現代産業におけるヒューマンマシンインターフェース（HMI）の理解

HMIとは何か？ ヒューマンマシンインターフェース、通称HMIは、パーソナルコンピューターが工場フロアに登場して以来使用されてきました。多くの人は生産現場で使われる画面のことだと思っています。広い意味では、人間と機械の間のユーザーインターフェース（UI）の一形態です。では、より良い問いは、「インダストリー4.0の時代におけるHMIはどのような姿か？」です。

この問いに答えるには、少し歴史を振り返る必要があります。HMIの本来の機能は、装置の起動・停止と、ステータスを示す表示灯でした。より高度なHMIでは、速度や温度などのプロセスパラメータ調整や、圧力や流量などセンサーのフィードバックを示すアナログ指示計を備えていました。全ての制御と監視がハードウェアだったため、HMIは一般的に安全運転の範囲に限定されていました。

コンピューターが工場フロアで一般的になると、これらの筐体はパーソナルコンピューターとCRTモニター、HMIソフトウェアに置き換わりました。プッシュボタン、表示灯などの機械的装置が全て画面上のグラフィックになりました。このユーザーインターフェースの変化は、オペレーターにより多くの制御権とより良いフィードバックを提供することで、製造業に革命をもたらしました。コンピューターとモニター技術の進化に伴い、大型CRTはタッチパネルと組み込みPCに置き換わりました。前述の通り、これが現在の大多数のHMIの形です。

プロセスのより多くの部分を可視化できるようになったため、HMIソフトウェアはSCADA（監視制御データ収集）システムで全体プロセスの制御・監視に用いられるようになりました。個別装置ごとのスタンドアロンパネルではなく、全ての装置を連携させる包括的システムが登場しました。各HMIはよりオペレーターステーションに近いものとなり、関連情報が表示されます。ある意味で、純粋なHMI機能は消滅し、オペレーターステーションがより多くの機能を提供するようになったため、HMIとSCADAの概念はほぼ互換的に使われるようになりました。

現在の製造トレンドでは、HMIが本来の用途、すなわち装置の基本的な制御と監視に回帰しつつあります。SCADAシステムへの接続のためネットワーク機能は維持されます。もちろん、SCADAシステムも装置の監視・制御機能を提供し続けます。さらに、ダウンタイム、バッチステータス、品質などの他のプロセス指標のリアルタイム可視化も提供します。

企業がインダストリー4.0戦略を推進するにつれ、物理的なHMI画面は減少していくでしょう。モバイルワークの概念により、オペレーターはスマートフォンやタブレットから機械とインターフェースできます。同じデバイスで、世界中のどこからでも製造情報にアクセス可能です。多くの拡張現実（AR）と仮想現実（VR）機能もモバイルデバイスでサポートされます。未来のHMIは、何らかのウェアラブルデバイスを通じて実現されるかもしれません。

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