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Como a Indústria 4.0 está impulsionando a tecnologia IHM

Em um contexto industrial, uma interface homem-máquina (IHM) permite que um operador interaja com sua máquina ou processo. Ela mostra o status da máquina e permite que o operador insira comandos.

Mas uma IHM pode ser implementada de várias maneiras, utilizando níveis de tecnologia extremamente variados.

A segunda revolução industrial – que durou de 1870 até cerca de 1970 – viu a chegada da produção em massa usando energia elétrica. Nesse ambiente, as IHMs eram compostas por lâmpadas de exibição, medidores analógicos de painel, interruptores e botões de pressão. No entanto, o advento da terceira revolução industrial, a partir de cerca de 1970, fez com que a produção se tornasse automatizada. Os operadores tinham que entender e reagir ao status de um grande número de itens da planta e avaliar como eles interagiam entre si em tempo real.

Isso significava que representar cada variável da planta com dispositivos discretos, como interruptores e lâmpadas, não era mais prático, pois a quantidade envolvida rapidamente excederia tanto a capacidade do painel de controle quanto a do operador. Além disso, a quantidade de informações fornecidas era severamente limitada e, acima de tudo, o design do painel de controle era totalmente inflexível.

A resposta foi reunir todas as saídas dos sensores da planta em um CRT ou, à medida que se tornaram disponíveis, em um monitor de tela plana. Os operadores podiam responder ao status exibido da planta usando um teclado e mouse ou, mais recentemente, uma tela sensível ao toque. Note que isso não eliminou completamente os componentes de entrada e saída (I/O) discretos, que na verdade ainda hoje desempenham uma função junto com as soluções HMI mais avançadas.

No entanto, a digitalização e o crescimento da Indústria 4.0, desde cerca de 2014, fizeram com que as soluções simples de monitor de tela plana se tornassem inadequadas. Por várias razões que iremos explorar, os ambientes da Indústria 4.0 geram vastas quantidades de dados, que devem ser apresentados aos operadores em formatos facilmente assimiláveis. Eles precisam receber informações em vez de dados. Os operadores também precisam responder de maneiras mais sofisticadas e complexas.

Tudo isso significa que, embora a maioria das IHMs ainda seja baseada em monitores de tela plana, seu hardware, software e poder de processamento são muito diferentes dos de, digamos, 20 anos atrás. E os sistemas de tela plana já não são mais tudo; algumas aplicações agora estão se beneficiando de tecnologias de Realidade Aumentada (AR) e Realidade Virtual (VR).

Assim, agora examinaremos a natureza e o volume de dados gerados pelas instalações da Indústria 4.0, por que isso apresenta um desafio para o projeto de IHM e as soluções de software e hardware agora disponíveis para enfrentar esse desafio. Também revisaremos as tendências mais recentes relacionadas à AR e VR e seu impacto no design de IHM.

A indústria 4.0 e seu alto volume de dados

O termo Indústria 4.0 foi introduzido pela primeira vez em 2011 por cientistas alemães para promover os avanços em IA e automação industrial em relação às tecnologias anteriores. Também conhecida como a quarta Revolução Industrial, 4IR, ou manufatura inteligente, ela se baseia nas invenções da Terceira Revolução Industrial – ou revolução digital – que nos trouxe computadores, eletrônicos mais funcionais, a Internet e muito mais. A Indústria 4.0 leva o desenvolvimento além do que era possível anteriormente, com vários tipos fundamentais de tecnologias disruptivas que podem ser aplicadas em toda a cadeia de valor:

Conectividade, dados e poder computacional: tecnologia em nuvem, Internet das Coisas Industrial (IIoT), blockchain, redes inteligentes, dispositivos de borda.

Sistemas autônomos realizam tarefas específicas de forma autônoma, sem interação humana, utilizando algoritmos de IA. Na manufatura, sistemas autônomos podem coletar informações do ambiente, se adaptar e tomar decisões baseadas em dados sem a intervenção de um usuário humano.

A Robótica avançada engloba sistemas que combinam a sofisticação do hardware dos robôs com sensores inteligentes (por exemplo, ultrassom, sensores de luz, sensores de toque, etc.), o que os torna mais fáceis de treinar para executar tarefas repetitivas e não repetitivas em um ambiente de manufatura.

Análise de manufatura: Para analisar os dados coletados de processos de manufatura e tomar decisões baseadas em dados sobre produtos, processos, inventários e ativos, bem como inferir insights sobre as necessidades dos clientes e tendências de mercado. Análises avançadas em sistemas de manutenção preditiva podem reduzir o tempo de inatividade dos equipamentos em 50% e aumentar a produção em 20%.

Interação homem-máquina: Realidade virtual (VR) e realidade aumentada (AR), robótica e automação, veículos guiados autônomos, simulações como gêmeos digitais.

Engenharia avançada: Manufatura aditiva (como impressão 3D), energia renovável, nanopartículas.

Soluções de cibersegurança visam proteger os dados empresariais, incluindo processos de manufatura, inventários, ativos, custos e dados de clientes.

O objetivo da Indústria 4.0 é melhorar a produção, reduzir custos e otimizar processos criando máquinas e sistemas de manufatura inteligentes que sejam conectados, automatizados e analisados de forma minuciosa.

O impacto dos dados da Indústria 4.0 nas IHMs

Se considerarmos esses fatores, podemos ver que um terminal de IHM da Indústria 4.0 – e seu operador – será submetido a níveis muito mais altos de dados recebidos do que um sistema tradicional de controle distribuído (DCS), sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA) ou terminal de IHM de controladores lógicos programáveis (CLP).

Primeiramente, a quantidade de equipamentos de vários tipos e aplicações diversas que agora devem ser gerenciados é muito maior. Em segundo lugar, o volume de dados gerados por cada máquina pode ser muito maior. Por exemplo, uma máquina que antes apenas fornecia dados em tempo real sobre sua produtividade e condições operacionais atuais agora pode fornecer dados adicionais sobre, por exemplo, a temperatura do motor e a vibração para informar análises de manutenção preditiva.

O fabricante de IHMs e PCs embarcados Advantech vê a conectividade e o Big Data como questões chave para o design de IHM na Indústria 4.0: “Na manufatura inteligente, mais funções de controle são necessárias para processar maior complexidade de dados e maiores quantidades de dados. As IHMs devem ser capazes de uma nova geração de protocolos de comunicação para garantir a estabilidade e a imediatidade da transmissão de dados entre os CLPs.

“Além disso, a análise de big data é um ativo valioso ao desenvolver uma estratégia de transformação digital, portanto, a aquisição de dados é fundamental para as operações de manufatura e fábrica. As IHMs também precisam fornecer conectividade poderosa com PCs ou sensores para a transmissão de dados via Ethernet ou Wi-Fi, além de suportar programas de monitoramento e sistemas de coleta de dados como o SCADA.”

Como a padronização está ajudando no design de IHMs da Indústria 4.0

Em sistemas tradicionais de controle de processos ou produção, as IHMs tendem a usar um amplo espectro de cores, com gráficos desnecessários, distrações visuais e falta de consciência situacional geral. Esses displays podem sofrer de navegação inconsistente, apresentação de dados de difícil compreensão, representação inadequada de alarmes e falta de metodologia de exibição.

Isso pode levar a procedimentos operacionais inadequados, como operar apenas pelos alarmes, onde um operador responde apenas aos alarmes sem entender a causa raiz das condições de alarme.

Em outros casos, uma IHM mal projetada resultará em problemas evitáveis e aumentará a probabilidade de uma resposta menos que ideal a uma situação anormal.

O padrão de design de IHM ISA-101 como solução: Em 2003, a International Society of Automation, ou ISA, encarregou um grupo de usuários finais, operadores e engenheiros de começar a trabalhar em um padrão.

Em 2015, doze anos depois, eles publicaram o Padrão de Design de IHM ISA-101, intitulado “Interfaces Homem-Máquina para Sistemas de Automação de Processos”. Este é um conjunto de diretrizes, princípios e filosofias para desenvolver gráficos em uma IHM de processo. Este padrão é destinado a criar uma interface de operador mais funcional, fácil de entender e orientada por informações.

As principais maneiras pelas quais o ISA-101 busca definir uma IHM de alto desempenho incluem:

Uso adequado de cores: Em vez de gráficos intensos e coloridos, a IHM de alto desempenho é desenvolvida em tons de cinza, com a cor destinada a chamar a atenção. Em uma tela em tons de cinza, o uso de cor é destinado a indicar rapidamente uma situação anormal. Foi demonstrado que o novo uso de cores sozinho resultou em uma melhoria de 48% na detecção de situações anormais antes que os alarmes ocorram.

Uma bomba será mostrada como branca quando estiver funcionando e cinza escuro quando parada. Será exibida em cinza médio se não estiver enviando feedback.

Uso de informação sobre dados: Muitas IHMs terão dezenas ou mais pontos de dados visíveis na tela, mas nada para um operador determinar o que esses dados significam.

Um indicador de pressão pode ler 900 psi, mas isso é bom ou ruim? Utilizando um indicador de faixa normal com uma variável de processo, o operador pode tomar uma decisão rápida para corrigir uma situação que está se afastando da normalidade.

Gráficos de exibição de tendência podem ser sobrepostos à imagem de exibição de um tanque. Isso dá ao operador uma visão imediata dos dados históricos, permitindo que ele faça os ajustes necessários no processo antes que um produto saia da especificação ou um tanque transborde.

Um conceito muito importante na IHM de Alto Desempenho é manter a tela simples e descomplicada. Uma representação simples de um recipiente com uma válvula e uma bomba é tudo o que é necessário.

O padrão também define uma hierarquia de exibição. Criar um sistema hierárquico de exibições dá aos operadores uma consciência situacional geral e a capacidade de aprofundar-se em pontos de dados muito específicos quando necessário.

Os quatro níveis de hierarquia são:

  1. Consciência situacional geral
  2. Visão mais detalhada
  3. Detalhes do equipamento
  4. Diagnósticos

Hardware da IHM

Atualmente, um terminal de IHM convencional inclui três funções principais de hardware: um dispositivo ou dispositivos de entrada, eletrônicos ou inteligência de controle integrada e um dispositivo ou dispositivos de saída.

Dispositivos de entrada: Além de teclado e mouse, os tipos de entrada incluem tela sensível ao toque, reconhecimento de gestos, ativação por voz e botões.

Touch screens: A escolha do tipo de tela sensível ao toque da IHM depende dos requisitos dos usuários. Se a aplicação requer capacidades multi-touch precisas e exatas, como gestos de zoom, arrastar, deslizar e pinçar, os tipos de tela sensível ao toque de controle capacitivo projetado (P-CAP) são ideais.

Embora as telas sensíveis ao toque capacitivas sejam mais sensíveis e responsivas do que as telas sensíveis ao toque resistivas, elas exigem contato direto com um objeto condutor, como um dedo ou uma caneta especial. Em ambientes industriais onde os operadores precisam usar luvas, os tipos de tela sensível ao toque resistiva (RTS) têm um desempenho melhor, sendo confiáveis e econômicos.

Interfaces ativadas por voz: Interfaces ativadas por voz, também conhecidas como sistemas de reconhecimento de voz, permitem que os usuários interajam com sistemas de IHM usando comandos falados. Essas interfaces podem ser altamente vantajosas em situações onde o usuário não pode interagir com dispositivos de entrada tradicionais, como teclados, mouses ou telas sensíveis ao toque. As interfaces ativadas por voz se tornaram mais populares nos últimos anos devido aos avanços no processamento de linguagem natural e nos algoritmos de aprendizado de máquina. Esses avanços melhoraram muito a precisão e a capacidade de resposta dos sistemas de reconhecimento de voz.

As interfaces baseadas em gestos permitem que os usuários interajam com sistemas de IHM por meio de movimentos físicos e gestos. Essas interfaces ganharam popularidade devido à sua natureza intuitiva e ao potencial de proporcionar uma experiência de usuário mais imersiva e natural. Os sistemas de reconhecimento de gestos normalmente dependem de vários sensores e câmeras para rastrear e interpretar os movimentos do usuário, permitindo que os sistemas de IHM respondam de acordo.

Os botões físicos foram usados como dispositivos de entrada muito antes do termo “IHM” ser cunhado – e eles ainda são importantes hoje em algumas situações. Eles fornecem um ótimo feedback tátil, o que é particularmente importante para pessoas com deficiências visuais.

Os botões físicos também são úteis para eliminar problemas encontrados ao usar IHMs com tela sensível ao toque: ou seja, dificuldade em distinguir alterações gráficas na tela sob luz solar, deslocamento e alvos pouco claros, e a necessidade de olhar para uma tela ao executar tarefas importantes.

O SPC-821-MLA da Advantech é um monitor industrial de 21,5” que acomoda as preferências dos usuários por botões físicos, proporcionando uma tela sensível ao toque para uma operação mais eficiente, conforme mostrado na Figura 1.

Figura 1: Monitor industrial SPC-821-MLA de 21,5” da Advantech com botões

Inteligência da IHM e hardware de computação

Os terminais de IHM atuais vêm em dois tipos: smart ou thin client. Uma IHM smart compreende uma montagem integrada com um poderoso PC industrial montado atrás do painel de exibição TFT (ou possivelmente LCD). Um thin client possui um PC industrial menos potente ou possivelmente nenhuma inteligência embutida – ele simplesmente possui eletrônicos de controle para o painel de exibição e tela sensível ao toque.

As IHMs com alta capacidade de computação são necessárias para aplicações que processam big data ou imagens de alta resolução, como aplicações de inspeção de defeitos utilizadas em processos de controle de qualidade na indústria de alimentos e bebidas, cálculos de dados e imagens usados na fabricação de eletrônicos, e tecnologia de reconhecimento facial para pessoas que trabalham em locais públicos. A Advantech, por exemplo, oferece soluções premium de PC industrial com painel, incluindo a série de PCs com painel sensível ao toque sem ventilador TPC-B610, e a série de PCs com painel configurável PPC-600 para realizar aplicações da Indústria 4.0.

Por outro lado, se a exigência de computação de dados for mais leve, recomenda-se um terminal IHM thin-client com menor consumo de energia e menor custo. Além disso, se o PC com painel for servir como um terminal web, a Advantech oferece uma série de terminais IHM com navegador web embutido e recursos rápidos de desenvolvimento de aplicativos web. A Advantech fornece soluções IHM industriais thin-client econômicas e séries de terminais com navegador web para se adequar a diferentes cenários.

Telas de exibição

A escolha da tela de exibição para um terminal de IHM depende do tipo de aplicação e do ambiente físico de operação.

Se for em uma área de processo, precisará de proteção com classificação IP contra entrada de poeira e líquidos. Também pode precisar de proteção contra vibrações criadas por máquinas pesadas próximas. Se for para uso externo, precisará de proteção contra temperaturas extremas .

A legibilidade à luz solar pode ser um problema em alguns locais. Telas de alto brilho também podem ser essenciais, enquanto as relações de contraste também afetam a legibilidade.

Opções personalizáveis, como botões, teclas de função e cores de moldura, também podem ser úteis.

Se a IHM for para uma aplicação relativamente simples, como controlar uma única máquina, então uma tela menor e de menor custo, ocupando menos espaço, pode ser usada para lidar com os requisitos de exibição limitados – veja o exemplo na Fig.2.

No entanto, se várias máquinas estiverem envolvidas, ou se a tela for usada para visualizar dados mais sofisticados, como análise de desempenho, manutenção preditiva ou otimização de processos, então telas maiores e de maior resolução se tornam necessárias. Elas podem apresentar a informação complexa envolvida com clareza e detalhes suficientes.

Figura 2: HMI OMRON NB5Q-TW00B, display colorido TFT LCD de 3,5″

Software IHM

As aplicações de IHM variam desde o monitoramento de máquinas individuais até a supervisão de uma fábrica inteira. Consequentemente, diferentes tipos de software de IHM estão disponíveis para lidar com esses diversos requisitos:

O software de supervisão oferece uma visão de alto nível de todo o sistema industrial. Ele permite que os operadores monitorem e controlem várias máquinas ou processos a partir de um local central.

Os recursos incluem visualização de dados em tempo real, alarmes, tendências históricas e gerenciamento de todo o sistema.

As IHMs de supervisão são comumente usadas em plantas de manufatura de grande escala, serviços públicos e sistemas de infraestrutura.

As IHMs de nível de máquina são dedicadas a máquinas ou equipamentos específicos. Elas oferecem capacidades de controle e monitoramento dedicados. Essas IHMs são normalmente instaladas diretamente na máquina ou integradas ao seu painel de controle.

Os recursos incluem gráficos específicos da máquina, alarmes, diagnósticos e interação do operador.

As IHMs de nível de máquina são prevalentes em máquinas individuais, robôs, transportadores e linhas de montagem.

As IHMs de manipulação de dados focam na análise de dados, relatórios e visualização. Elas coletam e processam dados de várias fontes (sensores, CLPs, bancos de dados) e os apresentam de forma significativa.

As IHMs de manipulação de dados são essenciais para análise de desempenho, manutenção preditiva e otimização de processos.

Alguns exemplos reais de tecnologias avançadas de IHM

Até agora, discutimos vários aspectos de hardware e software de IHM em termos bastante genéricos – uma visão geral de como fabricantes e usuários de IHM estão respondendo ao desafio da Indústria 4.0.

No entanto, podemos destacar alguns dos melhores exemplos de inovação recente ao analisar alguns exemplos específicos de fabricantes, como abaixo.

Schneider Electric ecoStruxure™ Augmented Operator Advisor

O EcoStruxure™ Augmented Operator Advisor da Schneider Electric é uma ferramenta poderosa que combina realidade aumentada com ambientes reais para diagnóstico instantâneo e manutenção sem contato. Ele sobrepõe dinamicamente informações contextuais e locais em um dispositivo móvel, criando uma fusão perfeita do mundo físico com objetos virtuais. Operadores podem sobrepor dados atuais e objetos virtuais em um gabinete, máquina ou planta. Essa solução inovadora melhora a eficiência e reduz os custos.

Figura 3: O EcoStruxure Augmented Operator Advisor coloca informações em tempo real ao seu alcance, quando e onde for necessário

Os operadores podem virtualmente ‘abrir’ um gabinete elétrico e visualizar seus componentes internos e layout, ou acessar partes ocultas. Eles podem então acompanhar o status de operação da máquina com diversas cores no display. O modo de detecção permite que os operadores reconheçam uma cena por meio de tags ou imagens 2D para uma detecção fácil e rápida de falhas em todas as situações.

Eles também podem liberar suas mãos para trabalhar em uma máquina congelando uma imagem e colocando o tablet em uma superfície de trabalho próxima. O aplicativo guia os operadores através dos procedimentos fornecendo instruções passo a passo no tablet.

Eles podem informar suas tarefas de manutenção e reparo acessando uma ampla seleção de dados em tempo real de CLPs, documentos, imagens, páginas da web, notas, etiquetas e dados de um banco de dados SQL. Arquivos PDF com documentação técnica do equipamento, bem como diagramas elétricos, imagens e vídeos, são fáceis de encontrar.

O aplicativo pode ser baixado em tablets Android, Windows ou iOS, e os idiomas do projeto podem ser alterados instantaneamente.

O EcoStruxure™ Augmented Operator Advisor faz parte da plataforma EcoStruxure da Schneider, que está no centro da arquitetura de sistema IoT da empresa. Ele conecta tudo em uma empresa, desde o chão de fábrica até o último andar, e coleta dados críticos, desde sensores até a nuvem. A análise de dados para descobrir insights significativos, permite que os usuários baseiem ações em informações em tempo real e lógica de negócios. A Plataforma EcoStruxure é a espinha dorsal tecnológica fundamental na qual as soluções da Schneider Electric são construídas e entregues.

O EcoStruxure também é suportado por produtos de hardware, como o display de painel sensível ao toque de 7″ mostrado na Figura 4.

Figura 4: Tela sensível ao toque HMISTM6400 da Schneider Electric, 7″, WVGA TFT LCD, 24 Vdc, terminal de operação ecoStruxure especialista

Siemens WinCC

O sistema unificado Siemens Simatic WinCC compreende um poderoso software de IHM usado para visualização e controle de processos. Ele permite aos usuários superar os desafios da digitalização e criar interfaces interativas para máquinas e sistemas industriais. Combina tecnologias web e de edge modernas e seguras.

Com o Simatic WinCC, os usuários podem otimizar o guia do operador e são apoiados no planejamento e rastreabilidade dos processos de produção. Eles têm acesso flexível a todos os dados e são fornecidos com ferramentas eficientes para análise e minimização do tempo de inatividade.

Baseado em tecnologias web como HTML5, SVG e JavaScript, o WinCC oferece boa usabilidade, independentemente do dispositivo utilizado. O WinCC Unified permite que operadores autorizados acessem o sistema via qualquer navegador web atual, sem a necessidade de instalar plug-ins separados.

Desde o painel de controle diretamente na máquina até soluções complexas baseadas em PC: o SIMATIC WinCC Unified oferece uma ampla gama de opções para requisitos específicos da indústria e pode ser utilizado para aplicações específicas do usuário com suas interfaces abertas. Novas tecnologias e design aberto permitem que os usuários troquem dados facilmente do WinCC Unified com outros sistemas.

As tecnologias utilizadas garantem máxima flexibilidade para o WinCC Unified na escolha do ambiente de tempo de execução. Além dos sistemas de painel e PC estabelecidos, o WinCC Unified pode ser usado em futuros ambientes industriais Edge.

A empresa também fornece hardware compatível para computação e display, incluindo seus painéis Simatic HMI Unified. Estes são uma nova geração de painéis multitoque de operador com tecnologias web e edge modernas, para conceitos operacionais inovadores e para uso até mesmo em condições ambientais especiais, como em áreas perigosas, higiênicas ou na construção naval.

Os painéis Simatic HMI Unified estão disponíveis nas versões Basic e Comfort.

Os painéis Basic são compactos, rápidos na visualização e têm tudo o que é necessário para implementar soluções sensíveis ao preço.

Os painéis Simatic HMI Unified Comfort, com seus displays capacitivos multitoque (em tamanhos de 7 a 21,5 polegadas), oferecem a liberdade e as possibilidades necessárias para implementar conceitos operacionais inovadores. Os painéis são particularmente poderosos, permitem a instalação de aplicativos e simplificam o dimensionamento graças à visualização baseada em vetores.

Os painéis Comfort Unified são as adições mais recentes a uma ampla gama de painéis Simatic de diversos tamanhos, custos e capacidades, o que permite aos usuários escolher os painéis mais adequados para sua aplicação e orçamento. A Figura 5 mostra um exemplo de um painel Simatic.

Figura 5: Tela sensível ao toque Siemens Simatic KTP700 Basic de 7″, TFT, configurável pelo WinCC

Realidade estendida

A maioria dos processos atuais de produção e manufatura é baseado em tecnologias tradicionais, mesmo que estejam cada vez mais abraçando a digitalização. Da mesma forma, as IHMs que fornecem visibilidade e controle desses processos utilizam tecnologias de tela sensível ao toque bem estabelecidas, embora, como vimos, algumas agora empreguem Realidade Aumentada.

No entanto, dispositivos e máquinas equipados com novas tecnologias-chave como Inteligência Artificial e robótica cada vez mais trazem novos fluxos de trabalho que incluem tanto informações de trabalho físico quanto digital. Seu uso requer um constante e intenso intercâmbio de informações, aumentando a complexidade da interação entre trabalhadores humanos e máquinas.

Interfaces homem-máquina tradicionais são insuficientes para fornecer contexto suficiente e interação eficiente entre humanos e máquinas avançadas. Isso impulsionou o desenvolvimento e adoção de novas tecnologias de interface impulsionadas por IA e IoT, pioneiras nas indústrias criativas, que já foram aplicadas em escala significativa à manufatura e que estão se expandindo rapidamente para Transporte e Logística, trazendo eficiência operacional a um nível inimaginável uma década atrás.

Esta nova onda de tecnologias de interface é incluída sob o guarda-chuva da Realidade Estendida. Essas tecnologias aprimoram os sentidos humanos, fornecendo informações adicionais, seja sobre o mundo real ou através de mundos simulados para os humanos experimentarem, com o objetivo de monitorar, gerenciar e tomar decisões trabalhando com máquinas avançadas. Realidade Estendida inclui tecnologias de realidade virtual (VR), realidade aumentada (AR) e realidade mista (MR).

A realidade virtual (VR) oferece uma experiência imersiva completa em um ambiente gerado por computador. Seu uso já é amplamente difundido no setor criativo e também foi adotado pelo comércio varejista, mas a VR tem pouca aplicabilidade e oferece benefícios limitados para os setores de manufatura e logística.

A realidade aumentada (AR) é uma interface mais evoluída e útil do que a realidade virtual. Ao contrário da realidade virtual, que requer que o usuário habite um ambiente virtual, aplicativos de AR sobrepõem informações digitais, como gráficos 3D digitais e imagens geradas por computador dos equipamentos, sobre o ambiente físico do usuário. Assim, a AR proporciona um ambiente mais natural para os trabalhadores instruírem máquinas avançadas, muitas vezes através do movimento físico humano. Seu uso é particularmente eficiente quando é necessário modificar as tarefas realizadas pela máquina, pois a AR oferece um painel interativo que evita pausas custosas de reprogramação.

A realidade mista (MR) é uma tecnologia emergente que combina VR e AR, facilitando o trabalho em um ambiente do mundo real usando alguns objetos virtuais; por exemplo, uma renderização imersiva dos componentes internos e funcionamento de um dispositivo que o operador está utilizando.

VR, AR e realidade mista, potencializadas por IA e IoT, podem ser combinadas em diferentes proporções para fornecer uma interface alinhada com o fluxo de trabalho específico e as tarefas sendo realizadas, além do nível de autonomia da máquina. Essas proporções são ajustadas para facilitar tarefas específicas realizadas pelo operador humano, como monitoramento, teste de cenários, reprogramação e modificações de tarefas. Por exemplo, interfaces de realidade mista podem fazer ajustes proativos, dinâmicos e informatizados sem relatórios escritos ou trabalho físico direto nas máquinas.

Em direção à Indústria 5.0

As indústrias de fabricação industrial e processos devem continuar a adotar tecnologias-chave como IA e robótica, além de nanotecnologias, materiais avançados, tecnologias quânticas e outras, para permanecerem competitivas em nível internacional. Essa evolução está acontecendo e está sendo acompanhada pelo desenvolvimento da tecnologia de IHM.

No entanto, novos horizontes estão surgindo à medida que enfrentamos os desafios anteriores. Um desenvolvimento é a Indústria 5.0, que – entre outras coisas – reintroduz as pessoas no ciclo de automação, permitindo que pessoas e robôs trabalhem muito mais próximos. Em uma relação simbiótica, os humanos poderão trabalhar ao lado de uma nova geração de robôs colaborativos (cobots), adicionando valor aos produtos.

As linhas de produção podem se tornar cada vez mais inteligentes, com os humanos sendo capazes de supervisionar níveis muito mais altos de personalização de produtos. Isso é um pensamento emocionante em áreas tão diversas quanto dispositivos eletrônicos e joias, onde toques adicionais nos acabamentos dos produtos podem resultar em maior apelo ao consumidor. E será interessante ver como as IHMs contribuem para uma relação mais simbiótica entre máquinas e mentes humanas.

Referências

  1. Guide to The Fourth Industrial Revolution (Industry 4.0) in 2023 (aimultiple.com)
  2. What is industry 4.0 and the Fourth Industrial Revolution? | McKinsey
  3. Digital Transformation of European Industry and Enterprises (eurasiancommission.org)
  4. How to choose the right HMI solution based on your application? – Advantech
  5. What is High-Performance HMI? – ISA101 – RealPars
  6. ISA101, Human-Machine Interfaces- ISA
  7. What is High-Performance HMI? – RealPars
  8. HMI technologies: the ultimate guide to human-machine interface innovations (wevolver.com)
  9. How to choose the right HMI solution based on your application? – advantech
  10. HMI technologies: the ultimate guide to human-machine interface innovations (wevolver.com)
  11. HMI technologies: the ultimate guide to human-machine interface innovations (wevolver.com)
  12. How to choose the right HMI solution based on your application? – advantech
  13. EcoStruxure™ augmented operator advisor | schneider electric indonesia (se.com)
  14. SIMATIC WinCC unified system – human machine interfaces – Siemens global website
  15. Human interface, augmented and virtual reality – CETMO
  16. Cobots and HMI: A Look at industry 5.0 – industry articles (allaboutcircuits.com)

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Para mais informações e adquirir componentes contate a LATeRe , representante da Newark, pelo Telefone (11) 4066-9400 ou e-mail: [email protected] 
* Texto originalmente publicado no link, adaptado pela Equipe Embarcados.

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