什么是人机界面(HMI): 你必须知道的定义、趋势与关键特性

所谓的人机界面就是 HMI（Human-Machine Interface），是操作者与机器/系统间资讯传递和交换的主要桥梁，也是实现工业自动化的关键要素。人机界面大多为带有触控功能的显示屏或平板电脑，让操作人员或维护人员能够直接操作设备并进行监控。人机界面系统通常能提供丰富的资讯，例如温度、压力、制造流程步骤以及材料的计量数据。还能显示设备中物料的确切位置或储存槽内的液位数据等讯息。无论是在制造业、能源管理还是其他自动化的重要行业领域，人机界面都扮演着实现精确控制和监控的核心角色。

据 Spherical Insights & Consulting 的报告显示，2022 年，全球人机界面（HMI）的市场规模来到了 58.3 亿美元，并预计到 2023 年，将攀升至 174.6 亿美元。如此强劲的扩张趋势充分反映了以下因素的影响：
 

1. 创新技术的推动：
   随着技术如触控荧幕、语音识别等的不断进步，人机界面解决方案在效率上和易用性上都有了显著提升。
2. 工业自动化需求的增加：
   全球制造业对于自动化和数据整合的需求持续上升，这直接推动了对高效人机界面解决方案的需求。
3. 智能制造与工业物联网（IIOT）的发展：
   智能制造和工业物联网的兴起为进阶人机界面系统提供了广阔的应用前景，特别是在提供深入数据分析和加强系统控制方面。

在工业自动化领域中，人机界面（HMI）凭借两大优势（操作便利性/数据可视化），长期以来被视为不可或缺的关键角色。操作直觉性来自人机界面提供了一个直观且互动的平台，使操作者能够有效的与自动化系统进行沟通和控制。这种界面不仅能够实时监控生产过程，还包括快速调整机器设定和对异常状况的敏捷反馈。举例而言，在机械加工中，操作者可透过人机界面迅速调整 CNC 机床的切削参数，以及对应不同的材料或设计要求。

而在数据可视化能力上，人机界面透过即时监控并将生产过程的重要数据图像化，可视化，让操作者能够快速做出决策，从而提升作业效率和系统可靠性，这种能力在生产线的即时追踪中尤为显著，如监控产品组装速度和质量检查结果，帮助操作者及时发现并解决设备故障或品质问题，保障生产流程的高效与连续性。

在工业自动化领域中，具有人机界面（HMI）的设备经常处于严苛且具挑战性环境中。为了应对这些挑战，并确保其持久的可靠性和效能，人机界面必须具备一系列强固且耐用的特性。

1. 耐冲击震动
   人机界面经常安装在持续振动环境中，如制造车间或移动设备上。因此，必须能够承受持续的震动和偶发性冲击，以确保正常运作不受干扰。
2. 宽温
   安装环境的温度条件也是一大挑战。无论是从冷冻食品加工厂的低温环境到炼钢厂的高温作业区，人机界面理想的工作温度范围应为 -20°C 至 70°C，以确保在这些严峻条件下仍维持高性能和持久可靠性。
3. 防尘防水
   在食品加工厂中，设备的频繁清洁是日常工作的一部分。因此，人机界面设备需具备至少 IP65 等级的防尘防水保护，能够承受擦拭或直接用水冲洗的清洁方式，避免水分进入设备内部，防止可能的设备损害。
4. 无风扇设计
   锯木厂或锻造厂内，经常会产生大量的木屑、铁屑等颗粒物。选择无风扇设计的人机界面将可避免这些颗粒物积聚于设备内部，从而影响性能和寿命。
5. 电源保护
   人机界面应该具备宽电压范围（9~48 VDC）、过电压、过电流、静电保护（ESD）等机制，透过全方位的保护措施能保障人机界面在多种工业环境下的稳定性和可靠性。

Cincoze 旗下拥有三大丰富完整的人机界面产品系列，无论是严苛工业环境所需的工业平板电脑，或是户外高亮度应用的阳光下可视平板电脑，以及能与设备机台高度整合的开放式架构平板电脑，客户可依据使用环境及需求选择合适人机界面应用的平板电脑。

在效能上拥有 Intel Core 或 Atom CPU 可选择外，强固的特性也是 Cincoze 人机界面产品组合的优势。全系列工业防护包含了 IP65 前框防尘防水、宽温设计 (-20°C ~ 70°C)、过电压保护 (OVP)、过电流保护 (OCP) 、静电防护（ESD）等。为了确保其高度安全性，每个系列均通过 UL 安全认证，杜绝接触漏电、材质易燃等安全性问题，确保了其在工业环境下的可靠运行。