业者在选购人机介面功能时，需要考量到与工业物联网的介接问题，透过相关设计到数据收集、弹性制程与降低成本等效益，让人机介面成为企业数位转型的助力，顺利推动工业4.0的策略。


工业4.0对制造业带来重大的冲击，在未来的制造体系中，所有设备的角色都会被再次延伸与定义，作为制造系统中人机沟通的唯一介面，人机介面在未来的工厂环境中，将扮演更重要的角色。


在工业4.0趋势中，资料撷取会变得越来越重要，工业物联网无疑会变成未来制造系统的主架构，架构中的第一层设备撷取资料后，在透过网路连缐，将资料往上传，后端管控平台再利用各端点撷取的数据，分析、制定出完善策略，在制造系统中，人机介面过去多扮演系统第一缐的资讯显示与部分控制功能，但在工业4.0时代，人机介面的角色将会更吃重。



图1 : 过去人机介面业者多强调硬体规格及其技术，近年来逐渐着重软体技术的开发。(source：IK4-Ideko)
图1 : 过去人机介面业者多强调硬体规格及其技术，近年来逐渐着重软体技术的开发。(source：IK4-Ideko)

由于人机介面是制造现场中唯一可显示资讯的设备，因此在工业4.0环境中，人机介面将会成为制造资讯可视化的枢纽，由于云端架构是工业物联网的重要组成之一，人机介面将会肩负一部分的资料撷取与上传工作，因此，网路化与云端化都会是人机介面的未来趋势。


软体功能日渐重要 区隔市场创造新利基

过去人机介面业者多强调硬体规格及其技术，近年来逐渐着重软体技术的开发，主要原因在于人机介面的硬体技术，很大一部分是从消费性IT技术而来，包括处理器、触控面板…等都是，这几年硬体技术发展已然成熟，效能往上提升有限，而且另一方面，工控领域所使用的人机介面，也不需要太高的效能，在此态势下，非消费性领域人机介面供应商，硬体技术彼此相去不远，因此软体的设计能力就成为市场决胜点。


除了市场态势外，产业趋势也是人机介面走向软体的原因，工业4.0讲究软硬整合，现在后端的IT系统主要功能都是以软体设计，作为制造系统的一环，人机介面未来的功能设计，也势必以软体为重，而且也唯有软体，才能让产品产生差异化，藉以区隔市场，创造更大利基。


至于在市场应用方面，自动化制造仍然是此领域业者最重视的产业，自动化技术成熟多时，之前一段时间，业界都认为此一领域发展已经过于成熟，不过这几年工业4.0、智慧工厂等概念席捲全球，制造系统再次出现变革，因此即便过去的市场总值已经相当庞大，但在智慧化趋势下，制造业还有相当惊人的成长潜力。


第二个潜力应用是能源，在工业发达下，全球各国对能源的重视程度越来越高，尤其再生能源如太阳能、风力发电等，更成为多数国家的重要政策，再生能源所需的发电地域广阔，而且在智慧电网趋势下，每一发电设备的讯息都必须可完整揭露，同时还要能远端监控，因此能源系统所配置的人机介面必须有智慧化设计。


最后则是船舶应用，现在船舶系统的技术演进相当快，而船舶所使用的人机介面也需特殊设计，除了必有的防水、防盐蚀外，其他设计例如萤幕的亮度、操作介面的设计，都必须符合特定安规，北尔电子的人机介面应用在船舶领域已有多年，虽然此一领域的整体需求量不像制造系统，但是能符合标准、投入发展的厂商有限，因此仍属于蓝海市场，发展潜力也相当雄厚。


人机介面功能演进 重新定义市场角色

在市场发展部分，虽然2020年全球受到疫情冲击，经济发展趋缓，但亚洲目前看来仍是全球市场成长最快的区域，中国大陆过去20年一直是世界工厂，虽然中美贸易战火未歇，但在可预见的未来几年，其重要性仍不会改变。尤其是工业4.0概念兴起后，一步到位的系统建置作法必然成为主流，在此态势下，中国大陆的市场短时间内不会缩小，此外东南亚近年来经济成长脚步已逐渐加快，中国大陆加上东南亚，将使得亚洲市场成为未来全球制造业的发展核心。


另一个潜力发展地区则是欧洲，德国推出的工业4.0，带动全球热潮，欧洲是现代工业的起源地，工业发展歷史虽久，但一直未见停歇，在工业4.0趋势下，欧洲各工业大国已掀起智慧浪潮，包括人机介面在内的自动化设备，都会有换机潮。


针对快速进化的智慧化，人机介面厂商也纷纷重新定义产品、调整市场策略，就有业者指出，智慧化制造系统的核心是整合，未来制造业不管前后端，不但会彼此链接，单一平台也将成为制造系统的主流设计。


因应此一趋势，市场必须有可降低开发时间成本的跨平台整合方案，这类平台必须无缝整合了人机介面、控制器、驱动装置与数据通讯技术，协助各产业客户更快速而有效的建置自动化系统。



图2 : 在工业4.0趋势中，资料撷取会变得越来越重要，工业物联网无疑会变成未来制造系统的主架构。(source：Festo)
图2 : 在工业4.0趋势中，资料撷取会变得越来越重要，工业物联网无疑会变成未来制造系统的主架构。(source：Festo)

至于在人机介面自身的软硬体功能，则须以智慧制造概念为核心设计，硬体部份，为使设备在严苛环境中仍能稳定运作，宽温、防水、防尘势必要需求。另外更为特殊的应用场域如位于海边的风力发电或船舶，还须有防盐蚀设计。


至于操作软体，可依供应商类型分为两种，北尔、普罗菲司…等品牌人机介面业者大多为有自己的系统，这类型做作业软体的功能都已内建，使用者买来即可上缐使用，工业电脑厂商所提供的人机介面则仅有硬体，由系统整合厂商视企业需求开发软体，缺点是需要一定的开发时间，好处则是所开发的功能可以贴合自身需求。


无论是品牌业者或系统整合厂商的作业软体，业者在选购或商谈需求时，都须考量到与工业物联网的介接问题，透过相关设计，到数据收集、弹性制程与降低成本等效益，让人机介面成为企业数位转型的助力，顺利推动工业4.0策略。


**刊头图(source：Poland Today)