工業(yè)4.0將極大改變?nèi)伺c技術(shù)的交互
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下一場智能互聯(lián)的工業(yè)革命。在3D打印、智能機器人等技術(shù)的加速推動下，人機界面（HMI）所扮演的角色正變得日益復(fù)雜起來。正因如此，為了應(yīng)對日益復(fù)雜的機器和系統(tǒng)流程，各行各業(yè)在提升效率并減少停機時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，不論是汽車、醫(yī)藥、油氣還是食品行業(yè)，各行各業(yè)對智能工廠和人機界面的需求都在不斷增長。事實上，根據(jù)Researchand Markets的預(yù)測，全球人機界面市場有望在2016至2020年間實現(xiàn)6%的復(fù)合年均增長率。隨著這一情形逐漸變成現(xiàn)實，企業(yè)也走到了發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點，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變革中被淘汰。
人機界面在工業(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)以及整個物流鏈的核心，這也被稱為智能工廠自動化。人機界面被廣泛運用在需要人類對機器或自動化設(shè)備進行干預(yù)的行業(yè)，人機界面的高需求率得益于各行各業(yè)對更高效率、數(shù)據(jù)安全與合規(guī)、移動性、遠程服務(wù)以及可靠硬件的需求。
制造活動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)、推動生產(chǎn)，讓機器人與人類勞動實現(xiàn)優(yōu)勢互補，減少程序故障造成的工業(yè)事故數(shù)量。人機界面在這一過程中扮演的角色是至關(guān)重要的，因為客戶希望工業(yè)人機界面能夠像人類本身與智能設(shè)備交互一樣發(fā)揮作用。人機界面使用傳感器、機器人、軟件、無線系統(tǒng)、企業(yè)軟件、機器對機器學(xué)習(xí)等技術(shù)收集并分析數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用來管理操作運營，將生產(chǎn)設(shè)施與企業(yè)后臺和現(xiàn)場機器人以及供應(yīng)鏈中的合作伙伴和供應(yīng)商連接起來。
顛覆性技術(shù)推動下一場工業(yè)革命
自動化和集成智能的主要目的是減少操作運營過程中對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，人機交互的數(shù)量可能會減少，但當(dāng)機器出現(xiàn)故障時，人機交互的重要性就會突顯出來。在智能系統(tǒng)中，人員無需對正常運行的流程進行監(jiān)測。不過，當(dāng)機器預(yù)測或檢測到機器自身無法解決的非正常情況時，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界面將能夠大幅減少響應(yīng)時間并增加決策的準確性。
偉創(chuàng)力創(chuàng)新實驗室高級總監(jiān)兼及人機界面卓越中心負責(zé)人Mesut Eraslan表示：“談及人機界面在這一過程中扮演的角色，我們認為不論機器多么好，如果人們不喜歡或無法成功與其交互的話，機器都是賣不掉的。人機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)心的不僅僅是機器的功能性，還在乎機器給人的感覺以及機器的魅力。”
設(shè)計適合工業(yè)和個人使用的用戶友好型人機界面
憑借遍布全球30個國家的約20萬名專業(yè)人士，偉創(chuàng)力為各個行業(yè)和終端市場中規(guī)模各異的公司提供創(chuàng)新設(shè)計、工程、制造、實時供應(yīng)鏈洞察和物流服務(wù)，利用連通性、人機界面技術(shù)和智能軟件方面的進展來開發(fā)智能現(xiàn)代化工業(yè)解決方案。
MesutEraslan進一步解釋道：“開發(fā)并生產(chǎn)針對使用場景精心設(shè)計的機器，這對于我們客戶來說至關(guān)重要。我們需要通過與用戶體驗息息相關(guān)的設(shè)計、材料和技術(shù)來為機器賦予魅力。這意味著設(shè)計一個簡單易用、令人愉悅的用戶友好型人機界面，快速為用戶提供正確信息，讓用戶樂于與之交互。在內(nèi)容方面，如果提供過多信息，如果用戶獲取所需的關(guān)鍵信息需要進入過多層級的話，用戶就會感到不滿和困惑，就會厭惡機器，而這則會造成用戶與機器交互的心理距離。在美感方面，除了觸感、聲音等元素外，即便是機器的交互界面本身也會造成這種心理距離。如果設(shè)計出的東西讓人們不愿直視，不愿觸摸，不愿聆聽的話，人們就不會使用。”
工業(yè)人機界面需要具有穩(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)進行交互時。在人類交互主要用于關(guān)鍵決策的工業(yè)4.0時代，數(shù)據(jù)的顯示是設(shè)計至關(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)包含增強現(xiàn)實，對話型語音交互以及直觀視覺數(shù)據(jù)顯示。在維護和維修過程中，增強現(xiàn)實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)人員快速解決問題，也可以通過在視覺顯示器上對數(shù)據(jù)進行流媒體直播來完成，實現(xiàn)輕松理解。與之類似的是，3D可視化可以利用人工智能對傳感器數(shù)據(jù)進行解讀，從而對機器進行剖析，進而確定問題的具體位置。比如，當(dāng)技術(shù)人員與顯示器進行交互時，他們可以與機器進行語音對話，從而快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。與滾動多個屏幕和下拉式菜單相比，這更加高效，更具反思性。
人機界面在工業(yè)4.0時代的未來發(fā)展
隨著人機界面技術(shù)不斷的將人類與設(shè)備進行連接，一個新的時代即將到來，不論是工作場所中的增強現(xiàn)實眼鏡、智能手表還是可穿戴設(shè)備，越來越多的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將幫助工人更加快速準確地完成任務(wù)。不過，要想做到這一點，需要在人類和機器之間實現(xiàn)更加快速、簡單、高效的交互，以便開發(fā)自主的開放系統(tǒng)。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，機器人訂單量從2007年上半年的8800臺增加到了2014年上半年的1.41萬臺，機器人技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司的風(fēng)險融資額則從2010年的3000萬美元增長到了2013年的1.72億美元。除了觸摸屏之外，另一個增長領(lǐng)域有望出現(xiàn)在機器語音交互方面。人工智能的滲透加上光學(xué)、語音和處理能力以及算法改進將顯著改善數(shù)據(jù)分析、速度和準確性。
Mesut Eraslan總結(jié)道：“隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，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。隨著工業(yè)4.0的到來，在需要人類決策的流程中，特別是在時間緊迫的用例中，人機界面和人工智能將扮演關(guān)鍵的角色。因此，能夠以簡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界面系統(tǒng)將大幅提升決策準確性并加速指令的執(zhí)行速度。”
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