एचएमआई या मानव मशीन इंटरफेस क्या है?

ह्यूमन मशीन इंटरफ़ेस या HMI को किसी विशेष डिवाइस या सॉफ़्टवेयर एप्लिकेशन की एक विशेषता या घटक के रूप में परिभाषित किया जाता है जो मनुष्यों को मशीनों के साथ बातचीत करने में सक्षम बनाता है। हमारे दैनिक जीवन में पाए जाने वाले कुछ सामान्य HMI उपकरणों में टचस्क्रीन और कीबोर्ड शामिल हैं।

औद्योगिक वातावरण में उपयोग किए जाने वाले HMI मुख्य रूप से स्क्रीन या टचस्क्रीन होते हैं जो उपयोगकर्ताओं को मशीनों, प्रणालियों या उपकरणों से जोड़ते हैं। प्लांट ऑपरेटर मशीनों और उनकी उत्पादन लाइनों को नियंत्रित और स्वचालित करने के लिए HMI का उपयोग करते हैं। HMI प्लांट मशीनों, उन्नत टचस्क्रीन, मल्टी-टच सक्षम नियंत्रण पैनल, पुश बटन, कीपैड वाले कंप्यूटर, मोबाइल डिवाइस या टैबलेट पर लगाए जाने वाले सरल स्क्रीन डिस्प्ले हो सकते हैं।

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मानव-मशीन इंटरफ़ेस का विकास
बैच प्रोसेसिंग का उपयोग करके मशीनों के साथ बातचीत करना

1950 के दशक में, जहां तक ​​इनपुट का सवाल था, मशीनों से निपटने के लिए बैच प्रोसेसिंग प्रमुख तरीका था।

बैच प्रोसेसिंग के लिए उपयोगकर्ता को सभी विवरण और कार्यों के अनुक्रम को निर्दिष्ट करना आवश्यक था, आमतौर पर पंच कार्ड का उपयोग करके। इस पंच कार्ड को मशीन में डाला गया था। मशीन पंच कार्ड का मूल्यांकन करती है और परिणाम प्रदान करती है। बैच प्रोसेसिंग मानव-मशीन इंटरैक्शन का एक प्रभावी तरीका नहीं है क्योंकि इस तकनीक में त्रुटियों की संभावना होती है।

कमांड लाइन इंटरफ़ेस का उपयोग करके मशीनों के साथ बातचीत करना

कमांड लाइन इंटरफ़ेस का विकास बैच प्रोसेसिंग के बाद होता है। कमांड लाइन प्रोसेसिंग उपयोगकर्ता के लिए मशीन के साथ बातचीत करने का एक अधिक इंटरैक्टिव तरीका है और उपयोगकर्ता को मशीन को सीधे कमांड जारी करने की अनुमति देता है। यह एक प्रोग्राम का उपयोग करके पाठ की क्रमिक पंक्तियों को दर्ज करके किया जाता है जो पाठ स्वीकार करता है। 1960 के दशक में मशीनों से निपटने का यह प्राथमिक तरीका था।

ग्राफ़िकल यूजर इंटरफेस का उपयोग करके मशीनों के साथ बातचीत करना

ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (GUI) मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन का अगला चरण है। ये इंटरफेस अंतिम उपयोगकर्ताओं को विंडो, बटन और आइकन जैसे समृद्ध ग्राफिकल तत्वों का उपयोग करके मशीनों के साथ बातचीत करने की अनुमति देते हैं। इसे WIMP मॉडल (विंडो, आइकन, मेनू और पॉइंटर्स) कहा जाता है। जुड़ाव के लिए उपयोग किए जाने वाले वास्तविक उपकरणों में कीबोर्ड और माउस जैसे उपकरण शामिल हैं।

पोस्ट-डब्लूआईएमपी चरण

आधुनिक समाज में कंप्यूटर और प्रौद्योगिकी के बढ़ते उपयोग के साथ, मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन के अधिक परिष्कृत स्तर की आवश्यकता है। इसने टचस्क्रीन और ग्रिपेबल यूजर इंटरफेस के विकास को जन्म दिया है जो उपयोगकर्ताओं को भौतिक हैंडल का उपयोग करके आभासी वस्तुओं के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है।

एचएमआई और विनिर्माण
 

SCADA प्रणालियों में HMI की भूमिका

अधिकांश SCADA (पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण) प्रणालियां कुशलतापूर्वक संचालित होने के लिए एम्बेडेड HMI घटकों पर निर्भर करती हैं; SCADA प्रणाली किसी संयंत्र या सुविधा में मुख्य समग्र नियंत्रण प्रणाली है और होने वाले सभी जटिल कार्यों को विनियमित करने के लिए जिम्मेदार है।

परंपरागत रूप से, किसी उत्पादन लाइन को HMI के साथ एकीकृत करने के लिए, HMI को प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) से जोड़ा जाना चाहिए और HMI PLC से प्राप्त डेटा को प्रदर्शित करता है और उपयोगकर्ता से PLC को इनपुट प्रदान करता है। ये ग्राफ़िकल डिस्प्ले अक्सर बहुत सरल होते हैं।

एक बुनियादी एचएमआई ऑपरेटर या संयंत्र प्रबंधक को मशीन तापमान, प्रक्रिया गणना, मशीन की स्थिति और सामग्री गणना जैसे विशिष्ट मापदंडों की जांच करने की अनुमति देता है।

एचएमआई और एससीएडीए के उदाहरण

एचएमआई से जुड़े मानक परिदृश्य कई जल और अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में पाए जाते हैं। इन सुविधाओं को अक्सर चुनौतियों का सामना करना पड़ता है क्योंकि जल उपचार में कई चरण शामिल होते हैं, जैसे स्क्रीनिंग, पंपिंग और विभिन्न हानिकारक सूक्ष्मजीवों और अवशेषों को हटाना। इसके अलावा, उपचार का प्रत्येक चरण ऐसे क्षेत्रों में हो सकता है जो किलोमीटर दूर हैं, जिसका अर्थ है कि उपकरणों और प्रक्रियाओं की निगरानी और नियंत्रण एक चुनौती हो सकती है।

SCADA प्रणाली में एकीकृत HMI स्क्रीन आमतौर पर एक PLC से जुड़ी होती है, जो ऑपरेटर को जल स्तर, pH, पंप, घुले हुए ठोस पदार्थों या कुछ विषैले रसायनों के स्तर की दूर से निगरानी करने की अनुमति देती है।

एचएमआई का उपयोग टैंक स्तर के आधार पर पंपों को चालू और बंद करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, यदि पीएच एक निश्चित स्तर से नीचे चला जाता है, तो एचएमआई आमतौर पर एक अलार्म प्रदर्शित करता है, जिसे टच स्क्रीन मॉनिटर का उपयोग करके समायोजित किया जा सकता है। इस तरह, एचएमआई ऑपरेटर को जल उपचार की प्रक्रियाओं और चरणों की निगरानी और नियंत्रण करने में सक्षम बनाता है।

स्मार्ट फैक्ट्री वातावरण के लिए विकसित कई आधुनिक औद्योगिक एचएमआई मल्टीमीडिया क्षमताओं से भरपूर हैं। वे उपयोगकर्ताओं को मशीन की स्थिति, ई-मेल अलर्ट के बारे में एकीकृत एसएमएस अलर्ट प्राप्त करने और प्लांट फ्लोर प्रक्रियाओं के एकीकृत वीडियो देखने की अनुमति देते हैं। अधिक परिष्कृत एचएमआई कई साइटों पर कई मशीनों और संचालन के रिमोट कंट्रोल की अनुमति देते हैं, साथ ही प्लांट संचालन का विश्लेषण भी करते हैं। एचएमआई विनिर्माण और प्लांट से संबंधित KPI के साथ डैशबोर्ड भी प्रदर्शित कर सकते हैं।

परिणामस्वरूप, एचएमआई की भूमिका तेजी से विकसित हो रही है क्योंकि नई प्रौद्योगिकियों का एकीकरण जारी है।

आपके संयंत्र के लिए उन्नत एचएमआई में निवेश के मुख्य लाभ

आज बाजार में कई उन्नत एचएमआई उपलब्ध हैं जो प्लांट मशीनरी की निगरानी और नियंत्रण कर सकते हैं। कई विशेषताओं वाले उन्नत एचएमआई में निवेश करने के मामले में, जैसे कि मशीनों की दूर से निगरानी करने और केपीआई आउटपुट डैशबोर्ड का उपयोग करने की क्षमता, मुख्य लाभ प्लांट प्रक्रियाओं और संचालन को सुव्यवस्थित करना है।

एक और बड़ा लाभ महत्वपूर्ण वास्तविक समय डेटा को आसानी से देखने की क्षमता है। आधुनिक उन्नत एचएमआई की ये विशेषताएं संयंत्र पर्यावरण की जटिलता को कम करने में बहुत मदद करती हैं।

इसके अलावा, प्लांट मालिक बदलती या चुनौतीपूर्ण स्थितियों पर तुरंत प्रतिक्रिया देने के लिए एचएमआई का उपयोग कर सकते हैं। परिणामस्वरूप, डाउनटाइम कम होने के कारण दक्षता बढ़ जाती है। इससे प्लांट मालिकों को बुद्धिमान सिस्टम मिलते हैं जो लागत और बर्बादी को कम कर सकते हैं और अंततः प्रक्रियाओं और लाभप्रदता में सुधार कर सकते हैं।

भविष्य में, एज या मशीन-स्तरीय एचएमआई और भी अधिक शक्तिशाली हो जाएंगे और उन्हें वास्तविक समय में प्रतिस्पर्धा करने का अवसर मिलेगा।

क्या मुझे एचएमआई बनाना चाहिए या खरीदना चाहिए?

फैक्ट्री मालिकों के सामने अक्सर यह सवाल आता है, "क्या मुझे HMI बनाना चाहिए या खरीदना चाहिए?" यह एक बहुत ही व्यापक सवाल है जिसका कोई आसान जवाब नहीं है क्योंकि इसमें विचार करने के लिए कई चर हैं। पूछे जाने वाले कुछ सवाल ये हैं:

• किसी कारखाने में एचएमआई को किन प्रक्रियाओं और परिचालनों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है?
• संयंत्र को किन मशीनों और मापदंडों की निगरानी की आवश्यकता है?
• एचएमआई कितना जटिल होना चाहिए?
• क्या संगठन के पास आंतरिक विशेषज्ञता और ज्ञान है?
• क्या फैक्ट्री मालिक के पास एचएमआई को डिजाइन करने, विकसित करने और परीक्षण करने का समय है।
• बाजार में उत्पादों को तेजी से आधुनिक बनाने की जरूरत है और क्या कंपनी के भीतर ऐसा करना संभव है
• बाजार भी तेजी से तकनीकी प्रगति पर जोर दे रहा है, इसलिए समान विचार लागू होते हैं
• क्या मौजूदा इन-हाउस विकास टीम में बाहरी प्रौद्योगिकी को शामिल करना संभव है
• उपलब्ध बजट क्या है?
• अंतिम लक्ष्य क्या है; एक शोध परियोजना के लिए एक सरल प्रोटोटाइप या एचएमआई का पूर्णतः कार्यशील नियंत्रित संस्करण?

अंततः, जब तक कि प्लांट मालिक या निर्माता को एचएमआई को डिजाइन करने, विकसित करने और बनाने का अनुभव न हो, तब तक इसे खरीदना अधिक समझदारी भरा होता है। इससे समय की बचत होगी और एक ऐसा समाधान मिलेगा जिसका परीक्षण किया जा चुका है। कम से कम, शोध किया जाना चाहिए और निर्माता या प्लांट मालिक को अपना खुद का एचएमआई डिजाइन करने से पहले किसी सलाहकार या विशेषज्ञ से परामर्श करना चाहिए।

मानव-कंप्यूटर संपर्क का भविष्य

वर्तमान में, HCI के अगले स्तर का भविष्य कैसा हो सकता है, इस बारे में विभिन्न भविष्यवाणियाँ की जा रही हैं। क्लाउड कंप्यूटिंग, संज्ञानात्मक कंप्यूटिंग और इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IoT) जैसी सभी तकनीकों से HCI के अगले स्तर के विकास में भूमिका निभाने की उम्मीद है।
 

यह अनुमान लगाना एक चुनौती है कि जुड़ाव के अगले स्तर पर क्या उभर कर आएगा। हालांकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि मानव-कंप्यूटर साझेदारी का उच्च स्तर होगा जो उद्योगों में उत्पादकता को बढ़ावा देगा।

उद्योग 4.0 की मांगों के संदर्भ में, औद्योगिक एचएमआई में नई और उभरती प्रौद्योगिकियों का और अधिक एकीकरण भी देखने को मिलेगा, जिसका समग्र रूप से एचएमआई पर प्रभाव पड़ेगा।