آیا می دانید hmi چیست؟ HMI رابط کاری بین انسان ماشین و همچنین HMI مخفف Human Machine Interface است.

در چشم انداز صنعتی به سرعت در حال تحول امروزی، فناوری رابط انسان و ماشین (HMI) نقش مهمی ‌در تسهیل ارتباط بین انسان و ماشین، راندمان اجرای عملیات، بهره وری و ایمنی در فرآیندهای مختلف صنعتی ایفا می‌کند. در این راهنمای جامع، توضیح می‌دهیم HMI (اچ ام آی) چیست، به اصول HMI می‌پردازیم، و تعریف، مزایا، کاربردها، انواع و تمایزات کلیدی بین HMI و سیستم‌های کنترل نظارتی و جمع آوری داده (SCADA) را بررسی می‌کنیم.

hmi چیست

HMI چیست؟

همه ما می‌دانیم که هدف کلی اتوماسیون صنعتی تقلیل نقش اپراتور انسانی به کمترین میزان ممکن و سپردن نقش انسان‌ها به ابزار و ماشین آلات است. حقیقت هم این است که هرچند ممکن است این کار تا حدودی زشت یا تلخ به نظر برسد اما مزایای آن به حدی زیاد است که نمی‌توان از آن چشم پوشید.

افزایش میزان تولید و کاهش خطا در تولید و کاهش هزینه‌های مربوطه و ضایعات تنها بخشی از مزایای اجرای اتوماسیون صنعتی است.

اما همیشه یک مانع بزرگ بر سر راه تحقق هدف اتوماسیون صنعتی به صورت صد در صدی وجود دارد. آن هم این است که درک جامع انسانی که همه ما به آن عادت کرده‌ایم و آن را خیلی عادی می‌شماریم،‌فرایند بسیار پیچیده‌ای است. برای مثال این موضوع را در نظر بگیرید که ما همه میزهای اطرافمان را فارغ از تفاوت‌های اندازه و ساخت و … به عنوان میز می‌شناسیم در حالی که برای یک سنسور یا دوربین اگر مختصات و اندازه‌های تعریف شده فقط ذره‌ای متفاوت باشد؛ امر‌ شناسایی مختل می‌شود.

مثال فوق به خوبی نشان می‌دهد که اگرچه درک انسانی برای همه ما امری طبیعی به نظر می‌رسد اما طراحی سیستمی که بتواند مثل یک انسان رفتار کند؛ چیزی نزدیک به غیرممکن است.

به همین خاطر ما نیاز داریم تا همواره از حضور اپراتور انسانی در فرآیندهای تولیدی بهره بگیریم حتی اگر بخش زیادی از وظایف خط تولید را به ماشین‌ها واگذار کنیم؛ حضور یک انسان به عنوان ناظر چیزی نیست که بتوان در آینده‌ای نزدیک آن را از بین برد.

اما از یک سو، استفاده از ماشین آلات در فرایند تولید و واگذار کردن وظایف به آنها و از سوی دیگر نیاز به حضور انسان، ما را مجبور می‌کند تا فکری به حال ارتباط این دو عنصر مهم فرایند تولید بکینم.

اچ ام ای، همین راه چاره است. در حقیقت سیستم‌های مبتنی‌ بر HMI تلاش می‌کنند تا ارتباط میان ماشین و به صورت کلی تر سیستم اتوماسیون صنعتی و انسان را تسهیل کرده و به مرزهای شهودی شدن نزدیک کنند.

از این رو و با توجه محدودیت‌ها و نیازهای ذکر شده تا به اینجا، می‌توان گفت که HMI در کنار سیستم رباتیک و کنترل کننده و سیستم جمع‌آوری اطلاعات و … یکی از بخش‌های اصلی اتوماسیون صنعتی است که اتفاقا باید آن را بسیار جدی گرفت.

تعامل بهتر میان انسان و ماشین در فرایند تولید یعنی درک بهتر و فهم صحیح تر و این یعنی افزایش میزان و کیفیت تولید انجام شده و در نتیجه افزایش سود و البته رفع ایرادهای احتمالی و تکراری  است.

در نتیجه همواره شاهد هستیم که شرکت‌های بزرگ جهان، از سیستم‌ها و برنامه‌هایی که ارتباط میان ماشین و انسان را تسهیل می‌کند؛ استقبال کرده و در این حوزه سرمایه‌گذاری‌‌های عظیمی انجام می‌دهند.

مفهوم رابط انسان و ماشین (HMI) بر اهمیت طراحی رابط‌هایی تأکید می‌کند که تعامل یکپارچه بین انسان‌ها و ماشین‌ها را تسهیل می‌کند و کاربران را از قابلیت استفاده، کارایی و ایمنی بهینه مطمئن می‌کند. HMI‌های موثر عوامل انسانی مانند ارگونومی، بار شناختی و تجربه کاربر را در اولویت قرار می‌دهند و اپراتورها را برای انجام وظایف با حداقل تلاش و فشار شناختی توانمند می‌کنند.

فناوری HMI در طول سال‌ها دستخوش تحولات چشمگیری شده است و از کنترل‌های فیزیکی اولیه و چراغ‌های نشانگر به رابط‌های گرافیکی و صفحه‌نمایش‌های لمسی پیچیده تبدیل شده است. پیشرفت‌ها در قدرت محاسباتی، فناوری نمایشگرها و توسعه نرم‌افزار به توسعه سیستم‌های HMI با قابلیت‌های پیشرفته برای تجسم داده، تعامل و اتصال دامن زده است.

HMI‌ صنعتی چیست؟

HMIهای صنعتی Human Machine Interface که به عنوان رابط‌های اپراتور یا رابط‌های انسان و ماشین نیز شناخته می‌شوند، دستگاه‌ها یا برنامه‌های ‌نرم‌افزاری تخصصی هستند که برای ایجاد تعامل بین اپراتورهای انسانی و ماشین‌ها در صنایع طراحی شده‌اند. این رابط‌ها قابلیت‌های کنترل و نظارت بصری را در اختیار کاربران قرار می‌دهند و به آن‌ها اجازه می‌دهند تا فرآیندهای پیچیده صنعتی را به راحتی نظارت و مدیریت کنند.

مزایای HMI چیست

مزایای HMI چیست؟

استفاده از فناوری HMI مزایای زیادی را برای عملیات صنعتی ارائه می‌دهد، از جمله:

– افزایش بهره وری اپراتور: رابط‌های بصری به اپراتورها این امکان را می‌دهند تا فرآیندها را به طور موثرتری نظارت و کنترل کنند، احتمال خطاها را کاهش می‌دهند و بهره وری کلی را بهبود می‌بخشند. یکی از قابلیت‌های کلیدی سیستم‌های HMI توانایی آنها در ارائه نظارت و کنترل در زمان واقعی (Real-Time) فرآیندهای صنعتی است. اپراتورها می‌توانند به جریان‌ داده‌های زنده دسترسی داشته باشند، معیارهای عملکرد را مشاهده کنند، و تنظیمات پارامترها را مستقیماً از رابط HMI انجام دهند. این قابلیت واکنش سریع به تغییرات شرایط تولید را راحت‌تر می‌کند، زمان خرابی را به حداقل و کارایی را به حداکثر می‌رساند.

– تصمیم گیری بهبودیافته: ابزارهای تجزیه و تحلیل داده‌ ارائه شده توسط HMI‌ها، اپراتورها و مدیران را قادر می‌سازد تا تصمیمات آگاهانه را به سرعت اتخاذ کنند و منجر به عملکرد بهینه و استفاده بهتر از منابع شود. رابط‌های HMI ابزارهای تجسم داده پیشرفته‌ای را ارائه می‌دهند که به اپراتورها اجازه می‌دهد مجموعه داده‌های پیچیده را به سرعت و به طور مستقیم تفسیر کنند. نمودارها و ویژگی‌های تحلیل روند، اپراتورها را قادر می‌سازد تا الگوها، ناهنجاری‌ها و روند عملکرد را شناسایی کنند و تصمیم‌گیری آگاهانه و بهینه‌سازی فرآیند را تسهیل کنند.

– امنیت سایبری و حفاظت از داده‌ها: همانطور که سیستم‌های HMI بیشتر به هم متصل می‌شوند و داده محور می‌شوند، امنیت سایبری و حفاظت از داده‌ها به عنوان نگرانی‌های حیاتی بیشتر مطرح می‌شود. HMI از اقدامات امنیتی قوی مانند رمزگذاری، کنترل‌های دسترسی و پروتکل‌های احراز هویت برای محافظت از داده‌های حساس و محافظت در برابر تهدیدات سایبری مانند بدافزارها، باج افزارها و دسترسی‌های غیرمجاز استفاده می‌کند.

– افزایش انعطاف‌پذیری: سیستم‌های HMI مقیاس‌پذیری و گزینه‌های سفارشی‌سازی متعددی را ارائه می‌دهند و به کسب‌وکارها این امکان را می‌دهند تا با نیازهای عملیاتی در حال تغییر سازگار شوند و از فناوری‌های جدید بهترین استفاده را ببرند.

سیستم‌های HMI مدرن گزینه‌های شخصی‌سازی گسترده‌ای را ارائه می‌دهند و به کاربران اجازه می‌دهند تا رابط‌ها را با اولویت‌ها و روندهای کاری خاص خود تنظیم کنند. اپراتورها می‌توانند طرح‌بندی صفحه‌نمایش، تنظیمات نمایش، آستانه‌های هشدار و مجوزهای کاربر را برای ایجاد رابط‌هایی که با الزامات و اولویت‌های عملیاتی آنها هماهنگ باشد، سفارشی کنند.

– دسترسی از راه دور: با ظهور HMI مبتنی بر Cloud، اپراتورها می‌توانند به داده‌های فرآیند حیاتی و عملکردهای کنترل از راه دور دسترسی داشته باشند و نظارت و عیب‌یابی از راه دور را تسهیل کنند.

– ادغام با IoT و Industry 4.0: در عصر صنعت 4.0 و اینترنت اشیا (IoT)، فناوری HMI نقش مهمی‌ در ایجاد اتصال و قابلیت همکاری بین دستگاه‌ها و سیستم‌های صنعتی ایفا می‌کند. پلتفرم‌های HMI به طور فزاینده‌ای با حسگرهای اینترنت اشیا، محرک‌ها و ابزارهای تجزیه و تحلیل داده‌ها همراه می‌شوند. با جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل حجم وسیعی از داده‌ها از حسگرها، محرک‌ها و سایر دستگاه‌های متصل، سیستم‌های HMI می‌توانند روندها را شناسایی کنند، خرابی‌ها را پیش‌بینی کنند و فرآیندها را در زمان واقعی بهینه‌سازی کنند که منجر به بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود

– آموزش و توسعه مهارت: فناوری HMI همچنین نقش حیاتی در آموزش و توسعه مهارت برای اپراتورها و پرسنل تعمیر و نگهداری ایفا می‌کند. ابزارهای شبیه‌سازی ادغام شده در سیستم‌های HMI، کارآموزان را قادر می‌سازد تا تجهیزات عملیاتی و پاسخگویی به سناریوهای مختلف را در یک محیط امن و کنترل‌شده تمرین کنند، یادگیری خود را تسریع کنند و مهارت‌های خود را بهبود ببخشند.

– طراحی و قابلیت استفاده کاربر محور: رابط‌های مدرن HMI اصول طراحی کاربر محور را برای افزایش قابلیت استفاده و بهبود تجربه کاربر در اولویت قرار می‌دهند. ناوبری بصری و طرح‌بندی‌های واضح تضمین می‌کند که اپراتورها می‌توانند به راحتی با رابط کار کنند ، به اطلاعات مربوطه دسترسی داشته باشند و وظایف را به طور موثر انجام دهند. مکانیسم‌های تست قابلیت استفاده و بازخورد به توسعه دهندگان HMI کمک می‌کنند تا به طور مداوم طراحی و عملکرد رابط را بر اساس ورودی کاربر بهبود دهند.

– نگهداری و نظارت پیش بینی کننده وضعیت: HMIها دارای سیستم‌های هشدار و پروتکل‌های ایمنی هستند که به اپراتورها در مورد خطرات احتمالی یا شرایط غیرعادی هشدار می‌دهند و امکان واکنش سریع و کاهش خطرات را برای پرسنل و تجهیزات فراهم می‌کنند.

سیستم‌های HMI با ارائه داده‌های بی‌درنگ درباره سلامت و عملکرد تجهیزات، نقش مهمی‌در نگهداری پیشگیرانه و نظارت بر وضعیت بازی می‌کنند. با نظارت بر پارامترهای کلیدی مانند دما، ارتعاش و مصرف انرژی، سیستم‌های HMI می‌توانند نشانه‌های اولیه تخریب یا آسیب تجهیزات را شناسایی کنند و مداخلات تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را برای جلوگیری از خرابی و تعمیرات پرهزینه ممکن می‌سازند.

– رابط‌های مشترک و ارتباطات تیمی: در محیط‌های کاری مشترک، سیستم‌های HMI با ارائه داشبوردهای مشترک، ابزارهای مشارکتی و ویژگی‌های پیام‌رسانی، ارتباط و همکاری تیمی ‌را تسهیل می‌کنند. اپراتورها، مهندسان و سرپرستان می‌توانند با یکدیگر همکاری کنند، اطلاعات را به اشتراک بگذارند، و پاسخ‌ها چالش‌های عملیاتی را هماهنگ کنند و در نهایت فرهنگ کار گروهی را تقویت کنند و عملکرد سیستم را به طور مستمر ببخشند.

HMI (اچ ام آی) چیست؟

کاربرد‌ HMI چیست؟

HMI‌ها در صنایع و بخش‌های مختلف از جمله تولید، انرژی، حمل و نقل، مراقبت‌های بهداشتی و غیره کاربرد دارند. کاربردهای رایج عبارتند از:

–خطوط تولید: HMI‌ها برای نظارت و کنترل فرآیندهای تولید مانند خطوط مونتاژ، سیستم‌های بسته بندی و رباتیک، بهینه سازی کارایی و کیفیت تولید استفاده می‌شوند.

– مدیریت انرژی: در بخش انرژی، HMI‌ها نظارت و کنترل تولید، توزیع و مصرف برق را تسهیل می‌کنند و مدیریت کارآمد انرژی و پایداری شبکه را ممکن می‌سازند..

– اتوماسیون ساختمان: HMI‌ها در سیستم‌های اتوماسیون ساختمان برای تنظیم سیستم‌های HVAC (گرمایش و تهویه مطبوع)، روشنایی، امنیت و سیستم‌های کنترل دسترسی به کار می‌روند و راحتی و ایمنی ساکنان ساختمان‌ را افزایش می‌دهند.

– حمل و نقل: HMIها نقش حیاتی در سیستم‌های حمل و نقل، از جمله راه آهن، فرودگاه، و عملیات دریایی ایفا می‌کنند و امکان نظارت بر عملکرد وسیله نقلیه، اطلاعات مسافران و مدیریت ترافیک را فراهم می‌کنند.

کاربرد HMI چیست

تفاوت بین SCADA و HMI چیست

در حالی که سیستم‌های HMI و SCADA شباهت‌هایی در کارکردهای خود دارند، اما اهداف متفاوتی را دنبال می‌کنند و نیازهای عملیاتی متفاوتی را برآورده می‌کنند:

– دامنه عملکرد: سیستم‌های HMI در درجه اول بر روی ارائه رابط‌های اپراتور برای نظارت و کنترل ماشین‌ها یا فرآیندهای فردی در یک محیط محلی یا لوکال تمرکز می‌کنند. در مقابل، سیستم‌های SCADA قابلیت‌های نظارتی گسترده‌تری را ارائه می‌دهند، که امکان کنترل و نظارت متمرکز بر سیستم‌ها یا امکانات به هم پیوسته متعدد را در مکان‌های پراکنده جغرافیایی فراهم می‌کند.

– مقیاس‌پذیری: سیستم‌های SCADA به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به‌ طور یکپارچه مقیاس شوند تا عملیات صنعتی در مقیاس بزرگ را در مکان‌های متعددی در بر گیرند، در حالی که سیستم‌های HMI معمولاً در مقیاس کوچک‌تر با تمرکز بر کنترل و نظارت محلی مستقر می‌شوند.

– جمع آوری داده‌ها: سیستم‌های اسکادا به قابلیت‌های پیشرفته جمع‌آوری داده مجهز شده‌اند که امکان جمع‌آوری، ذخیره‌سازی و تجزیه و تحلیل حجم زیادی از داده‌های بلادرنگ را از منابع مختلف فراهم می‌کند. سیستم‌های HMI، در حالی که قادر به نمایش داده‌های بلادرنگ هستند، ممکن است عملکردهای جمع‌آوری و تحلیل داده محدودتری داشته باشند.

HMI صنعتی چیست؟

انواع HMI چیست

فناوری HMI انواع مختلفی را شامل می‌شود، از جمله:

– رابط کاربری گرافیکی(GUI): HMI‌های مبتنی بر رابط کاربری گرافیکی دارای عناصر گرافیکی مانند دکمه‌ها، نمادها و منوها هستند که یک رابط بصری جذاب برای تعامل با ماشین‌ها و فرآیندها در اختیار کاربران قرار می‌دهند.

–  HMI‌های صفحه لمسی: رابط‌های صفحه لمسی به کاربران امکان می‌دهد با استفاده از حرکات لمسی با HMI‌ها تعامل داشته باشند، ناوبری را ساده کرده و تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد.

– HMI‌های مبتنی بر وب: رابط‌های مبتنی بر وب از فناوری‌های وب برای ارائه دسترسی از راه دور به عملکرد HMI از طریق مرورگرهای وب استفاده می‌کنند و به کاربران امکان می‌دهد فرآیندها را از هر مکانی با اتصال به اینترنت نظارت و کنترل کنند.

– HMI موبایل: برنامه‌های کاربردی موبایل HMI اپراتورها را قادر می‌سازد به عملکرد HMI از تلفن‌های هوشمند یا تبلت‌ها دسترسی داشته باشند و انعطاف پذیری و راحتی را برای نظارت و کنترل فراهم می‌کند. اپراتورها اکنون می‌توانند از هر مکانی با اتصال به اینترنت به عملکرد HMI دسترسی داشته باشند. دسترسی از راه دور، اپراتورها را قادر می‌سازد تا با استفاده از تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها یا لپ‌تاپ‌ها بر عملیات از هر کجا و در هر زمان نظارت کنند

روندها و نوآوری‌های آینده

با نگاهی به آینده، فناوری HMI با پیشرفت در هوش مصنوعی (AI)، واقعیت افزوده (AR) و پردازش زبان طبیعی (NLP) آماده است به تکامل خود ادامه دهد. سیستم‌های HMI مجهز به هوش مصنوعی ویژگی‌های هوشمندی مانند تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده، تشخیص ناهنجاری و اتوماسیون تطبیقی را ارائه می‌کنند که کارایی و بهره‌وری را در عملیات صنعتی افزایش می‌دهد.

به طور کلی، فناوری رابط انسان و ماشین (HMI) در خط مقدم اتوماسیون صنعتی، ایجاد نوآوری، کارایی و ایمنی در صنایع و کاربردهای مختلف باقی مانده است. همانطور که تکنولوژی به تکامل خود ادامه می‌دهد، سیستم‌های HMI نقش بسیار مهمی ‌در شکل‌دادن به آینده تولید، حمل و نقل ایفا خواهند کرد.

سخن پایانی

فناوری رابط انسان و ماشین (HMI) به عنوان سنگ بنای اتوماسیون صنعتی مدرن عمل می‌کند و ارتباط و همکاری کارآمد بین انسان و ماشین را امکان‌پذیر می‌سازد. HMI‌ها با استفاده از قدرت رابط‌های بصری، تجسم داده‌ها در زمان واقعی و دسترسی از راه دور، سازمان‌ها را برای بهینه سازی عملیات، افزایش بهره وری و دستیابی به اهداف تجاری خود توانمند می‌سازند.

فناوری رابط انسان و ماشین (HMI) به تکامل و گسترش قابلیت‌های خود ادامه می‌دهد و باعث ایجاد نوآوری، کارایی و ایمنی در اتوماسیون صنعتی می‌شود. فناوری HMI با تمرکز بر نظارت بلادرنگ، دسترسی از راه دور، امنیت سایبری، طراحی کاربر محور و نگهداری پیش‌بینی‌کننده، آماده است نقش محوری فزاینده‌ای در شکل‌دهی آینده تولید و فراتر از آن ایفا کند.