2019-9-11 资深UI设计者
HMI是什么？这又和我有什么关系，如果你想置身于智能时代，HMI的认知是一个不可错过，而海哥把这一生的精力投身于该领域，下面我们开始开启这条认知之路。我将分三个部分阐述HMI，分别是：HMI是什么？HMI有什么用？谁在做HMI？
HMI，是英文Human Machine Interface的首字母缩写，中文意思为“人机界面”，或“人机接口”，在国内用“人机界面”多，HMI是“人与机器之间传递和交换信息的媒介和对话接口”，可以简单理解为是一台微型的电脑，外形像平板电脑，比如苹果的iPad，但是她有很多插口，像传统办公桌上的台式电脑（后面称PC电脑），有usb接口、网线接口、串行接口。通常HMI像个积木一样，嵌入到机器上的，一般是自动化大机器，通过HMI来控制和监视机器的运作，你可以理解为HMI是一台电脑，她控制打印机打印东西这样的关系。海哥带你看看HMI庐山真貌：
看起来是不是一个平板电脑吗？对的，外形看起来像平板，但是它比较厚，而且很多电脑用的接口，而大家在生活中接触最多的两种HMI有两种，一种是取款机，另外一种就是汽车中控。
下面，海哥带你了解HMI组成，它是由两大部分组成的，就是硬件和软件。
HMI硬件方面，像PC电脑一样，有五大模块：处理器（如CPU）、显示单元（如显示器）、输入单元（如鼠标、键盘）、通讯接口（如网卡）、数据存储单元（如硬盘），那一个优质的HMI硬件主要看哪方面呢？就是处理器，处理器有8位、16位、32位，数字越高，处理能力越强。接下来看看硬件周边的接口，HMI可以连接很多种设备，比如可编程控制器（简称PLC）、变频器、直流调速器、仪表和工业设备等，它们连接到HMI的串口接口，串口的类型有RS232、RS485等。
好了，上面大概对HMI的硬件有初步了解，下面海哥带你看看软件部分，软件部分包括两部分，就是系统和画面组态软件。系统就像PC电脑的windows系统一样，有自身硬件运作正常的系统，比如我们华为的鸿蒙OS系统。接着就是画面组态软件，其实就是像windows里面的Word软件，叫法上不一样而已，常规情况下画面组态软件只有一个，不能像windows那样装很多种类型软件，而HMI固定是装一种，我们常规叫他为“工程”，当然汽车上的HMI，就像平板电脑上，功能和软件都很丰富，因为它是满足消费者人群的，而只运行一个软件的，多用在工业机器上，可以减少HMI资源消耗，还能保证整个HMI的稳定性。
海哥刚开始对组态软件不太懂，组态到底是什么？“组态”（Configure）是“配置”、“设定”等意思，它让用户像搭积木一样，把所需要的软件功能搭建起来，不需要编写计算机程序。目前常用的组态软件有：iFix、Vijeo Designer、WinCC、组态王、MCGS，不同厂家的HMI硬件使用不同的组态软件，所以他们连接要有不同的驱动程序，这对技术人员来说，学习成本还是比较高，因为目前还没有一个巨头来定义这个通用标准，而最近华为的鸿蒙OS系统，开始定义行业的平台标准，海哥个人觉得这是一件了不起的事情。下面看看常用的组态软件长什么样子，我们用WinCC作为例子。
接下来，海哥告诉你HMI的分类，大概可以分三种：
（1、薄膜键输入的HMI，显示尺寸小于5.7ˊ，画面组态软件免费，属初级产品。
（2、触摸屏输入的HMI，显示屏尺寸为5.7ˊ～12.1ˊ，画面组态软件免费，属中级产品。
（3、基于平板PC计算机的、多种通讯口的、高性能HMI，显示尺寸大于10.4ˊ，画面组态软件收费，属高端产品。
对于高端HMI产品，面对5G的个性化定制的市场特征，HMI的“配方功能”会很重要，所谓配方功能，就是一台设备完成不同种类工件的加工，这需要人机界面上具备配方功能，在加工A产品时，执行A配方，加工B产品时，执行B配方，比如西门子公司的MP系列，而如果要实现千人千面的生产需求，也许配方更是一个海量级的，这也是自动化所面临的机遇与挑战。
下面说说工作流程，一个HMI制作应用的制作过程大概是这样的流程：
海哥简短解释一下这些流程，在日后海哥会在每个模块都会有细节教程。
市场调研：了解到市面上的数据量，比如手机用户数量，大部分用户使用时长，竞争对手处于什么样的状态等；
用户画像：了解用户的年龄、地区、行为习惯、心理习惯等，并赋予到一个场景中，了解用户在场景中的整个活动和心理的过程；
需求定位：了解到目标用户的特征后，定制产品或的重点价值，用户为什么需要你，你有什么不一样；
头脑风暴：由不同岗位人员，一起想点子，先畅所欲言，再根据调研和需求来判断合适的点子；
原型设计：原型简单理解为手工纸质品，或模型，可以用塑料泡沫或电脑的Axure等软件，做出实体或虚拟的产品，这需要快速简单进行；
可用性测试：测试原型是否可行，让一些陌生人用用，看他们能理解这是什么，会不会用等；
高保真设计：就是把“毛坯房”变成精装修，开始做最终的视觉效果；
开发制造：开发与机器制造，实现功能；
测试修复：用一种极端条件来检查产品有没有问题，比如24小时运作会不会有问题，突然断电有没有问题；
版本迭代：第一代产品做出来不等于成功了，因为市场在变，用户也在变，需要保持变化，优化产品。
下面是一些问题，可以帮助大家更好了解HMI：
问：HMI看起来不就是一个很厚的触摸屏吗？
答：HMI是由两部分组成，分别是硬件和软件，而像手机或平板的那种触摸屏，只是一个触摸的硬件，这种只是让你能触摸的部件而已，可以理解为台式电脑上的显示器，只是这个显示器可以触摸。
问：PC电脑能当HMI设备用吗？
答：当然可以，只是PC电脑不在会嵌入到机器上，而是通过很长的线或者无线网络连接到机器，而PC电脑需要通过HMI的软件，来操控机器。
问：SCADA与HMI的区别？
答：SCADA是监控和数据采集系统，英文是Supervisory Control And Data Acquisition，它包含HMI，SCADA是整局的工业控制系统，范围更大。
HMI有什么用？海哥认为，有机器的地方就有HMI存在的可能性，特别是5G物联网的“万物互联”的到来，数据不只是在电脑上流动，还会在机器、衣服、鞋子、碗、车等场景中串联，而把目光放在当下，HMI应用领域已经在机器、工厂、建筑物、汽车、高度监管的制药和食品行业、石油/天然气、采矿等领域已经有运作，从这些行业属性来说，你有没发现从事HMI的行业的人，它的市场体量有足够大的想象空间？哈哈，别拉后腿了，与海哥一起跟上。
目前的HMI可以做些什么呢？
（1、实时的信息状态与趋势显示；
（2、图形化、流程化控制生产线监控和控制；
（3、警报的产生和记录；
（4、历史信息的自动记录、报表自动生成；
HMI的意义有哪些呢？
（1、发挥机器应有的功能，因为你可以通过数据显示上了解到；
（2、人工合理调节机器参数，让机器间的协作、使用效率提高；
（3、HMI预警能确保安全与经济提升；
（4、让使用者操作机器和系统更友善，符合他们的生理、心理的需求，提高使用者的满意度；
想在这个行业有所作为，我们怎么能不知道行业的顶尖高手在哪呢？有了标杆，起码可以衡量我们自身的水准，还有我们缺什么，从另外一个角度来说，你如何作战略选择，让自己也能从差异化中，变成另外一个顶尖高手，下面我们看看专注于HMI的企业，海哥找来自动化制造类的和汽车类的，行业很深很大，日后海哥继续挖掘新的。
下面是自动化领域HMI企业。
三菱
三菱奉行的企业经营理念“Changes for the Better”，“One三菱电机”为中国“更好的未来”和实现“更好的社会”做贡献为经营理念。e-F@ctory灵活运用IT技术，将生产现场与上层信息系统直接相连。即可实现工厂的“可视化”，同时又能促进生产设备的高性能化和最优化，缩短开发及调试周期，降低运用及维护成本，从而削减生产工序的整体成本，实现“工厂全面最优化”
西门子
网址：www.industry.siemens.com.cn
面对日益复杂的机器和系统过程，作为一站式供应商，西门子专门设计开发出了 SIMATIC HMI 人机界面技术。SIMATIC HMI 采用开放式、标准化硬件和软件接口，可快速集成到用户的自动化系统中，从而满足用户的特定人机界面需求。
施耐德
施耐德电气是家居、楼宇、数据中心、基础设施和工业领域能源管理与自动化技术数字化转型的领先企业。“我们的科技，无处不在”，施耐德电气确保每一个人，在任何时间，在任何地方都能尽享能效之利。
欧姆龙
创立于1933年的欧姆龙集团是全球知名的自动化控制及电子设备制造厂商，掌握着世界领先的传感与控制核心技术。通过不断创造新的社会需求，欧姆龙集团已在全球拥有超过35,000名员工，营业额达8,595亿日元。产品涉及工业自动化控制系统、电子元器件、汽车电子、社会系统、健康医疗设备等广泛领域，品种多达数十万种。
BEIJER 北尔
北尔电子成立于1981年，总部在瑞典南部的Malmö。北尔电子是上市公司北尔集团三大事业部之一。北尔集团的客户包括 阿法拉法(Alfa Laval)、庞巴迪(Bombardier)、阿尔斯通(Alstom)和艾默生(Emerson)等要求苛刻的大型跨国企业。2018年北尔电子集团销售额达到14亿瑞典克朗。
台达
台达成立于1971年，总部在台湾，为全球提供电源管理及散热解决方案，秉承“Smarter. Greener. Together.”的品牌理念，自动化模块中，专注于交流马达驱动器、电源治理、感测、控制与运动等产品领域的创新研发，同时整合工业自动化产品，继而开发工业控制网络，为全球客户提供全方位的解决方案服务。
汽车中控领域HMI服务企业中，海哥找了三家，他们分别是：HARMAN、INTELLIAS、ELEKTROBIT。
HARMAN
1980年成立，总部在美国，它是三星的子公司，公司员工规模过万，开发联网汽车系统，音频和视频产品，企业自动化和互联服务。北美，欧洲和亚洲汽车制造商是哈曼的客户。该公司还是HMI软件开发服务的先驱提供商。
INTELLIAS
Intellias是一家定制软件工程公司，专注于汽车、基于位置的服务和金融技术行业。公司员工规模上千人。Intellias被Inc. 5000公认为欧洲最有前途，发展最快的私营公司之一。该软件开发公司也被列入全球外包100。
ELEKTROBIT
作为汽车软件行业的领导者，凭借 30 多年为本行业服务的经验，EB 的软件为 1 亿多辆汽车中的逾 10 亿台设备提供支持，并提供针对互联汽车基础设施、人机界面 (HMI) 技术、导航、辅助驾驶、电子控制单元 (ECU) 和软件工程服务的灵活、创新的解决方案。
总结一下，今天的《海哥HMI人机交互》，海哥带你了解了HMI是什么，可以简单理解HMI就是一个平板PC，既包含了硬件，又包括了软件系统，硬件方面核心是看处理器，而软件方面需要用组态软件来开发，针对项目来做定制开发，开发出来的工程文件，通过串口下载到HMI的处理器上，这样HMI就可以管控自动化生产的设备，HMI是SCADA总要组成部分。
文章来源：站酷