人机界面遇见现代可视化

除了在很大程度上将希腊酸奶引入美国口味之外，Chobani该公司还声称将在爱达荷州的双子瀑布市建造美国最大的酸奶工厂，占地140万平方英尺，采用各种先进的自动化功能，为运营商和管理层提供更好的数据可见性。

作为其工业物联网(IIoT)愿景的一部分，该自动化技术将被广泛应用Chobani利用包括施耐德电气的Wonderware历史学家,罗克韦尔自动化可编程逻辑控制器(plc)和人机界面(HMI)软件归纳自动化的点火监控与数据采集(SCADA)平台。该计划旨在将更多不同类型的数据民主化，为监控生产线的操作人员提供实时见解，并为密切关注工厂一线业绩的高管提供实时见解。

乔巴尼全球工程和项目管理副总裁休•罗迪(Hugh Roddy)表示:“我们正在实现从上到下、从下到上的可视化。”“让人们轻松、经济地访问可视化屏幕改变了每个人的观点，使他们更有能力。”

与越来越多具有前瞻性的制造商一样，Chobani正在推动传统可视化能力的边界，开发新技术，并改造HMI的角色。HMI不再是单一机器或控制系统的性能视图，而是正在演变成一种视点工具，作为现代和未来数字化制造的纽带。

为了实现这一目标，最新一批人机界面提供了与消费技术相媲美的用户体验，具有易于理解的仪表板和复杂的图形。下一代人机界面支持常见的web技术，如HTML5和Java，这使它们能够在智能手机和平板电脑等移动设备上运行，并为在外地或在下班时间在家工作的工人开辟了远程访问应用程序的新世界。对开放应用程序接口(api)的支持进一步将人机界面从显示单个专有机器状态和性能的有限数据的定制设计屏幕转变为集成和显示来自各种内部和外部信息源的数据的载体，有助于促进整个植物生态系统更好的决策。

施耐德电气HMI/SCADA主管兼产品经理John Krajewski解释说:“HMI在历史上一直有助于保持特定流程的运行，让工厂操作员或经理知道某些东西是否运行良好。”“今天，hmi正在从管理流程过渡到管理业务。如果你能提高实时处理情况的能力，你就有最好的机会提高整体盈利能力。这不仅仅是关于如何最好地操作这台设备，而是你可以尝试做些什么来减少能源，提高效率，并确保一切都跟上节奏。”

从被动到主动
在反应性使用模式下，如果机器工作不正常，hmi会发出警报，为机器和控制室操作员提供有限的故障排除信息，或允许他们出于安全目的锁定系统。但随着更多互联资产和设备作为工业物联网的一部分的兴起，hmi可以集成其他数据源并可视化新类型的内容，包括监测电力使用的仪表，从企业系统中筛选的维护记录，地理信息系统(GIS)数据，甚至可能改变外部遥远资产的工作程序的天气预报。

Krajewski说:“你希望能够在数据源和设备上的警报之间进行上下文转换，例如，如果某个资产需要进行定期维护，可能需要一个工作单。”“如果你能把这些系统结合在一起，你就能促进敏捷运营。”

hmi和自动化平台中可视化功能最明显的变化之一是完全进化的图形，现在正在以消费者技术为模型，强调客户体验和易于开发。传统上，HMI应用程序是由流程工程师创建的，并高度适合特定的机器和环境。但据该公司数字产品管理副总裁马特·威尔斯(Matt Wells)说，客户现在正在寻找更简单和标准化的视觉线索通用电气数字．他说，简化显示信息的数量——本质上是将其提炼成简化的图形——是通用电气客户改进HMI设计的一种方式。他们还将不同类型的流程数据和指标汇集到HMI，以便为他们提供更多的实时信息，从而做出决策。

Wells解释道:“用户体验合理化推动了许多关于人们如何重新思考hmi的核心概念，他们还添加了运营商以前从未接触过的不同类型的信息，以推动不同的行为。”

通过向运营商推送分析应用，并突出简单的关键指标，他们开始看到生产指标，这加快了他们做出决策的能力。他解释说:“运营商可以在HMI上看到他们的周期时间与他们团队的周期时间与企业周期时间的比较。“这使他们能够相对于更广泛的组织来看待客观的绩效指标。这会影响他们做决定的能力，而不仅仅是打开和关闭机器。”

Wells表示，为了实现下一代用户体验，GE Digital在其iFix和Cimplicity HMI产品中引入了一种建模方法，在促进标准化的同时，更容易重用图形和模板。这些平台已经用原生网络技术重新设计，因此它们可以部署在任何硬件设备上——从最新的智能手机到车间里的老旧终端。

在GE最近的Minds + Machines欧洲活动上展示的Predix Studio，让人们得以一窥GE Digital的可视化发展。Wells解释说，基于云的开发环境使非开发人员(比如车间操作员和主题专家)能够使用拖放功能在Predix上快速组装应用程序，将不同的系统组合在一起，并创建将推动业务成果的见解。最终，这组工具将使制造商能够创建高度复杂的数字双胞胎(特定资产或工厂的数字表示)，这将作为另一个可以可视化的数据源。

信息和操作技术(IT和OT)的融合也对如何操作产生了影响Beckhoff自动化正在发展其TwinCAT hmi -例如，利用IT标准，如Microsoft Visual Studio用于工程，HTML5用于设计，WebSockets和HTTPS用于安全通信。倍福自动化专家Daymon Thompson解释说，创建HMI应用程序不需要编程，产生的应用程序响应迅速，因此它们将适应任何使用的显示而无需修改。此外，为了打破传统hmi的机器-本地传统，倍福提供TwinCAT IoT Communicator，这是一种基于MQTT等常见物联网通信协议的消息传递服务，允许通过智能设备将关键数据和消息推送给正在工作的工厂人员。

Opto 22基于html5的groov HMI允许用户在几分钟内构建基于浏览器的操作界面，并具有拖放功能，而无需编程。来源:Opto 22

为光电子的22该公司负责营销和产品战略的副总裁本森·豪兰德(Benson Hougland)说，在美国，大量涌入的网络技术，尤其是HTML5和REST api等开放标准，是游戏规则的改变者，因为它们允许新的和不同的数据类型被集成并呈现在其groov HMI中。以风力发电场为例，Hougland描述了这样一种场景:连接的涡轮机的数据可以与外部电价数据源结合起来，使运营商能够确定何时运营风力发电场最具成本效益。他说:“它提供了更丰富的数据集和决策背景，而且这一切都是实时发生的。”

可视化的未来趋势
态势感知是与人机界面和高级可视化发展相关的另一个概念。例如，FactoryTalk View的市场经理Chirayu Shah表示，罗克韦尔自动化公司的FactoryTalk自动化系统和人机界面正在得到增强，可以根据角色、位置和安全参数等各种因素提供内容。“如果一个维护人员走进一个区域，在机器上做了一些事情，然后走出去去休息室，他们不应该有访问HMI信息的权限，”他解释道。“我们最近专注于基于位置的内容，也就是在工厂的某个区域通过平板设备获取相关信息的能力，当你离开时，这些信息就消失了。”

移动性和分析是Rockwell专注于可视化转换的其他主要领域。其FactoryTalk Analytics for Devices设备旨在通过持续监控和机器学习技术来识别趋势，从而主动识别资产上的问题，从而帮助最大限度地减少工厂停机时间，提高生产力——通过实现主动和最终预测性维护，这是工业物联网旅程的第一步。FactoryTalk TeamONE应用程序解决了协作和移动用例，使场外工作人员能够接收活动警报以及提供问题上下文的额外信息和报告——例如，手册或基于知识的文章。Shah说:“我们正在为维护人员增加更多的工具，以便与团队协作，并获得有关手头任务的信息。”

FactoryTalk Analytics for Devices设备通过持续分析网络设备并提供建议来帮助防止意外停机并更快地修复系统，从而了解什么是重要的。资料来源:罗克韦尔自动化

感应自动化公司首席战略官Don Pearson表示，解决软件许可障碍是使HMI可视化在任何地方都可用的另一个重要方面，而不仅仅是在选定的资产或少数运营商手中。该公司在一台服务器上为其Ignition SCADA平台推出了无限授权模式，允许客户拥有尽可能多的开放客户端，从而促进更复杂的分析工作。感应自动化公司销售工程联合总监特拉维斯•考克斯指出:“当你没有授权障碍时，创新就会发生，因为你可以在工具中引入更多数据并进行更多分析。”

罗迪表示，从成本角度来看，Ignition的无限授权模式很有吸引力，因为乔巴尼发起了在企业范围内普及数据可见性的倡议。他说，该公司最近有多达92名客户在线查看Cho Dash应用程序，该应用程序是一系列用于监控资产实时表现的仪表盘，如果使用传统的人机界面技术，这将是一笔高昂的成本。此外，对于这样一个大型工厂，操作员将浪费太多时间在工厂地板上的传统HMI屏幕和控制室之间来回运行，以获得相关的更新。使用Ignition，他们可以通过简单易懂的仪表盘在智能手机或平板电脑上获取关键绩效指标(kpi)、实时数据和提醒。

将可视化功能和仪表板提供给更多的用户已经帮助Chobani减少了停机时间并提高了产量。Roddy说:“将这些仪表板提供给很多人可以帮助作业者提高产量，并让我们的管理团队快速了解情况，以便根据需要做出调整。”“这有助于确保整个工厂的连续性。”