2019-9-11 濤濤
HMI是什么？這又和我有什么關系，如果你想置身于智能時代，HMI的認知是一個不可錯過，而海哥把這一生的精力投身于該領域，下面我們開始開啟這條認知之路。我將分三個部分闡述HMI，分別是：HMI是什么？HMI有什么用？誰在做HMI？
HMI，是英文Human Machine Interface的首字母縮寫，中文意思為“人機界面”，或“人機接口”，在國內用“人機界面”多，HMI是“人與機器之間傳遞和交換信息的媒介和對話接口”，可以簡單理解為是一臺微型的電腦，外形像平板電腦，比如蘋果的iPad，但是她有很多插口，像傳統辦公桌上的臺式電腦（后面稱PC電腦），有usb接口、網線接口、串行接口。通常HMI像個積木一樣，嵌入到機器上的，一般是自動化大機器，通過HMI來控制和監視機器的運作，你可以理解為HMI是一臺電腦，她控制打印機打印東西這樣的關系。海哥帶你看看HMI廬山真貌：
看起來是不是一個平板電腦嗎？對的，外形看起來像平板，但是它比較厚，而且很多電腦用的接口，而大家在生活中接觸最多的兩種HMI有兩種，一種是取款機，另外一種就是汽車中控。
下面，海哥帶你了解HMI組成，它是由兩大部分組成的，就是硬件和軟件。
HMI硬件方面，像PC電腦一樣，有五大模塊：處理器（如CPU）、顯示單元（如顯示器）、輸入單元（如鼠標、鍵盤）、通訊接口（如網卡）、數據存儲單元（如硬盤），那一個優質的HMI硬件主要看哪方面呢？就是處理器，處理器有8位、16位、32位，數字越高，處理能力越強。接下來看看硬件周邊的接口，HMI可以連接很多種設備，比如可編程控制器（簡稱PLC）、變頻器、直流調速器、儀表和工業設備等，它們連接到HMI的串口接口，串口的類型有RS232、RS485等。
好了，上面大概對HMI的硬件有初步了解，下面海哥帶你看看軟件部分，軟件部分包括兩部分，就是系統和畫面組態軟件。系統就像PC電腦的windows系統一樣，有自身硬件運作正常的系統，比如我們華為的鴻蒙OS系統。接著就是畫面組態軟件，其實就是像windows里面的Word軟件，叫法上不一樣而已，常規情況下畫面組態軟件只有一個，不能像windows那樣裝很多種類型軟件，而HMI固定是裝一種，我們常規叫他為“工程”，當然汽車上的HMI，就像平板電腦上，功能和軟件都很豐富，因為它是滿足消費者人群的，而只運行一個軟件的，多用在工業機器上，可以減少HMI資源消耗，還能保證整個HMI的穩定性。
海哥剛開始對組態軟件不太懂，組態到底是什么？“組態”（Configure）是“配置”、“設定”等意思，它讓用戶像搭積木一樣，把所需要的軟件功能搭建起來，不需要編寫計算機程序。目前常用的組態軟件有：iFix、Vijeo Designer、WinCC、組態王、MCGS，不同廠家的HMI硬件使用不同的組態軟件，所以他們連接要有不同的驅動程序，這對技術人員來說，學習成本還是比較高，因為目前還沒有一個巨頭來定義這個通用標準，而最近華為的鴻蒙OS系統，開始定義行業的平臺標準，海哥個人覺得這是一件了不起的事情。下面看看常用的組態軟件長什么樣子，我們用WinCC作為例子。
接下來，海哥告訴你HMI的分類，大概可以分三種：
（1、薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7ˊ，畫面組態軟件免費，屬初級產品。
（2、觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7ˊ～12.1ˊ，畫面組態軟件免費，屬中級產品。
（3、基于平板PC計算機的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫面組態軟件收費，屬高端產品。
對于高端HMI產品，面對5G的個性化定制的市場特征，HMI的“配方功能”會很重要，所謂配方功能，就是一臺設備完成不同種類工件的加工，這需要人機界面上具備配方功能，在加工A產品時，執行A配方，加工B產品時，執行B配方，比如西門子公司的MP系列，而如果要實現千人千面的生產需求，也許配方更是一個海量級的，這也是自動化所面臨的機遇與挑戰。
下面說說工作流程，一個HMI制作應用的制作過程大概是這樣的流程：
海哥簡短解釋一下這些流程，在日后海哥會在每個模塊都會有細節教程。
市場調研：了解到市面上的數據量，比如手機用戶數量，大部分用戶使用時長，競爭對手處于什么樣的狀態等；
用戶畫像：了解用戶的年齡、地區、行為習慣、心理習慣等，并賦予到一個場景中，了解用戶在場景中的整個活動和心理的過程；
需求定位：了解到目標用戶的特征后，定制產品或的重點價值，用戶為什么需要你，你有什么不一樣；
頭腦風暴：由不同崗位人員，一起想點子，先暢所欲言，再根據調研和需求來判斷合適的點子；
原型設計：原型簡單理解為手工紙質品，或模型，可以用塑料泡沫或電腦的Axure等軟件，做出實體或虛擬的產品，這需要快速簡單進行；
可用性測試：測試原型是否可行，讓一些陌生人用用，看他們能理解這是什么，會不會用等；
高保真設計：就是把“毛坯房”變成精裝修，開始做最終的視覺效果；
開發制造：開發與機器制造，實現功能；
測試修復：用一種極端條件來檢查產品有沒有問題，比如24小時運作會不會有問題，突然斷電有沒有問題；
版本迭代：第一代產品做出來不等于成功了，因為市場在變，用戶也在變，需要保持變化，優化產品。
下面是一些問題，可以幫助大家更好了解HMI：
問：HMI看起來不就是一個很厚的觸摸屏嗎？
答：HMI是由兩部分組成，分別是硬件和軟件，而像手機或平板的那種觸摸屏，只是一個觸摸的硬件，這種只是讓你能觸摸的部件而已，可以理解為臺式電腦上的顯示器，只是這個顯示器可以觸摸。
問：PC電腦能當HMI設備用嗎？
答：當然可以，只是PC電腦不在會嵌入到機器上，而是通過很長的線或者無線網絡連接到機器，而PC電腦需要通過HMI的軟件，來操控機器。
問：SCADA與HMI的區別？
答：SCADA是監控和數據采集系統，英文是Supervisory Control And Data Acquisition，它包含HMI，SCADA是整局的工業控制系統，范圍更大。
HMI有什么用？海哥認為，有機器的地方就有HMI存在的可能性，特別是5G物聯網的“萬物互聯”的到來，數據不只是在電腦上流動，還會在機器、衣服、鞋子、碗、車等場景中串聯，而把目光放在當下，HMI應用領域已經在機器、工廠、建筑物、汽車、高度監管的制藥和食品行業、石油/天然氣、采礦等領域已經有運作，從這些行業屬性來說，你有沒發現從事HMI的行業的人，它的市場體量有足夠大的想象空間？哈哈，別拉后腿了，與海哥一起跟上。
目前的HMI可以做些什么呢？
（1、實時的信息狀態與趨勢顯示；
（2、圖形化、流程化控制生產線監控和控制；
（3、警報的產生和記錄；
（4、歷史信息的自動記錄、報表自動生成；
HMI的意義有哪些呢？
（1、發揮機器應有的功能，因為你可以通過數據顯示上了解到；
（2、人工合理調節機器參數，讓機器間的協作、使用效率提高；
（3、HMI預警能確保安全與經濟提升；
（4、讓使用者操作機器和系統更友善，符合他們的生理、心理的需求，提高使用者的滿意度；
想在這個行業有所作為，我們怎么能不知道行業的頂尖高手在哪呢？有了標桿，起碼可以衡量我們自身的水準，還有我們缺什么，從另外一個角度來說，你如何作戰略選擇，讓自己也能從差異化中，變成另外一個頂尖高手，下面我們看看專注于HMI的企業，海哥找來自動化制造類的和汽車類的，行業很深很大，日后海哥繼續挖掘新的。
下面是自動化領域HMI企業。
三菱
三菱奉行的企業經營理念“Changes for the Better”，“One三菱電機”為中國“更好的未來”和實現“更好的社會”做貢獻為經營理念。e-F@ctory靈活運用IT技術，將生產現場與上層信息系統直接相連。即可實現工廠的“可視化”，同時又能促進生產設備的高性能化和最優化，縮短開發及調試周期，降低運用及維護成本，從而削減生產工序的整體成本，實現“工廠全面最優化”
西門子
網址：www.industry.siemens.com.cn
面對日益復雜的機器和系統過程，作為一站式供應商，西門子專門設計開發出了 SIMATIC HMI 人機界面技術。SIMATIC HMI 采用開放式、標準化硬件和軟件接口，可快速集成到用戶的自動化系統中，從而滿足用戶的特定人機界面需求。
施耐德
施耐德電氣是家居、樓宇、數據中心、基礎設施和工業領域能源管理與自動化技術數字化轉型的領先企業?！拔覀兊目萍?，無處不在”，施耐德電氣確保每一個人，在任何時間，在任何地方都能盡享能效之利。
歐姆龍
創立于1933年的歐姆龍集團是全球知名的自動化控制及電子設備制造廠商，掌握著世界領先的傳感與控制核心技術。通過不斷創造新的社會需求，歐姆龍集團已在全球擁有超過35,000名員工，營業額達8,595億日元。產品涉及工業自動化控制系統、電子元器件、汽車電子、社會系統、健康醫療設備等廣泛領域，品種多達數十萬種。
BEIJER 北爾
北爾電子成立于1981年，總部在瑞典南部的Malm?。北爾電子是上市公司北爾集團三大事業部之一。北爾集團的客戶包括 阿法拉法(Alfa Laval)、龐巴迪(Bombardier)、阿爾斯通(Alstom)和艾默生(Emerson)等要求苛刻的大型跨國企業。2018年北爾電子集團銷售額達到14億瑞典克朗。
臺達
臺達成立于1971年，總部在臺灣，為全球提供電源管理及散熱解決方案，秉承“Smarter. Greener. Together.”的品牌理念，自動化模塊中，專注于交流馬達驅動器、電源治理、感測、控制與運動等產品領域的創新研發，同時整合工業自動化產品，繼而開發工業控制網絡，為全球客戶提供全方位的解決方案服務。
汽車中控領域HMI服務企業中，海哥找了三家，他們分別是：HARMAN、INTELLIAS、ELEKTROBIT。
HARMAN
1980年成立，總部在美國，它是三星的子公司，公司員工規模過萬，開發聯網汽車系統，音頻和視頻產品，企業自動化和互聯服務。北美，歐洲和亞洲汽車制造商是哈曼的客戶。該公司還是HMI軟件開發服務的先驅提供商。
INTELLIAS
Intellias是一家定制軟件工程公司，專注于汽車、基于位置的服務和金融技術行業。公司員工規模上千人。Intellias被Inc. 5000公認為歐洲最有前途，發展最快的私營公司之一。該軟件開發公司也被列入全球外包100。
ELEKTROBIT
作為汽車軟件行業的領導者，憑借 30 多年為本行業服務的經驗，EB 的軟件為 1 億多輛汽車中的逾 10 億臺設備提供支持，并提供針對互聯汽車基礎設施、人機界面 (HMI) 技術、導航、輔助駕駛、電子控制單元 (ECU) 和軟件工程服務的靈活、創新的解決方案。
總結一下，今天的《海哥HMI人機交互》，海哥帶你了解了HMI是什么，可以簡單理解HMI就是一個平板PC，既包含了硬件，又包括了軟件系統，硬件方面核心是看處理器，而軟件方面需要用組態軟件來開發，針對項目來做定制開發，開發出來的工程文件，通過串口下載到HMI的處理器上，這樣HMI就可以管控自動化生產的設備，HMI是SCADA總要組成部分。
文章來源：站酷