HMI是什么？這又和我有什么關(guān)系，如果你想置身于智能時(shí)代，HMI的認(rèn)知是一個(gè)不可錯(cuò)過，而海哥把這一生的精力投身于該領(lǐng)域，下面我們開始開啟這條認(rèn)知之路。我將分三個(gè)部分闡述HMI，分別是：HMI是什么？HMI有什么用？誰在做HMI？ 

一、HMI是什么？

HMI，是英文Human Machine Interface的首字母縮寫，中文意思為“人機(jī)界面”，或“人機(jī)接口”，在國(guó)內(nèi)用“人機(jī)界面”多，HMI是“人與機(jī)器之間傳遞和交換信息的媒介和對(duì)話接口”，可以簡(jiǎn)單理解為是一臺(tái)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(tǒng)辦公桌上的臺(tái)式電腦（后面稱PC電腦），有usb接口、網(wǎng)線接口、串行接口。通常HMI像個(gè)積木一樣，嵌入到機(jī)器上的，一般是自動(dòng)化大機(jī)器，通過HMI來控制和監(jiān)視機(jī)器的運(yùn)作，你可以理解為HMI是一臺(tái)電腦，她控制打印機(jī)打印東西這樣的關(guān)系。海哥帶你看看HMI廬山真貌：

看起來是不是一個(gè)平板電腦嗎？對(duì)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(jī)，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(biāo)、鍵盤）、通訊接口（如網(wǎng)卡）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元（如硬盤），那一個(gè)優(yōu)質(zhì)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(shù)字越高，處理能力越強(qiáng)。接下來看看硬件周邊的接口，HMI可以連接很多種設(shè)備，比如可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表和工業(yè)設(shè)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(duì)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(tǒng)和畫面組態(tài)軟件。系統(tǒng)就像PC電腦的windows系統(tǒng)一樣，有自身硬件運(yùn)作正常的系統(tǒng)，比如我們?nèi)A為的鴻蒙OS系統(tǒng)。接著就是畫面組態(tài)軟件，其實(shí)就是像windows里面的Word軟件，叫法上不一樣而已，常規(guī)情況下畫面組態(tài)軟件只有一個(gè)，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(guī)叫他為“工程”，當(dāng)然汽車上的HMI，就像平板電腦上，功能和軟件都很豐富，因?yàn)樗菨M足消費(fèi)者人群的，而只運(yùn)行一個(gè)軟件的，多用在工業(yè)機(jī)器上，可以減少HMI資源消耗，還能保證整個(gè)HMI的穩(wěn)定性。

海哥剛開始對(duì)組態(tài)軟件不太懂，組態(tài)到底是什么？“組態(tài)”（Configure）是“配置”、“設(shè)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(jì)算機(jī)程序。目前常用的組態(tài)軟件有：iFix、Vijeo Designer、WinCC、組態(tài)王、MCGS，不同廠家的HMI硬件使用不同的組態(tài)軟件，所以他們連接要有不同的驅(qū)動(dòng)程序，這對(duì)技術(shù)人員來說，學(xué)習(xí)成本還是比較高，因?yàn)槟壳斑€沒有一個(gè)巨頭來定義這個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)，而最近華為的鴻蒙OS系統(tǒng)，開始定義行業(yè)的平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，海哥個(gè)人覺得這是一件了不起的事情。下面看看常用的組態(tài)軟件長(zhǎng)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(tài)軟件免費(fèi)，屬初級(jí)產(chǎn)品。

（2、觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7ˊ～12.1ˊ，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬中級(jí)產(chǎn)品。

（3、基于平板PC計(jì)算機(jī)的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫面組態(tài)軟件收費(fèi)，屬高端產(chǎn)品。

對(duì)于高端HMI產(chǎn)品，面對(duì)5G的個(gè)性化定制的市場(chǎng)特征，HMI的“配方功能”會(huì)很重要，所謂配方功能，就是一臺(tái)設(shè)備完成不同種類工件的加工，這需要人機(jī)界面上具備配方功能，在加工A產(chǎn)品時(shí)，執(zhí)行A配方，加工B產(chǎn)品時(shí)，執(zhí)行B配方，比如西門子公司的MP系列，而如果要實(shí)現(xiàn)千人千面的生產(chǎn)需求，也許配方更是一個(gè)海量級(jí)的，這也是自動(dòng)化所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

下面說說工作流程，一個(gè)HMI制作應(yīng)用的制作過程大概是這樣的流程：

海哥簡(jiǎn)短解釋一下這些流程，在日后海哥會(huì)在每個(gè)模塊都會(huì)有細(xì)節(jié)教程。

• 市場(chǎng)調(diào)研：了解到市面上的數(shù)據(jù)量，比如手機(jī)用戶數(shù)量，大部分用戶使用時(shí)長(zhǎng)，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手處于什么樣的狀態(tài)等；

• 用戶畫像：了解用戶的年齡、地區(qū)、行為習(xí)慣、心理習(xí)慣等，并賦予到一個(gè)場(chǎng)景中，了解用戶在場(chǎng)景中的整個(gè)活動(dòng)和心理的過程；

• 需求定位：了解到目標(biāo)用戶的特征后，定制產(chǎn)品或的重點(diǎn)價(jià)值，用戶為什么需要你，你有什么不一樣；

• 頭腦風(fēng)暴：由不同崗位人員，一起想點(diǎn)子，先暢所欲言，再根據(jù)調(diào)研和需求來判斷合適的點(diǎn)子；

• 原型設(shè)計(jì)：原型簡(jiǎn)單理解為手工紙質(zhì)品，或模型，可以用塑料泡沫或電腦的Axure等軟件，做出實(shí)體或虛擬的產(chǎn)品，這需要快速簡(jiǎn)單進(jìn)行；

• 可用性測(cè)試：測(cè)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(huì)不會(huì)用等；

• 高保真設(shè)計(jì)：就是把“毛坯房”變成精裝修，開始做最終的視覺效果；

• 開發(fā)制造：開發(fā)與機(jī)器制造，實(shí)現(xiàn)功能；

• 測(cè)試修復(fù)：用一種極端條件來檢查產(chǎn)品有沒有問題，比如24小時(shí)運(yùn)作會(huì)不會(huì)有問題，突然斷電有沒有問題；

• 版本迭代：第一代產(chǎn)品做出來不等于成功了，因?yàn)槭袌?chǎng)在變，用戶也在變，需要保持變化，優(yōu)化產(chǎn)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(gè)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(jī)或平板的那種觸摸屏，只是一個(gè)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(tái)式電腦上的顯示器，只是這個(gè)顯示器可以觸摸。

問：PC電腦能當(dāng)HMI設(shè)備用嗎？

答：當(dāng)然可以，只是PC電腦不在會(huì)嵌入到機(jī)器上，而是通過很長(zhǎng)的線或者無線網(wǎng)絡(luò)連接到機(jī)器，而PC電腦需要通過HMI的軟件，來操控機(jī)器。

問：SCADA與HMI的區(qū)別？

答：SCADA是監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，英文是Supervisory Control And Data Acquisition，它包含HMI，SCADA是整局的工業(yè)控制系統(tǒng)，范圍更大。

二、HMI有什么用？

HMI有什么用？海哥認(rèn)為，有機(jī)器的地方就有HMI存在的可能性，特別是5G物聯(lián)網(wǎng)的“萬物互聯(lián)”的到來，數(shù)據(jù)不只是在電腦上流動(dòng)，還會(huì)在機(jī)器、衣服、鞋子、碗、車等場(chǎng)景中串聯(lián)，而把目光放在當(dāng)下，HMI應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)在機(jī)器、工廠、建筑物、汽車、高度監(jiān)管的制藥和食品行業(yè)、石油/天然氣、采礦等領(lǐng)域已經(jīng)有運(yùn)作，從這些行業(yè)屬性來說，你有沒發(fā)現(xiàn)從事HMI的行業(yè)的人，它的市場(chǎng)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(shí)時(shí)的信息狀態(tài)與趨勢(shì)顯示；

（2、圖形化、流程化控制生產(chǎn)線監(jiān)控和控制；

（3、警報(bào)的產(chǎn)生和記錄；

（4、歷史信息的自動(dòng)記錄、報(bào)表自動(dòng)生成；

HMI的意義有哪些呢？

（1、發(fā)揮機(jī)器應(yīng)有的功能，因?yàn)槟憧梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)顯示上了解到；

（2、人工合理調(diào)節(jié)機(jī)器參數(shù)，讓機(jī)器間的協(xié)作、使用效率提高；

（3、HMI預(yù)警能確保安全與經(jīng)濟(jì)提升；

（4、讓使用者操作機(jī)器和系統(tǒng)更友善，符合他們的生理、心理的需求，提高使用者的滿意度；

三、誰在做HMI？

想在這個(gè)行業(yè)有所作為，我們?cè)趺茨懿恢佬袠I(yè)的頂尖高手在哪呢？有了標(biāo)桿，起碼可以衡量我們自身的水準(zhǔn)，還有我們?nèi)笔裁?，從另外一個(gè)角度來說，你如何作戰(zhàn)略選擇，讓自己也能從差異化中，變成另外一個(gè)頂尖高手，下面我們看看專注于HMI的企業(yè)，海哥找來自動(dòng)化制造類的和汽車類的，行業(yè)很深很大，日后海哥繼續(xù)挖掘新的。

下面是自動(dòng)化領(lǐng)域HMI企業(yè)。

三菱

網(wǎng)址：www.mitsubishielectric.com

三菱奉行的企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念“Changes for the Better”，“One三菱電機(jī)”為中國(guó)“更好的未來”和實(shí)現(xiàn)“更好的社會(huì)”做貢獻(xiàn)為經(jīng)營(yíng)理念。e-F@ctory靈活運(yùn)用IT技術(shù)，將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與上層信息系統(tǒng)直接相連。即可實(shí)現(xiàn)工廠的“可視化”，同時(shí)又能促進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的高性能化和最優(yōu)化，縮短開發(fā)及調(diào)試周期，降低運(yùn)用及維護(hù)成本，從而削減生產(chǎn)工序的整體成本，實(shí)現(xiàn)“工廠全面最優(yōu)化”

西門子

網(wǎng)址：www.industry.siemens.com.cn

面對(duì)日益復(fù)雜的機(jī)器和系統(tǒng)過程，作為一站式供應(yīng)商，西門子專門設(shè)計(jì)開發(fā)出了 SIMATIC HMI 人機(jī)界面技術(shù)。SIMATIC HMI 采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化硬件和軟件接口，可快速集成到用戶的自動(dòng)化系統(tǒng)中，從而滿足用戶的特定人機(jī)界面需求。

施耐德

網(wǎng)址：www.schneider-electric.cn

施耐德電氣是家居、樓宇、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)領(lǐng)域能源管理與自動(dòng)化技術(shù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)先企業(yè)?！拔覀兊目萍迹瑹o處不在”，施耐德電氣確保每一個(gè)人，在任何時(shí)間，在任何地方都能盡享能效之利。

歐姆龍

網(wǎng)址：www.omron.com.cn

創(chuàng)立于1933年的歐姆龍集團(tuán)是全球知名的自動(dòng)化控制及電子設(shè)備制造廠商，掌握著世界領(lǐng)先的傳感與控制核心技術(shù)。通過不斷創(chuàng)造新的社會(huì)需求，歐姆龍集團(tuán)已在全球擁有超過35,000名員工，營(yíng)業(yè)額達(dá)8,595億日元。產(chǎn)品涉及工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、電子元器件、汽車電子、社會(huì)系統(tǒng)、健康醫(yī)療設(shè)備等廣泛領(lǐng)域，品種多達(dá)數(shù)十萬種。

BEIJER 北爾

網(wǎng)址：www.beijerelectronics.cn

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(tuán)三大事業(yè)部之一。北爾集團(tuán)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(guó)企業(yè)。2018年北爾電子集團(tuán)銷售額達(dá)到14億瑞典克朗。

臺(tái)達(dá)

網(wǎng)址：www.deltaww.com

臺(tái)達(dá)成立于1971年，總部在臺(tái)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(dòng)化模塊中，專注于交流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、電源治理、感測(cè)、控制與運(yùn)動(dòng)等產(chǎn)品領(lǐng)域的創(chuàng)新研發(fā)，同時(shí)整合工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，繼而開發(fā)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，為全球客戶提供全方位的解決方案服務(wù)。

汽車中控領(lǐng)域HMI服務(wù)企業(yè)中，海哥找了三家，他們分別是：HARMAN、INTELLIAS、ELEKTROBIT。

HARMAN

網(wǎng)址：www.harman.com

1980年成立，總部在美國(guó)，它是三星的子公司，公司員工規(guī)模過萬，開發(fā)聯(lián)網(wǎng)汽車系統(tǒng)，音頻和視頻產(chǎn)品，企業(yè)自動(dòng)化和互聯(lián)服務(wù)。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(fā)服務(wù)的先驅(qū)提供商。

INTELLIAS

網(wǎng)址：www.intellias.com

Intellias是一家定制軟件工程公司，專注于汽車、基于位置的服務(wù)和金融技術(shù)行業(yè)。公司員工規(guī)模上千人。Intellias被Inc. 5000公認(rèn)為歐洲最有前途，發(fā)展最快的私營(yíng)公司之一。該軟件開發(fā)公司也被列入全球外包100。

ELEKTROBIT

網(wǎng)址：www.elektrobit.com

作為汽車軟件行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，憑借 30 多年為本行業(yè)服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，EB 的軟件為 1 億多輛汽車中的逾 10 億臺(tái)設(shè)備提供支持，并提供針對(duì)互聯(lián)汽車基礎(chǔ)設(shè)施、人機(jī)界面 (HMI) 技術(shù)、導(dǎo)航、輔助駕駛、電子控制單元 (ECU) 和軟件工程服務(wù)的靈活、創(chuàng)新的解決方案。

總結(jié)一下，今天的《海哥HMI人機(jī)交互》，海哥帶你了解了HMI是什么，可以簡(jiǎn)單理解HMI就是一個(gè)平板PC，既包含了硬件，又包括了軟件系統(tǒng)，硬件方面核心是看處理器，而軟件方面需要用組態(tài)軟件來開發(fā)，針對(duì)項(xiàng)目來做定制開發(fā)，開發(fā)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(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備，HMI是SCADA總要組成部分。

文章來源：站酷