在自動化行業(yè)中，HMI最早是將實際的現(xiàn)場閘門、按鈕、觀測器等狀態(tài)傳遞至計算機(jī)顯示窗口，并向操作員提供可進(jìn)行生產(chǎn)過程監(jiān)視和操作的平臺。如今，HMI已不僅僅限于之前簡單的狀態(tài)顯示和界面提供，而是逐漸具備更多的功能，變得日益強(qiáng)大。

      目前，在大部分制造工業(yè)(流程工業(yè)、離散工業(yè))中，現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)從以往的車間獨(dú)立管理、工段分離生產(chǎn)的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)籌計劃、統(tǒng)一調(diào)度、合理考核、關(guān)注成本的工廠整體管理和控制模式。隨著大型實時數(shù)據(jù)庫的成熟、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日益提升，以及集群等計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，HMI已不僅限于之前簡單的狀態(tài)顯示和界面提供，而是逐步整合更強(qiáng)大的功能，如：對海量數(shù)據(jù)的過濾、隔離、匯總、分析和統(tǒng)計；支持現(xiàn)場設(shè)備的檢測管理；對全廠異常狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、分級報警并給出各類故障的操作和提示指導(dǎo)；通過優(yōu)化控制和自動執(zhí)行批量任務(wù)，減少生產(chǎn)消耗、提高生產(chǎn)效率；支持Web化方式進(jìn)行瀏覽；普及遠(yuǎn)程化的生產(chǎn)控制分析模式，提供對操作工的培訓(xùn)，工藝的仿真等。部分HMI產(chǎn)品甚至將傳統(tǒng)的HMI功能與MES、ERP等層面的功能揉為一體?！皬陌l(fā)展趨勢來說，基于工廠整體應(yīng)用的HMI正逐步往集成度更高、開放性更好、數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)、操作更準(zhǔn)確高效、界面更人性化的方向發(fā)展?！辟M(fèi)振華表示。施耐德電氣HMI市場部經(jīng)理楊華軍也表示：“HMI的應(yīng)用從早期的數(shù)據(jù)監(jiān)控發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)/多媒體廣泛應(yīng)用，繼而又開始涉足控制領(lǐng)域。HMI軟件也從單一的畫面編輯擴(kuò)展為集成系統(tǒng)配置、PLC邏輯編程和HMI畫面編輯的自動化軟件平臺。”據(jù)介紹，施耐德電氣今年推出的MagelisXBTGC系列人機(jī)控制器，就是一款集成PLC控制功能的人機(jī)界面產(chǎn)品，實現(xiàn)了一個軟件編程、一次傳輸程序、一個項目文件管理。而羅克韋爾自動化推出的FactoryTalkViewPoint軟件就是基于Web網(wǎng)頁的人機(jī)界面，從而使用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器便能對生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行觀察和管理，遠(yuǎn)程監(jiān)控工廠車間的運(yùn)行狀態(tài)。GEFanuc智能平臺則通過在ProficyHMI/SCADA中部署組件，實現(xiàn)解決方案的可視化和高級分析能力。

    虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入HMI

      對于虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)大家并不陌生，經(jīng)常玩3D游戲的人更是深有體會。但如果將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運(yùn)用于工控領(lǐng)域，并與現(xiàn)實中的控制室相連，大家可能還是頭一次接觸。英維思過程系統(tǒng)(IPS)全球咨詢總監(jiān)MaurizioRovaglio在接受《中國電子報》記者采訪時表示，VR作為流程界面用于離線和在線解決方案，在流程行業(yè)可以說是完全創(chuàng)新的，它將改變HMI的未來。他強(qiáng)調(diào)：“未來的控制室不應(yīng)該是平面的！”

      據(jù)介紹，IPS推出的“身臨其境的虛擬現(xiàn)實流程(IVR)”技術(shù)可以為一個真正的或假設(shè)的工廠，創(chuàng)建一個三維立體的、計算機(jī)生成的替代物。通過具有立體視覺效果的頭戴式面具，用戶可以進(jìn)入一個完全身臨其境的環(huán)境，在這個環(huán)境中他們能夠在工廠中任意移動。令這種自由成為可能的原因是，虛擬環(huán)境是以每秒60幀的速度進(jìn)行呈現(xiàn)的，這比通過傳統(tǒng)的、非實時呈現(xiàn)所取得的效果要快得多。除此之外，利用IVR可以與工廠維護(hù)數(shù)據(jù)相連通，這樣現(xiàn)場操作人員能夠檢查設(shè)備的詳細(xì)信息以及設(shè)備的剩余部件。用戶能夠檢查和評測設(shè)備的維護(hù)戰(zhàn)略，并在執(zhí)行任務(wù)之前對現(xiàn)場工作人員進(jìn)行教育。由于IVR技術(shù)能夠?qū)崟r數(shù)據(jù)和新一代互動能力與軟件和系統(tǒng)相連接，而不需要使用鍵盤和鼠標(biāo)，所以IVR的這種能力能夠更加有效地顯示數(shù)據(jù)，并且這種能力也將超越培訓(xùn)層面，將VR應(yīng)用到HMI的一個新的維度?！斑@種對復(fù)雜流程的模擬仿真，能使用戶直接地體驗到一個隨著時間進(jìn)行變化的環(huán)境，從而更有效地使員工在培訓(xùn)中所學(xué)到的技能應(yīng)用到實際工作環(huán)境中。而且，由于一些平時很少演練的不穩(wěn)定任務(wù)，例如工廠停工等，都可以在一個穩(wěn)定的、現(xiàn)實的環(huán)境中進(jìn)行預(yù)演。這樣，用戶和操作學(xué)員有機(jī)會在預(yù)演中進(jìn)行學(xué)習(xí)、甚至犯錯誤，從而避免讓員工自己、團(tuán)體或者環(huán)境遇到真正的風(fēng)險。不僅如此，使用真正設(shè)備的計算機(jī)模型，可以進(jìn)行無數(shù)次的實驗，根本就不用設(shè)備離線，從而減輕生產(chǎn)的風(fēng)險?！盡aurizioRovaglio表示。由此可見，融入VR技術(shù)的HMI將從培訓(xùn)領(lǐng)域逐漸發(fā)展到實時操作運(yùn)營領(lǐng)域。