
本文將討論
- HMI的發展以及為什么需要這種發展
- 邊緣計算在推動當今HMI的發展中所扮演的角色
- 未來的HMI在車間中將被如何使用以及它們帶來哪些好處
前言
早期的人機界面(HMI)用于幫助人們通過簡單的按鈕(例如打開和關閉開關)來控制機器,隨著邊緣計算、云計算和自動化系統在工業設施中的引入,人們對能夠在車間進行更先進的人機通信和控制的自適應HMI有了需求,
隨著工業4.0和它所促進的自動化系統繼續變得更加復雜,人類和機器之間需要動態的解決方案來簡化協作和互動活動,
對動態人機界面的需求
在80年代,人機界面的設計旨在幫助操作員從直接控制機器過渡到成為對車間設備具有更高監控能力的角色,上述變化是隨著設備技術的進步以及通過自動化優化工業流程的需求而產生的,
直到2011年,定義了互連網路物理系統的工業4.0問世了,互連設備使得車間中多臺機器和設備之間的資料共享,同時還混合使用了集中式計算系統,集中計算系統為存盤機器資料和處理資料分析計算資源提供了足夠的容量,
相互連接的網路物理系統也意味著人類使用HMI從獨立設備讀取簡單的機器資料的時代已經結束,那個時代被一個新時代所取代,在這個新時代中,人們有望與獨立設備以及系統中相互連接的設備進行通信,因此,HMI必須能夠使用人類能理解的格式向人們提供從互連系統中收集來的資料,

對互操作性的要求,即可以在設備之間傳輸可操作的資訊,需要具有處理某些計算活動能力的HMI來滿足,例如,收集并處理車間資料,同時充當一個友好節點,可以將資料包傳輸到互連網路中的各個設備,
未來的HMI有望成為一種能夠在邊緣處處理資料的邊緣計算設備,同時也能用人類能夠理解的語言來呈現復雜的機器資料,HMI硬體還必須能夠在惡劣的工業環境(例如制造業)中發揮最佳作用,下一代HMI預期具有的多種功能將使得其從對單個機器的監督角色演變成能遠程監視互連的網路物理系統,并保障其安全性的管理解決方案,
邊緣計算和您的下一個HMI
互連網路物理系統還包括IoT和邊緣設備,它們將有助于從集中位置分散資料處理任務,在這種情況下,集中位置可以是云或本地計算平臺,
邊緣帶來的去中心化計算確保了車間設備和設備間的獨立操作,而這是解鎖Industrie 4.0的關鍵,邊緣計算還提供了所需的支持,以實作Industrie 4.0應用程式的近實時自動化,例如智能設備中使用的物料搬運機器人,它們可以作為邊緣設備,因為它們配備了足夠的計算資源,可以在車間移動作業時做實時的決策,

在上面的例子中,機器人只使用它們最優運行所需的資料,同時丟棄其他被認為不相關的資料集或將那些資料發送到云中,當今的HMI將遵循邊緣設備的分散原則,與機器人不同,HMI還可以與人進行實時互動,以確保操作員了解設備或機器網路中正在進行的操作,因此,未來的HMI將是一個分散的邊緣設備,它將資訊傳遞給人類,以確保可用性和對特定工業4.0用例的控制,
計算HMIs的去中心化本質也將利用云計算來處理更復雜的任務,HMI將有能力在edge和cloud之間并行通信,這將簡化Industrie 4.0的實作,并向工廠提供實時資料分析,
邊緣計算HMI的用例
制造業有望從邊緣計算中獲得最大的收益,具有計算能力的動態HMI也是如此,并新一代的HMI有望成為實作工業4.0商業模式的關鍵,
以下是一則案例:
遺留設備的遠程機器監控——通過遺留設備的物聯網平臺、無線連接和有線連接,使得利用工業云解決方案收集機器資料成為可能,這樣的開發使得專案經理、工程師和主管可以使用計算機上的界面或指示板遠程監控機器,

HMI為遠程機器監控和互操作性帶來了新的視角,因為從云中產生的資料分析可直接實時發送到HMI中,然后,遠程資料分析的見解可以由車間的操作員應用,
結論
高性能計算,邊緣設備或HMI是實作工業4.0的最后一部分,技術的進步意味著下一個HMI將不僅僅只為你提供一種控制車間設備的手段,它還能做更多事情,
就可應用于工業4.0模型而言,HMI將是持久和動態的,使其成為每一個智能制造或工業程序的組成部分,
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