日常業務のアップグレードを検討している場合でも、より効率的なデータ管理と通信を望んでいる場合でも、HMI はこれらの問題のほとんどに対する主要なソリューションとなることがよくあります。
「HMI テクノロジの最も価値ある側面は、生産を綿密に監視し、変化する生産需要に対応できる能力です。その結果、効率が向上し、ダウンタイムが短縮されます」と、産業用パーソナル コンピュータの製品スペシャリストである RBeilke 氏は述べています。「これらの利点は、診断と監視の改善の結果です。」
HMI システムがどの企業にとっても有益である理由は明らかですが、適切なシステムを選択するためには、HMI の詳細、HMI の機能、このタイプのソフトウェアに何が必要かを把握しておくことが最善です。
HMI ソフトウェアとは何ですか?
ヒューマン マシン インターフェイス (HMI) ソフトウェアは、世界で最も影響力があり、進化を続けるテクノロジの 1 つです。現在、数十億ドル規模の産業である HMI は、さまざまな業界の企業やユーザーにとって、より重要で多用途な製品へと絶えず変化し、進化を続けています。
HMI は、人間とコンピューターのインタラクションを可能にするインターフェースです。一般の人が毎日使用しているだけでなく、医療、自動車、発電所、食品サービスなど、あらゆる業界でも使用されています。ただし、HMI をうまく機能させるには、次の 2 つの基本コンポーネントが必要です。
入力：入力とは、人間のユーザーがマシンに何をしてほしいかを伝える方法です。マシンとの通信では、HMI のユーザー側が機能します。キーボード、ボタン、タッチ スクリーン、ジョイスティック、マウス、スイッチなどを使用できます。
出力：マシンは、コマンドの進行状況をユーザーに通知する必要があります。同じ HMI を使用して、マシンはユーザーと通信し、ステータス ライト、バルブ、またはサウンドを通じて情報を表示します。
HMI はどこにでもあります。実際、あなたは今まさにそれを使用しています。コンピュータ画面やタッチスクリーン フォンは、日常的なインターフェイスの優れた例です。では、このソフトウェアを会社にインストールする場合、コンピュータ システムで実際にどのように動作するのでしょうか。
どのように機能しますか?
会社が SCADA (監視制御およびデータ収集) システムを使用している場合でも、PLC (プログラマブル ロジック コントローラー) に依存している場合でも、HMI はコマンドを実行するために社内のコンピューター システムと通信する必要があります。これは通常、HMI が PLC と直接通信することを意味します。これはほとんどの業界の日常業務に不可欠かつ重要なものです。
たとえば、人間のユーザーが HMI を通じてコマンドを送信すると、HMI は同じコマンドを PLC に送信する必要があります。PLC はこの情報を受信し、処理して要求を実行します。コマンドが実行中または完了すると、HMI はコマンドのステータスを人間のユーザーに通知します。簡単な例としては、ボタンを押してシステムをオンにすることが挙げられます。HMI は要求を伝え、PLC はそれを実行します。次に、HMI は、通常はテキスト、ライト、サウンドなどの何らかの視覚的または聴覚的な確認を通じて、システムがオンになったことをユーザーに通知します。
企業にとってのHMIのメリット
企業向けの HMI システムを選択する際には、これらの大きなメリットが日常の生産性の向上に役立つかどうかを評価する時間を取ることが賢明です。
HMI があらゆるビジネスに有益である理由は数多くあります。しかし、多くの人にとって最も魅力的な理由は、安全な通信、シンプルなデータ管理、コスト効率に優れた機能です。
メリット1: コミュニケーションが容易
HMI の最も魅力的な側面の 1 つは、通信の容易さです。このように考えてみてください。研究者がコンピューターへの直接キーボード入力の実験を始めたのは 1956 年になってからであり、それが最終的に、その後数十年にわたるこれらのマシンの進化の仕方を変えました。コンピューターとの通信が突然信じられないほど簡単になり、最終的には人生を変えるほどになりました。
さらに、HMI はデータを視覚化し、進捗状況を簡単に報告し、機械の問題や変化を警告し、必要なすべての要素を簡素化するため、使いやすかったです。今日、HMI はユーザーと効果的にコミュニケーションをとり、中断、コスト、問題とその原因を説明し、より正確で信頼性の高い情報をもたらします。
メリット2: データ管理
HMI は、文書化とデータ保持に必要な手作業の量を削減するのに役立ちます。HMI は、事実上すべてを最適化および自動化し、不要な人件費を削減するのに役立ちます。たとえば、医療環境では、データ品質評価 (DQA) は HMI からアクセスできる仮想データ クラウドに簡単に保存できるため、正確で一貫性のあるタイムリーなレポートを作成できます。
メリット3: コスト効率
中小企業でも、大規模な工業会社でも、HMI ソフトウェアへの切り替えは予算に見合った最善の決定の 1 つです。最初はインストール コストが高額になる場合がありますが、企業は完全に運用を開始してから 2 年以内に投資額を回収できる可能性があります。この方法により、ビジネスをペーパーレス化でき、関連データや書類を紛失する心配がなくなります。
企業に最適な HMI の選択
ニーズに合った適切な HMI システムを確実に入手することが重要です。この短いガイドは、適切なタイプの選択、日常的にどのように使用するかの決定、ニーズの評価から始めて、会社に必要な HMI のタイプを絞り込むのに役立ちます。
ステップ1: タイプを選択する
HMI にはさまざまな形やサイズがありますが、最終的には 3 種類の HMI システムしかありません。すべて同じ目的 (効果的な通信とデータ管理) を果たしますが、特定の環境や目的で使用する方が適している場合があります。
タイプ1: ボタンの交換
プッシュボタンの交換は、おそらく最も古く、最も一般的なタイプの HMI です。中央制御パネルは特定の機能を持つ複数のボタンで構成されているため、多くの工場では生産性を向上させるためにボタンの交換を使用しています。
方法論は次のとおりです。スタッフは単一のインターフェース、つまりボタンを押すだけでさまざまなコマンドを実行できます。このタイプの HMI により、製造プロセスが簡素化され、効率が向上します。最も一般的な例の 1 つは、ほとんどのマシンにある「オン」ボタンと「オフ」ボタンでしょう。
タイプ2: データハンドラー
データ ハンドラー HMI は、機械からの一貫したフィードバックを必要とする業界や企業で使用されます。このタイプの HMI は主にデータの収集に使用され、情報量の多い環境では特に重要です。
たとえば、企業が機械や機器からデータを収集する必要がある場合、それはおそらくデータ ハンドラー HMI を介して行われます。これらの HMI を使用すると、ユーザーはデータの傾向分析、データのログ記録、アラーム処理などの機能を通じて簡単に制御できます。
タイプ3: 監督者
HMI は比較的新しいもので、SCADA または MES (製造実行システム) が必要なときにいつでもインストールされます。これらは大規模な環境で連携して動作し、広大な領域を監視します。
スーパーバイザーは通常、Windows オペレーティング システム上で実行され、電子ディスプレイ上のグラフィカル インターフェイスを使用して、人間とマシン間の視覚化を可能にします。通信用のイーサネット ポートが複数あり、サイト全体を表示できます。
ステップ2: 使い方を決める
HMI がどのように、どこで使用されるかは、パズルの重要なピースの 1 つです。SCADA や PLC などの他のシステムと一致することを確認する必要がありますが、ほとんどのインストーラーは、新しいシステムまたは既存のシステムを問題なく統合できます。
それに加えて、動作環境も考慮する必要があります。
食品加工工場や屋外の HMI では、電気製品の筐体が動作部品を水やほこりから保護し、製品をより長く動作させることができるかどうかを決定する、高い侵入保護 (IP) 定格 (「IPXX」と発音) などの特別な保護が必要になる場合があります。
一方、自動車メーカーなどの騒音や振動の多い産業環境では、強化された産業用パネルが必要になる場合があります。このような環境では、激しい動きや動作を何度も繰り返しても何年も使用できるように、耐久性の高い HMI システムが必要です。
ステップ3: ニーズを評価する
HMI は、あなたの生活を楽にするために設計されています。使いやすく理解しやすいものでなければならないため、学習曲線は比較的緩やかです。したがって、会社に適した HMI を選択する際には、次のようなニーズを評価する必要があります。
- 画面サイズ、タイプ、解像度
- インターネットアクセスと技術サポート
- 実行するタスクの種類
- SCADAやMESなど、接続する他のシステム
幸いなことに、インストール機能を備えたほとんどの企業は、どこから始めればよいか、またどのようにニーズを満たすかを知っています。そのため、企業と面談する際には、ニーズだけでなく、使用方法などのその他の重要な指示にも必ず対応してください。
結論
これらの重要な手順を念頭に置くと、必要な HMI システムの種類をよりよく理解できるようになります。最終的には、必要なタイプ、使用方法、その他の仕様に基づいて、経験豊富な専門会社に理想的な HMI をカスタマイズしてもらうのが最善です。
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