تفاعل إنساني حاسوبي من المصنعين متصلين بالإنترنت

HMI / واجهات الإنسان والآلة هي واجهات المستخدم التي يتفاعل من خلالها الأشخاص مع الآلات أو الأنظمة التقنية من أجل التحكم في العمليات ومراقبتها وتبادل المعلومات.

وهي تمكن المستخدم من مراقبة العمليات أو الآلات وإدخال أوامر التحكم.

ستجد أدناه لمحة عامة عن وظائف وأنواع ومجالات تطبيق واجهات HMI / واجهات الإنسان والآلة، بالإضافة إلى نظرة عامة على فوائدها والتحديات والاتجاهات في هذا المجال:

كيف تعمل واجهات HMI / واجهات الإنسان والآلة:

يمكن تقسيم الوظائف إلى أربعة مجالات رئيسية:

1. مدخلات المستخدم (الإنسان):
   لوحات المفاتيح وشاشات اللمس والمفاتيح والمدخلات الصوتية
   يقوم الإنسان بإدخال الأوامر أو البيانات، على سبيل المثال بدء/إيقاف التشغيل، والتحكم في درجة الحرارة، إلخ.
2. معالجة الإشارات:
   يتم تحويل المدخلات إلى إشارات إلكترونية وإرسالها إلى النظام.
   تتم معالجة هذه الإشارات بواسطة وحدة تحكم، مثل PLC - وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة.
3. الإخراج للمستخدم (الإنسان):
   يوفر النظام تغذية راجعة مرئية (شاشة، مصابيح LED) أو صوتية (إنذار) أو لمسية.
   يتم عرض معلومات مثل حالة النظام والأخطاء وقيم العملية وما إلى ذلك.
4. التواصل مع الماكينة:
   يتم توصيل واجهة التحكم بالماكينة HMI بمستشعرات ومشغلات الماكينة عبر الشبكات الصناعية، مثل PROFIBUS أو CAN أو Ethernet/IP.
   غالباً ما تعمل HMI كواجهة مستخدم للتحكم في عمليات الإنتاج أو معلمات الماكينة.

أنواع واجهات HMI / واجهات الإنسان والآلة:

1. واجهات HMI للأجهزة مثل لوحات التحكم المادية والأزرار ولوحات اللمس.
2. البرمجيات HMI هي برامج تعمل على أجهزة الكمبيوتر وأنظمة SCADA.
3. HMI المتنقلة مثل التطبيقات على الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية للمراقبة عن بُعد.
4. HMI المستندة إلى الويب للوصول عبر المتصفح، مستقلة عن المنصة.
5. الصوت أو الإيماءات HMI تسمح بالإدخال الحديث عن طريق الصوت، مثل Alexa أو الإدخال عن طريق الإيماءات.

مجالات تطبيق واجهات HMI / واجهات بين الإنسان والآلة:

يمكن العثور على واجهات HMI / واجهات الإنسان والآلة في جميع الصناعات تقريبًا مع الأتمتة أو التفاعل بين الإنسان والتكنولوجيا:

1. الصناعة والتصنيع:
تشغيل أنظمة الإنتاج والتحكم في الروبوتات وتصور العمليات.
مثال: يقوم المشغل بضبط سرعة الحزام الناقل على لوحة تعمل باللمس.

2. أتمتة المباني:
التحكم في الإضاءة والتدفئة والتهوية.
مثال: شاشة تعمل باللمس على الحائط تعرض درجات حرارة الغرفة وتسمح بالتحكم فيها.

3. تكنولوجيا المركبات:
مقصورة القيادة المزودة بشاشات رقمية وأنظمة ملاحة وتحكم صوتي.
مثال: يتفاعل السائق مع نظام المعلومات والترفيه عبر الصوت أو شاشة اللمس.

4. التكنولوجيا الطبية:
واجهات أجهزة الأشعة السينية ومضخات التسريب والروبوتات الجراحية.
وتكتسب السلامة من خلال التشغيل البديهي وتقليل الأخطاء أهمية خاصة هنا.

5. إمدادات الطاقة:
التحكم في محطات المحولات وتوربينات الرياح ومحطات الطاقة.
مثال على ذلك: المراقبة والتحكم في تدفق الكهرباء في الوقت الفعلي عبر واجهة إدارة التحكم الآلي عالية الأداء SCADA.

مزايا واجهات HMI / الواجهات بين الإنسان والآلة:

• زيادة الكفاءة والإنتاجية.
• أوقات استجابة أسرع في حالة حدوث أعطال أو أعطال. تحسين السلامة.
• التشغيل البديهي، حتى بالنسبة للموظفين الأقل تدريباً. تخفيض تكاليف التدريب.

التحديات والاتجاهات في مجال واجهات HMI / الواجهات بين الإنسان والآلة:

• سهولة الاستخدام: يجب أن يكون التصميم بديهيًا وبديهيًا ولا يحتاج إلى شرح.
• أمن البيانات: الحماية ضد الوصول غير المصرح به، على سبيل المثال مع واجهة إدارة واجهة المستخدم البشرية/الآلة على الويب.
• التكامل مع إنترنت الأشياء/الصناعة 4.0: الاتصال بالمنصات السحابية وأنظمة البيانات الضخمة.
• HMI المتنقلة والبعيدة: التشغيل عبر الأجهزة المحمولة، حتى خارج الموقع.
• الواقع المعزز/الواقع الافتراضي HMI: زيادة استخدام واجهات الواقع المعزز والواقع الافتراضي في المستقبل.

تمكّن واجهات HMI / واجهات بين الإنسان والآلة من التشغيل والتحكم والمراقبة البديهية للأنظمة التقنية من قبل البشر. فهي تصور بيانات العملية وتقبل مدخلات المستخدم وتضمن التبادل الآمن والفعال للمعلومات بين الإنسان والآلة.

فيما يلي لمحة عامة عن أهم النقاط التي يجب أخذها في الاعتبار عند شراء واجهات HMI / واجهات بين الإنسان والآلة:

عند شراء واجهات HMI / واجهات بين الإنسان والآلة، يتمثل التحدي في إيجاد حل متوافق تقنيًا وسهل الاستخدام ومقاوم للمستقبل وآمن. وفي الوقت نفسه، يجب الموازنة بعناية بين المتطلبات الخاصة بالصناعة والدعم وقابلية التوسعة ونسبة التكلفة إلى الفائدة.

• سهولة الاستخدام وبيئة العمل أمران أساسيان للتشغيل الفعال ومعدل الخطأ المنخفض:
• هل واجهة المستخدم بديهية ومنظمة بشكل واضح؟
• هل يمكن حتى للمستخدمين عديمي الخبرة تشغيل الواجهة بأمان؟
• هل هناك واجهة متعددة اللغات أو أدوار مستخدم قابلة للتخصيص؟
• هل تدعم واجهة إدارة واجهة المستخدم HMI بروتوكولات الاتصال ذات الصلة، مثل PROFIBUS و Modbus و Ethernet/IP؟
• هل يمكن دمج واجهة الإدارة العليا بسهولة في بنية التحكم الحالية (مثل أنظمة PLC)؟
• هل هناك برامج تشغيل أو واجهات للآلات والأجهزة الموجودة؟
• يجب أن يكون نظام HMI الجيد مقاومًا للمستقبل:
• هل يمكن توسيع الحل أو تكييفه بسهولة مع نمو خط الإنتاج أو تغيره؟
• هل من الممكن تنفيذ وظائف أو تصورات جديدة دون بذل جهد كبير؟
• هل يدعم النظام أجهزة طرفية مختلفة، مثل اللوحات الثابتة والأجهزة اللوحية ومتصفحات الويب؟
• خاصة في البيئات الصناعية، يجب أن تكون أنظمة HMI قوية ودائمة التشغيل:
• هل الجهاز مناسب للاستخدام على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في الصناعة؟
• ما مدى جودة الحماية ضد الغبار أو الرطوبة أو الاهتزازات فئة الحماية IP؟
• هل هناك حلول احتياطية للتطبيقات الحرجة؟
• الأمن ذو أهمية مركزية من الناحيتين التقنية والتشغيلية:
• هل تدعم HMI إدارة المستخدم والتحكم في الوصول؟
• هل هناك خيارات لتشفير اتصال البيانات؟
• هل يمكن تنفيذ حماية كلمة المرور وتوزيع الأدوار وتسجيل المدخلات؟
• توفر واجهة الإدارة العليا الاحترافية أكثر بكثير من مجرد التحكم البسيط:
• هل يدعم التصورات الرسومية مثل الاتجاهات أو الرسوم البيانية أو عروض الحالة؟
• هل يمكن عرض الإنذارات ورسائل الخطأ بوضوح والإقرار بها؟
• هل هناك وظائف تشخيصية متكاملة للصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها؟
• يعتمد تكوين وصيانة واجهة الإدارة العليا بشكل كبير على البرنامج المزود:
• هل بيئة البرمجة أو التكوين سهلة الاستخدام؟
• هل يمكن إجراء التغييرات بسرعة وبدون تدريب مكثف؟
• هل هناك قوالب أو مكتبات تسرّع عملية التطوير؟
• بالإضافة إلى المنتج نفسه، يلعب المزود أيضًا دورًا رئيسيًا:
• هل يوجد دعم فني سريع ومختص؟
• ما مدة توفر قطع الغيار والتحديثات؟
• هل يتم توفير التدريب أو التشغيل في الموقع؟
• أخيرًا وليس آخرًا، يجب تقييم السعر فيما يتعلق بالخدمة المقدمة:
• ما هي التكاليف الإجمالية على مدار دورة الحياة (TCO - التكلفة الإجمالية للملكية)؟
• هل النظام مناسب للمستقبل أم أنه سيصبح متقادمًا بسرعة؟
• هل هناك تكاليف متابعة خفية، على سبيل المثال للتراخيص والتحديثات والتدريب؟
• اعتماداً على مجال التطبيق، يجب مراعاة المتطلبات الخاصة بالصناعة:
• في صناعة الأغذية، على سبيل المثال، التصميم الصحي.
• في المناطق القابلة للانفجار: شهادة ATEX.
• في التكنولوجيا الطبية: شهادات السلامة والموافقات.

عند شراء واجهات HMI / واجهات بين الإنسان والآلة، يجب الانتباه إلى التوافق مع الأنظمة الحالية وسهولة الاستخدام والسلامة وقابلية التوسعة والتوافر على المدى الطويل. كما أن الدعم الموثوق به وبيئة البرمجيات المرنة ونسبة التكلفة إلى الفائدة أمر بالغ الأهمية.

يمكن شراء واجهات HMI / واجهات بين الإنسان والآلة من مختلف المزودين. يمكن العثور على معلومات شاملة حول الشركات المصنعة والموردين لواجهات HMI / واجهات الآلة البشرية من جميع أنحاء العالم على موقع Exportpages.