代HMI硬體的樣貌不難，只需要把它想像成為螢幕更大的智慧型手機即可，它不僅具有如同當前熱門智慧型手機所採用的輕薄螢幕，同時也支援多點觸控功能，因此使用者僅需利用簡單的點選或拖曳，即可在人機介面上進行直覺式操作，更重要的，當HMI導入多點觸控技術之後，使用者亦可如同操作智慧型手機一般，任意將畫面上的功能選項放大或縮小，大幅跳脫了以往的操作慣性，從而進入一個前所未見的視覺操控新體驗。

既然新一代HMI硬體的發展，愈來愈近似於智慧型手機模式，那麼在應用軟體方面，亦將依樣畫葫蘆，也傾向智慧型手機上的APP icon，讓用戶可隨時視實際需求，設計一個個不同的功能模組，所以製造商遴選HMI，不宜僅偏重操作面板，而應關注其所搭配的編輯軟體。

值得一提的，驅動人機介面運作的後端SCADA系統，將會是形塑智慧製造情境的重點所在。以台灣不在少數的電腦與週邊設備組裝業為例，在其生產環境中，SCADA可用以採集各台現場設備的資料，然後再將蒐集而來的資料，整合到MES系統，藉以各項工業控制需求；更有甚者，若干HMI解決方案供應商，甚至做到讓用戶管理者僅需借助單一HMI螢幕，以切換方式觀看MES與SCADA不同系統畫面。