人機介面軟硬整合 提升工廠管理視野

人機介面(Human Machine Interface；HMI)，指的是人類與各種系統之間溝通與互動的軟硬體，系統可以是各式各樣的機器，也可以電腦化的系統或軟體，用途是在於使系統的使用者能透過直覺化的介面，減少人與機器之間溝通不良的困境。

在工控領域上指的HMI，大多指的是取代按鈕的觸控螢幕，而由於技術的不斷進步，工控系統逐漸與IT系統靠攏，HMI與前後端系統的整合也越來越緊密，在控制、系統整合與管理逐漸融合的狀況下，HMI從單純顯示工業設備的各項數值，到現在能夠以不同的圖示元件來顯示及操作工廠生產設備的現場狀況，再加上雲端技術的蓬勃發展，HMI在工廠自動化的應用，漸漸突破傳統的顯示元件角色，成為同時具備操作、監控跟資料分析能力的整合性系統，這類產品在其通訊擴充的多元性，讓HMI演變成整條產線的整合介面，甚至能夠成為智慧工廠的主要顯示中心。

目前部分台灣廠商研發出整合性的軟體，來整合工廠內各個系統的資訊，規劃生產線的整廠應用，原理是將人機介面作為中間的橋樑，用數據拋轉的方式蒐集完整的資訊，用來連結產線跟控制器的資訊，整合前端的感測器、中段的控制到後端管理系統，並且與後端管理系統甚至是雲端的資訊整合交換，建構一套完整無縫的整合系統。

HMI也整合了不同介面，可以整合前端的資料蒐集與監控系統(Supervisory Control And Data Acquisition；SCADA)，跟後端的製造生產執行系統(MES)或企業資源管理系統(ERP)，從而發揮綜效，提高工廠整體生產力。軟體的強化以及資訊傳輸技術進步，賦予了人機介面越來越多的任務。

目前有台灣廠商推出了將HMI與可程式控制器(Programmable Logic Controller；PLC)的控制系統整合為單一介面的系統軟體，這種將自動控制系統整合在一起的作法，最大的優勢就是將所有的操作集中到一起，節省企業的開支，降低產品的銷售成本，讓客戶減少購買PLC軟體的成本，降低整體原材料成本，實現盈利最大化，也提供更完整一致的操作者體驗。

這類整合性的HMI軟體可將產線的運作狀況做初步的分析，將現場產線運作狀況的分析資訊，直接提供給現場管理者，做最即時的決策，從HMI直接分析資訊，這類軟體除了可降低營運成本之外，還可分擔後端管理系統資料庫的負擔，及增加資料分析及報表輸出的即時性，在整體管理系統架構上能提供更高的競爭力。

整合式軟體的即時監控和能源管理等功能，幫助HMI/SCADA軟體提供協同智慧解決方案。而這些解決方案應用範圍廣泛，主要包括生產力分析、故障檢測和診斷，以及生產和流程優化。

在HMI軟體系統普及發展的眾多因素中，技術的推動與市場需求同步帶動了自動化產業的發展，而其中製造業的需求可說是成長的主因，這也讓HMI系統多朝自動化軟體發展的方向推進。

而且這一兩年隨著行動裝置跟雲端服務的崛起，有越來越多的公司採用移動式的工作設備，像是智慧型手機、平板電腦等，來提高工作的便利性，其中一些設備甚至是員工私人所有，這就是所謂的BYOD(Bring Your Own Device)計畫，而利用整合式的人機介面軟體能夠利用行動裝置實現遠端工廠操控，而不受地域的限制，整體工作效能因為行動效率而有提升，這種趨勢驅動著HMI/SCADA整合式軟體的市場。

而企業在導入這類多樣化的工廠自動化系統後，還必須配合整體的營運策略來處理系統所產生的數據，在全體公司人員的同步貫徹下，自動化系統才能發揮綜效。而以管理的角度來看，系統整合的重點，仍在於資訊的無縫連結與應用，運用HMI跟前後端系統的整合，讓控制者得以全盤掌握製程的現況，讓管理者在管控製程的同時，減少因為系統故障而造成的偏差。此外，製程中的相關數據都可以保留在資料庫中，做為日後決策分析的參考數據。