工業(yè)4.0將改變?nèi)伺c技術(shù)的交互
http://www.mozp.cn現(xiàn)如今，在傳統(tǒng)制造業(yè)經(jīng)歷數(shù)字化轉(zhuǎn)型之際，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)可謂是大行其道，有望改變?nèi)伺c技術(shù)交互所扮演的角色并推動(dòng)下一場(chǎng)智能互聯(lián)的工業(yè)革命。在3D打印、智能機(jī)器人等技術(shù)的加速推動(dòng)下，人機(jī)界面(HMI)所扮演的角色正變得日益復(fù)雜起來(lái)。正因如此，為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的機(jī)器和系統(tǒng)流程，各行各業(yè)在提升效率并減少停機(jī)時(shí)間方面所使用的方式方法也在隨之發(fā)生變化。
最近一些數(shù)據(jù)顯示工業(yè)4.0 不論是汽車、醫(yī)藥、油氣還是食品行業(yè)工業(yè)4.0 各行各業(yè)對(duì)智能工廠和人機(jī)界面的需求都在不斷增長(zhǎng)。事實(shí)上，根據(jù)Research and Markets的預(yù)測(cè)，全球人機(jī)界面市場(chǎng)有望在2016至2020年間實(shí)現(xiàn)6%的復(fù)合年均增長(zhǎng)率。隨著這一情形逐漸變成現(xiàn)實(shí)，企業(yè)也走到了發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，必須做出相應(yīng)的改變才能滿足工業(yè)4.0的需求，否則就有可能在這場(chǎng)變革中被淘汰。
人機(jī)界面在工業(yè)4.0中扮演的角色
工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)正處于新型技術(shù)途徑、發(fā)展、生產(chǎn)以及整個(gè)物流鏈的核心，這也被稱為智能工廠自動(dòng)化。人機(jī)界面被廣泛運(yùn)用在需要人類對(duì)機(jī)器或自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行干預(yù)的行業(yè)，人機(jī)界面的高需求率得益于各行各業(yè)對(duì)更高效率、數(shù)據(jù)安全與合規(guī)、移動(dòng)性、遠(yuǎn)程服務(wù)以及可靠硬件的需求。
制造活動(dòng)的巨大變化要求各行各業(yè)以更加智能、敏捷、創(chuàng)新的方式采用技術(shù)、推動(dòng)生產(chǎn)，讓機(jī)器人與人類勞動(dòng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，減少程序故障造成的工業(yè)事故數(shù)量。人機(jī)界面在這一過(guò)程中扮演的角色是至關(guān)重要的，因?yàn)榭蛻粝ＭI(yè)人機(jī)界面能夠像人類本身與智能設(shè)備交互一樣發(fā)揮作用。人機(jī)界面使用傳感器、機(jī)器人、軟件、無(wú)線系統(tǒng)、企業(yè)軟件、機(jī)器對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)收集并分析數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)管理操作運(yùn)營(yíng)，將生產(chǎn)設(shè)施與企業(yè)后臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人以及供應(yīng)鏈中的合作伙伴和供應(yīng)商連接起來(lái)。
顛覆性技術(shù)推動(dòng)下一場(chǎng)工業(yè)革命
自動(dòng)化和集成智能的主要目的是減少操作運(yùn)營(yíng)過(guò)程中對(duì)人類交互的依賴性并提升交互質(zhì)量，從而更加高效地做出響應(yīng)。隨著制造系統(tǒng)中人工智能的逐漸普及，人機(jī)交互的數(shù)量可能會(huì)減少，但當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，人機(jī)交互的重要性就會(huì)突顯出來(lái)。在智能系統(tǒng)中，人員無(wú)需對(duì)正常運(yùn)行的流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。不過(guò)，當(dāng)機(jī)器預(yù)測(cè)或檢測(cè)到機(jī)器自身無(wú)法解決的非正常情況時(shí)，這就需要人為決策和干預(yù)了。在這種情況下，能夠以最容易理解的交互方式提供最重要數(shù)據(jù)、同是滿足易用直觀的人機(jī)界面將能夠大幅減少響應(yīng)時(shí)間并增加決策的準(zhǔn)確性。
偉創(chuàng)力創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室高級(jí)總監(jiān)兼及人機(jī)界面卓越中心負(fù)責(zé)人Mesut Eraslan表示：“談及人機(jī)界面在這一過(guò)程中扮演的角色，我們認(rèn)為不論機(jī)器多么好，如果人們不喜歡或無(wú)法成功與其交互的話，機(jī)器都是賣不掉的。人機(jī)界面既包括電子硬件，也包括數(shù)據(jù)分析與顯示等軟件界面，美感很重要，這甚至包括產(chǎn)品生產(chǎn)所用塑料的顏色與質(zhì)感。人們關(guān)心的不僅僅是機(jī)器的功能性，還在乎機(jī)器給人的感覺(jué)以及機(jī)器的魅力。”
設(shè)計(jì)適合工業(yè)和個(gè)人使用的用戶友好型人機(jī)界面
憑借遍布全球30個(gè)國(guó)家的約20萬(wàn)名專業(yè)人士，偉創(chuàng)力為各個(gè)行業(yè)和終端市場(chǎng)中規(guī)模各異的公司提供創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工程、制造、實(shí)時(shí)供應(yīng)鏈洞察和物流服務(wù)，利用連通性、人機(jī)界面技術(shù)和智能軟件方面的進(jìn)展來(lái)開(kāi)發(fā)智能現(xiàn)代化工業(yè)解決方案。
Mesut Eraslan進(jìn)一步解釋道：“開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)針對(duì)使用場(chǎng)景精心設(shè)計(jì)的機(jī)器，這對(duì)于我們客戶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。我們需要通過(guò)與用戶體驗(yàn)息息相關(guān)的設(shè)計(jì)、材料和技術(shù)來(lái)為機(jī)器賦予魅力。這意味著設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單易用、令人愉悅的用戶友好型人機(jī)界面，快速為用戶提供正確信息，讓用戶樂(lè)于與之交互。在內(nèi)容方面，如果提供過(guò)多信息，如果用戶獲取所需的關(guān)鍵信息需要進(jìn)入過(guò)多層級(jí)的話，用戶就會(huì)感到不滿和困惑，就會(huì)厭惡機(jī)器，而這則會(huì)造成用戶與機(jī)器交互的心理距離。在美感方面，除了觸感、聲音等元素外，即便是機(jī)器的交互界面本身也會(huì)造成這種心理距離。如果設(shè)計(jì)出的東西讓人們不愿直視，不愿觸摸，不愿聆聽(tīng)的話，人們就不會(huì)使用。”
工業(yè)人機(jī)界面需要具有穩(wěn)健性、可靠性和持久性，特別是當(dāng)工人在嘈雜、多灰、潮濕、昏暗的環(huán)境中與技術(shù)進(jìn)行交互時(shí)。在人類交互主要用于關(guān)鍵決策的工業(yè)4.0時(shí)代，數(shù)據(jù)的顯示是設(shè)計(jì)至關(guān)重要的組成部分。這不應(yīng)當(dāng)局限于顯示器和觸摸屏，還應(yīng)當(dāng)包含增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，對(duì)話型語(yǔ)音交互以及直觀視覺(jué)數(shù)據(jù)顯示。在維護(hù)和維修過(guò)程中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡在顯示傳感器所收集數(shù)據(jù)及其含義方面將扮演關(guān)鍵角色，從而讓技術(shù)人員快速解決問(wèn)題，也可以通過(guò)在視覺(jué)顯示器上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行流媒體直播來(lái)完成，實(shí)現(xiàn)輕松理解。與之類似的是，3D可視化可以利用人工智能對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀，從而對(duì)機(jī)器進(jìn)行剖析，進(jìn)而確定問(wèn)題的具體位置。比如，當(dāng)技術(shù)人員與顯示器進(jìn)行交互時(shí)，他們可以與機(jī)器進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)話，從而快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。與滾動(dòng)多個(gè)屏幕和下拉式菜單相比，這更加高效，更具反思性。
人機(jī)界面在工業(yè)4.0時(shí)代的未來(lái)發(fā)展
隨著人機(jī)界面技術(shù)不斷的將人類與設(shè)備進(jìn)行連接，一個(gè)新的時(shí)代即將到來(lái)，不論是工作場(chǎng)所中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡、智能手表還是可穿戴設(shè)備，越來(lái)越多的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將幫助工人更加快速準(zhǔn)確地完成任務(wù)。不過(guò)，要想做到這一點(diǎn)，需要在人類和機(jī)器之間實(shí)現(xiàn)更加快速、簡(jiǎn)單、高效的交互，以便開(kāi)發(fā)自主的開(kāi)放系統(tǒng)。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，機(jī)器人訂單量從2007年上半年的8800臺(tái)增加到了2014年上半年的1.41萬(wàn)臺(tái)，機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司的風(fēng)險(xiǎn)融資額則從2010年的3000萬(wàn)美元增長(zhǎng)到了2013年的1.72億美元。除了觸摸屏之外，另一個(gè)增長(zhǎng)領(lǐng)域有望出現(xiàn)在機(jī)器語(yǔ)音交互方面。人工智能的滲透加上光學(xué)、語(yǔ)音和處理能力以及算法改進(jìn)將顯著改善數(shù)據(jù)分析、速度和準(zhǔn)確性。
Mesut Eraslan總結(jié)道：“隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，我們所能獲得和使用的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出了爆炸式的增長(zhǎng)。隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，在需要人類決策的流程中，特別是在時(shí)間緊迫的用例中，人機(jī)界面和人工智能將扮演關(guān)鍵的角色。因此，能夠以簡(jiǎn)單易懂的方式提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)且快速輸入指令的人機(jī)界面系統(tǒng)將大幅提升決策準(zhǔn)確性并加速指令的執(zhí)行速度。”