Интерфейсы человек-машина «под ключ»

С помощью пользовательского интерфейса происходит управление и контроль точности наполнения жидкостью пузырьков на фармацевтическом производстве. Типичный интерфейс между машиной и человеком включает в себя компьютер, дисплей, устройства ввода данных и связующие элементы, такие как программируемые логические контроллеры и приводы. Все компоненты должны работать согласованно и взаимодействовать с информационными производственными системами в рамках комплексного подхода к построению бизнеса

Пользовательские интерфейсы, раньше представлявшие собой простые наборы кнопок и переключателей, теперь неотделимы от производственной среды. Они являются частью более крупных систем, следовательно, должны интегрироваться не только с оборудованием, над которым осуществляется контроль и управление, но и с системами делопроизводства и обработки информации.

Такую важную роль пользовательские интерфейсы стали играть из-за того, что в последнее время их возможности стали гораздо шире, чем просто визуальное представление процесса или обеспечение средств контроля и управления. Современные пользовательские интерфейсы – это сложные составляющие готовых решений. Они широко используются для анализа и осуществляют в системе нетривиальные операции. При выборе интерфейсов человек-машина данные особенности побуждают пользователей серьезно рассматривать принцип установки «под ключ».

Почему именно «под ключ»?

Принцип «под ключ» подразумевает сотрудничество с поставщиком или с системным интегратором (или с обоими сразу). У такого подхода есть как преимущества, так и недостатки. «Приобретая все одним махом, не всегда удается заполучить самые современные технологии», — считает Рами Ал-Ашкар (Rami Al-Ashqar), менеджер по продуктам в компании Bosch Rexroth Electric Drives and Controls, поясняя, что конкретный поставщик может обладать самыми последними технологиями в какой-то одной области, а в другой – нет.

Еще один пример пользовательского интерфейса «под ключ»: модуль ввода/вывода (сверху), контроллер и интерфейс/ПО в совокупности осуществляют мониторинг и управление насосной системой на предприятии бутылочного розлива

Рене Брандт (Ren?e Brandt), менеджер по маркетингу технологий визуализации в компании Wonderware, придерживается того же мнения: «Поставщики оборудования часто настаивают на использовании их программного обеспечения, но оно может оказаться не самым подходящим для задачи. Могут возникнуть сложности с его использованием, модернизацией или интеграцией с другими системами. Когда речь идет о системе «под ключ», конечный пользователь должен быть уверен, что интегратор выберет наиболее подходящий продукт для каждого элемента системы».

Несмотря на некоторые возможные трудности, преимуществ, похоже, больше, чем недостатков. «Мы предлагаем готовые системы – пользовательские интерфейсы, программируемые логические контроллеры и двигатели, поэтому нам проще обнаруживать, локализовать и устранять проблемы», — отмечает Ал-Ашкар, добавляя, что благодаря единой службе сервиса и ремонта отпадает необходимость вызова нескольких специалистов по поводу одной проблемы.

Марк Хобс (Mark Hobbs), менеджер по маркетингу продукции в компании RS View, Rockwell Automation, оценивает принцип «под ключ» с исторической точки зрения: «Лет десять или пятнадцать назад, легко можно было наткнуться на клиента, создавшего собственный пользовательский интерфейс. Вариантов выбора было немного, и если пользователь не мог найти того, что ему нужно, он создавал это сам. Это первый уровень системы «под ключ». Теперь времена изменились. В большинстве компаний нет персонала для разработки, им нужны глобальные, а не локальные системы. Поэтому они обращают внимание на готовые решения, допускающие конфигурирование под конкретные задачи. Это второй уровень. Если компания не хочет или не может позволить себе и этого, системный интегратор или группа технического обслуживания крупного поставщика может взять весь проект на себя».

«Сейчас самое подходящее время для обсуждения целостных систем как готовых решений, — считает Рой Кок (Roy Kok), директор по маркетингу человеко-машинных интерфейсов и SCADA-систем в компании GE Fanuc Automation, — системы, а не отдельные продукты – вот что сейчас важно. Система Proficy компании GE Fanuc Automation – один из примеров интегрированного технологического решения. Это модульный продукт. Что-либо сделанное однажды, может быть использовано в другом месте системы. Такой степени интеграции трудно достичь, приобретая интерфейс человек-машина у одного поставщика, ПЛК – у другого, а систему хранения данных – у третьего. Мы осознаем важность этой задачи, поэтому разработанная нами открытая и многоуровневая структура Proficy облегчает внедрение и расширение системы с помощью сторонних решений».

Важность планирования

Инженеры, применяющие встраиваемые системы для достижения детерминированной по времени производительности, могут использовать КПК и беспроводные сети. NI LabVIEW позволяет пользователям разрабатывать встраиваемые приложения и собственные пользовательские интерфейсы (на основе надежных серийных КПК) для программируемых контроллеров, таких как National Instruments PXI или Compact FieldPoint. Этот программный инструмент допускает создание произвольных пользовательских интерфейсов для встраиваемых приложений, не говоря уже о приложениях на платформе ПК

Принцип «под ключ» предполагает тщательное предварительное планирование. Рене Брандт (компания Wonderware) подчеркивает: «Выбирая производителя системы «под ключ», целесообразно искать поставщика с опытом в данной области и с хорошим послужным списком успешных проектов. Обсудите с ним, чего вы надеетесь достичь с помощью новой системы. Собираетесь ли вы модернизировать старое оборудование? Хотите ли вы увеличить качество? Необходимо ли соблюдать правительственные нормы? Кто бы на вас не работал, он должен понять свои обязанности и ответственность».

Ал-Ашкар (Bosch Rexroth) добавляет: «Если вы собираетесь действовать по этому принципу, вы должны представлять себе конечную цель. У вас должен быть готовый замысел и план действий. Кто будет использовать систему? Что будет требоваться от операторов? Это лишь некоторые вопросы, на которые необходимо ответить прежде, чем что-то начинать».

По словам Грэхэма Харриса, президента компании Beckhoff Automation, конечный пользователь лучше понимает свою задачу: «Поставщик готовых решений или системный интегратор может провести экспертизу, но пользователю необходимо знать о системе все. Мы можем поделиться опытом, но только сам клиент способен все предусмотреть. Он должен продумать всю систему, начиная с физической конфигурации и циклов управления и заканчивая выводом на экран, и оптимизировать каждый элемент. Необходимо обратить внимание, как на аппаратную, так и на программную часть».

Внедрение и совместимость

Системы «под ключ» должны взаимодействовать как с физическими устройствами, так и с корпоративными и информационными системами. Действительно, способность к взаимодействию и открытость архитектуры – наверное, самые востребованные качества, влияющие на пользовательские интерфейсы. Технологии Ethernet и web-браузеров для удаленного управления и мониторинга, серверы OPC (OLE для управления процессами) для связи двух удаленных систем, а также беспроводные технологии предоставляют большие возможности, но их применение сопряжено со значительными трудностями.

Ключевая особенность интерфейсов человек-машина – разнообразие интерфейсных панелей оператора, которое обеспечивает необходимую гибкость в промышленных приложениях. По размерам и разрешению TFT-дисплеи подходят для большинства задач, сочетая в себе сенсорные панели, планшеты, клавиатуры и т.д.

«Каждый компонент в отдельности может быть замечательным, но именно система решает задачи», — считает Русс Агруса (Russ Agrusa), президент компании Iconics. «Основная проблема пользовательских интерфейсов, основанных на PC – это обмен данными. Открытые системы должны быть совместимы с устройствами хранения данных, карманными компьютерами, мобильными телефонами и т.п. Они должны объединяться с инфраструктурой информационных технологий предприятия, а также с системой планирования и управления ресурсами предприятия. Если вы создаете систему на основе продуктов, сертифицированных компанией Microsoft и одобренных OPC Foundation, у вас есть очень хороший шанс получить отлично работающую систему».

Возможность достижения такой «бесшовной» интеграции, по словам Джеймса Дэвиса (James Davis), системного инженера в компании Opto 22, является главной причиной использования целостной системы. «Всестороннее понимание проекта поставщиком и концепции открытой системы – на эти два момента должен обратить внимание каждый, кто имеет дело с системой, сдаваемой «под ключ», — отмечает Дэвис. «Объединяя системы с базами данных, необходимо использовать открытые протоколы. Обсудите эти аспекты, обсудите весь проект, перед тем, как приступить к его выполнению. Удостоверьтесь, что тот, с кем вы работаете, знает, что для вас важно».

Системы, сдаваемые «под ключ» должны работать с уже имеющимися системами, даже если устанавливается новое оборудование. «В большинстве случаев, предприятия не производят полную замену всех корпоративных систем или всех систем управления», — отмечает Рене Брандт (Wonderware). «Возможно, они модернизируют только часть оборудования. Поэтому ключевой фактор – возможность интеграции с оборудованием, не подлежащем замене».

Визуальное представление будущего

Рене Брандт полагает, что сотрудничество с поставщиком готовых решений или системным интегратором позволяет сосредоточиться на бизнесе, а не на специализации в области пользовательских интерфейсов или программного обеспечения: «Не беспокоясь о новых технологиях, компания может сконцентрироваться на увеличении продуктивности и улучшении качества».

Мария Пиацца (Maria Piazza), коммерческий директор по автоматизированным системам в GE Fanuc Automation отмечает: «Задачи постоянно усложняются, и клиенты вынуждены искать компромисс между эффективностью и ценой. Гибкий системный подход позволяет выбрать необходимую функциональность, а также простой и экономичный способ модернизации».

На данный момент, пользовательские интерфейсы являются неотъемлемой частью быстроразвивающихся технологий. Благодаря новым достижениям, современные пользовательские интерфейсы отображают данные, графику и анимацию, что, по словам Марка Хобса (Rockwell), «действительно потрясающе. Интерфейсы будут постоянно улучшаться и упрощаться». Выбор пользовательского интерфейса очень важен, поскольку влияет на весь производственный процесс. В сочетании с правильным замыслом, планированием и осуществлением, принцип «под ключ» позволяет добиться превосходных результатов.