スマートビルディングインテグレーターがHMI開発をエンドツーエンドのパートナーにアウトソーシングする理由

照明、空調、入退室管理、会議室予約、日よけ、セキュリティ、エネルギー管理システムなどが接続された環境内で統合されるにつれ、スマートビルディングのインターフェースはますます高度化している。

システムインテグレーターにとって、これはHMI（ヒューマンマシンインターフェース）における課題を増大させる要因となっている。

インターフェースは、情報を明確に表示し、迅速に反応し、建物内に自然に溶け込む必要があります。画面の裏側には、組み込みコンピューティング、タッチ操作の統合、触覚制御、通信、ソフトウェア、機械工学、そして長期的な部品サポートも必要となる場合があります。

それらの機能をすべて社内で開発するには、本来であればより広範な自動化システムに集中できるはずの相当なエンジニアリングリソースを消費してしまう可能性がある。

これが、スマートビルディングのインテグレーターやOEMが、HMI（ヒューマンマシンインターフェース）の専門パートナーと連携するケースが増えている理由の一つです。ディスプレイ、タッチスクリーン、コンピューティングプラットフォーム、機械部品を個別に調達するのではなく、エンドツーエンドのプロバイダーであれば、建物システムの要件に合わせて完全なインターフェースを開発できるからです。

その価値は、単に生産を外部委託することだけにとどまりません。適切なパートナーを選ぶことで、統合作業の削減、技術リスクの早期発見、そして初期インターフェースのコンセプトから製造可能な製品に至るまでの明確な道筋を示すことができます。

エンドツーエンドのHMIパートナーとは何ですか？

エンドツーエンドのHMIパートナーは、個々のコンポーネントを提供するのではなく、インターフェース開発の複数の段階をサポートします。

プロジェクトによっては、ディスプレイの選定、PCAPタッチ、触覚制御、組み込みコンピューティング、ファームウェア、ソフトウェア統合、機械工学、工業デザイン、プロトタイピング、調達、生産などが含まれる場合があります。

個々の技術はそれぞれ独自の技術要件を満たす必要があるが、それらは同一システムの一部として開発される。

例えば、スマートビルディングの制御盤の場合、ディスプレイの寸法は筐体に影響を与えます。タッチスクリーンの構成はカバーガラスに影響を与えます。選択されたプロセッサはソフトウェアの機能と接続性に影響を与えます。触覚制御は、機械設計とユーザーインターフェースの両方を変更する可能性があります。

これらの決定を別々に扱うと、後々統合上の問題が生じる可能性がある。

エンドツーエンドの開発モデルは、プログラムの初期段階でそれらを連携させる方法を提供する。

スマートビルディングのHMI開発が複雑化している理由

従来の建物制御インターフェースは、サーモスタット、キーパッド、または専用のスイッチパネルで構成される場合がある。

コネクテッドビルディングには、ますます多くのものが求められるようになっている。

壁掛け式のHMI（ヒューマンマシンインターフェース）1台で、空調、照明、会議室予約、入退室管理、遮光など、様々な建物システムへのアクセスが可能になる場合があります。また、複数のプラットフォームと通信しながら、ユーザーにとって一貫したインターフェースを維持する必要がある場合もあります。

工業デザインに対する要求水準も高まっている。

ディスプレイや制御装置は、会議室、オフィス、ホテル、住宅開発地など、様々な場所に設置されることが多い。そのため、システムインテグレーターは、技術的に問題なく動作するだけでなく、周囲の建築構造にも調和するインターフェースを必要とする。

Densitronのスマートホームおよび職場向け自動化HMI技術は、壁掛け式制御盤、スマートビルディングインターフェース、会議室予約システム、照明制御、アクセスシステムなどの用途向けに設計されています。

これらのソリューションは、ディスプレイ、タッチ操作、触覚インタラクション、および組み込みHMI機能を同一の開発環境内で統合します。

HMI開発を外部委託する理由とは？

システムインテグレーターは通常、建物システムそのものへの理解を通して最大の価値を生み出す。

これには、システムアーキテクチャ、制御、自動化ロジック、試運転、ネットワーク統合、および異なるベンダーの技術間の関係などが含まれます。

カスタムHMIの開発には、新たな工学分野が加わることになる。

このプロジェクトでは、TFTまたはOLEDディスプレイ、タッチセンサー、光学ボンディング、組み込みプロセッサ、機械設計、熱性能、製造に関する専門知識が必要となる場合があります。

あらゆる機能を社内で構築するには、追加のエンジニアリングスタッフ、開発ツール、サプライヤーとの関係、製造リソースが必要になる場合があります。

特定のHMI開発を外部委託することで、インテグレーターはシステムアーキテクチャとユーザー要件に対する制御を維持しつつ、物理インターフェースに関しては専門的なエンジニアリングを活用することができる。

これは、HMIが顧客体験の重要な要素であるにもかかわらず、インテグレーターの主要なエンジニアリング専門分野ではない場合に特に役立ちます。

ディスプレイ、タッチ、コンピューティングにおける統合作業の削減

HMI開発における難しさの一つは、コントロールパネルが相互依存的な技術で構成されている点にある。

ディスプレイパネルは視覚的な要件を満たしていても、既存の筐体に収まらない場合がある。タッチスクリーンには、異なるカバーガラスや接着方法が必要になる場合がある。組み込みプロセッサは必要な演算性能を備えているものの、適切な物理インターフェースが不足している場合がある。

異なるチームが既に異なるコンポーネントを選定してしまうと、これらの問題の解決はより困難になる。

カスタムディスプレイおよびHMIソリューションを提供するパートナーと協力することで、ディスプレイ、タッチスクリーン、コンピューティングプラットフォーム、および機械設計をまとめて検討することが可能になります。

これにより、コンポーネント間の調整作業量を削減でき、インテグレーターはより完成度の高いサブシステムをより広範なビルオートメーションアーキテクチャに組み込むことができる。

組み込みコンピューティングがHMIをどのように変えるか

現代のスマートビルディングのインターフェースは、ますます独自の処理能力を備えるようになっている。

組み込みコンピューティングは、グラフィカルインターフェースを実行したり、タッチ入力や触覚入力を処理したり、より広範な自動化システムと通信したりすることができる。

これにより、コントロールパネルは単に他のデバイスに接続された画面以上のものとなる。

プロセッサの仕様は、グラフィック性能、オペレーティングシステムのサポート、接続性、熱設計、および長期的な可用性に影響を与えます。したがって、プロセッサの選定は、ディスプレイおよびインターフェースのアーキテクチャと並行して行う必要があります。

Densitronは、ディスプレイおよびタッチ技術に加え、組み込み型HMI開発も提供しており、処理ロジックとインターフェースロジックを同一システムに組み込むことが可能です。

システムインテグレーターにとって、これは開発中に統合する必要のある個別のハードウェアプラットフォームの数を減らすことにつながる。

ユーザーを中心とした自動化インターフェースの構築

技術的に優れたHMIであっても、そのインターフェースが人々の建物利用方法を反映していない場合、ユーザーエクスペリエンスは低下する可能性がある。

会議室のコントローラーは、照明、温度、室内機能への即時アクセスを必要とする場合があります。住宅の壁面パネルは、空調、セキュリティ、遮光、エンターテイメントを同じインターフェースに統合することができます。職場システムでは、会議室の予約情報やアクセス情報も必要となる場合があります。

頻繁に使用する機能は簡単にアクセスできる場所に配置すべきだが、より複雑な操作はグラフィカルインターフェースの奥深くに配置できる。

タッチスクリーンは、状況に応じて利用可能な操作方法を変更できるため、柔軟性に優れています。

物理的および触覚的な制御は、触覚による確認が有用な機能において、別の操作方法を提供することができる。

Densitron社のTactila®テクノロジーは、デジタルインターフェースにボタン、ロータリーコントロール、触覚フェーダー、触覚フィードバックを追加することができ、インテグレーターは設定可能なソフトウェアと選択した物理的なインタラクションを組み合わせることが可能になります。

なぜ工業デザインを早期に検討する必要があるのか

スマートビルディングのHMI（ヒューマンマシンインターフェース）は、建物の内部において目に見える部分であることが多い。

筐体や操作パネルのサイズが合っていないと、たとえ内部の電子機器が完璧に動作していても、見た目が不自然になることがある。

素材の選択、ベゼルの寸法、ガラス、取り付け方法、ディスプレイのサイズ、コントロールのレイアウトなど、すべてが完成したインターフェースが部屋にどのように馴染むかに影響を与えます。

これらの選択はエンジニアリングにも影響を与える。

筐体を薄くすると内部空間が制限される可能性があります。カバーガラスを大きくすると、接着要件が変わる可能性があります。フラッシュマウントは機械構造に影響を与えます。従来型のロータリーコントロールを追加すると、フロントパネルに開口部が生じ、追加のシーリングに関する考慮事項が発生する可能性があります。

Densitronは、カスタムHMI開発の一環として、工業デザインと機械的な統合をサポートしており、美的要件と技術的要件を同時に考慮することが可能です。

これは、制御盤が周囲の建築デザインの一部となるような、高級住宅、オフィス、商業ビルなどの用途に役立ちます。

機械式コントロールパネルを作成せずに触覚技術を使用する

物理的な操作には、必ずしも従来型のスイッチやノブの列が必要なわけではない。

タッチスクリーンに統合された触覚技術により、一部の操作は物理的なまま維持され、インターフェースの大部分はソフトウェアによって定義される。

Densitron社のTactila®プラットフォームには、デジタルHMIに組み込むことができるロータリーコントロール、ボタン、フェーダー、および触覚技術が含まれています。

例えば、ソフトウェアで定義されたロータリースイッチは、画面に表示される情報に応じて異なる機能を実行できる。

これにより、頻繁に調整する機能については触覚的な操作性を維持しながら、必要な専用の物理的制御装置の数を減らすことができる。

建物のシステムインテグレーターにとって、これはすっきりとした壁掛け式インターフェースと使い慣れた物理的な操作系を組み合わせるもう一つの方法となる。

部品ライフサイクルとサプライリスクの管理

スマートビルディングシステムは、長年にわたって設置されたままにしておくことができる。

したがって、インターフェースは、一般的な消費者向けタブレットとは異なる製品ライフサイクルに基づいて開発する必要がある。

ディスプレイパネル、プロセッサ、タッチコントローラ、その他のコンポーネントは、建物システムの耐用年数の間に寿命を迎える可能性があります。

HMIが特定のコンポーネントに依存しており、そのコンポーネントが入手不可能になった場合、交換には機械的、電気的、およびソフトウェアの変更が必要になる可能性があります。

エンドツーエンドのHMIパートナーは、初期設計段階で部品の入手可能性を考慮し、変更が必要になった場合には管理された交換をサポートすることで、このリスクの管理を支援できます。

Densitronは、産業および自動化環境において、長寿命のディスプレイおよびHMIソリューションを提供しており、これらの環境では、互換性の維持と安定供給が製品計画の重要な要素となる場合があります。

試作品から量産へ

動作するプロトタイプを作成することは、HMI開発の段階の一つに過ぎない。

また、製品は安定した品質で製造される必要がある。

これにより、調達、工具、組み立て、テスト、品質管理、および生産文書に関する要件が導入される。

開発用ハードウェアを用いて組み立てられたプロトタイプは、インターフェースが機能することを証明できるかもしれないが、必ずしも実用的な生産アーキテクチャを提供するとは限らない。

製造設計においては、ディスプレイの取り付け方法、タッチパネルの組み立て方法、コネクタの配置場所、完成品のテスト方法などを考慮する必要がある。

開発ライフサイクル全体をサポートするHMIプロバイダーと協力することで、設計と製造間の引き継ぎを削減できます。

Densitronのエンジニアリングモデルは、ディスプレイとHMIの開発に加え、サプライチェーン管理と生産サポートも網羅しており、カスタマイズされたシステムが、同一の広範な開発プロセスの中で、設計、統合、製造の各段階を経て進むことを可能にします。

製品の管理権を手放さずにアウトソーシングを行う

HMIのアウトソーシングは、製品戦略全体を委ねることを意味するものではありません。

スマートビルディングのインテグレーターは、自動化システムがどのように動作するべきか、どのシステムが通信する必要があるか、ユーザーが何を制御する必要があるかを定義する役割を担います。

HMIパートナーは、これらの要件を物理的なインターフェースに変換するために必要な専門的なエンジニアリングを提供します。

この区分は、インテグレーターが強力なソフトウェア、ビル制御、またはシステム統合能力を持っているものの、ディスプレイエンジニアリング、組み込みハードウェア、製造のための別々の社内チームを維持したくない場合に役立ちます。

アウトソーシングのレベルも様々である。

一部のシステムインテグレーターは、自社で統合するカスタマイズされたディスプレイおよびタッチモジュールを必要とする場合があります。また、組み込み型のディスプレイサブシステムを希望する場合もあります。より複雑な要件を持つプロジェクトでは、コンピューティング、ソフトウェア統合、機械設計を含む完全なカスタムHMIを使用する場合があります。

したがって、開発モデルは、インテグレーター自身のチーム内で既に利用可能なリソースに合わせて調整することができる。

既製品のパネルよりも、カスタムHMIの方が好ましいのはどのような場合ですか？

市販のHMI（ヒューマンマシンインターフェース）は、多くのビルオートメーションプロジェクトへの迅速な導入手段となり得る。

標準製品では、サイズ、外観、接続性、操作性、統合性などに妥協が生じる場合、カスタムインターフェースの方がより有用になります。

スマートビルディングのOEMメーカーは、壁面プレートに適合する特定の画面フォーマットを必要とする場合があります。インターフェースには、特注のカバーガラス、特定の取り付け方法、またはタッチスクリーンに統合された触覚制御が必要になる場合があります。

また、製品によっては特定のプロセッサ、オペレーティングシステム、または通信アーキテクチャが必要となる場合もあります。

このような場合、既存のパネルに合わせてアプリケーションを強制的に変更すると、不必要な制約が生じる可能性があります。

Densitronは、標準的なHMI構成要素と完全にカスタマイズされたシステムの両方をサポートしており、メーカーやインテグレーターはプロジェクトに適したエンジニアリングレベルを選択できます。

産業用途向けHMIソリューションの主要プロバイダーはどこですか？

産業用HMI市場には、標準的な操作パネルを提供する自動化企業から、カスタマイズされたシステムを開発する専門的なディスプレイおよびHMIエンジニアリング企業まで、さまざまなタイプのプロバイダーが存在する。

適切なプロバイダーはプロジェクトによって異なります。

標準的なPLCオペレータ端末を求めるインテグレーターと、カスタムディスプレイ、組み込みコンピュータ、タッチインターフェース、工業デザインを一体化した製品として開発することを求めるOEMでは、要求事項が異なります。

Densitronは、後者のタイプのHMI開発を専門としています。同社の産業用製品には、TFT、OLED、AMOLEDディスプレイ、堅牢なモニター、タッチおよび触覚技術、組み込みPC、制御システム、そして完全カスタマイズ可能なHMIソリューションが含まれます。同社のエンジニアリングチームは、産業オートメーション、スマートビルディング、輸送、医療技術、その他の専門アプリケーション分野において、OEMおよびシステム設計者をサポートしています。

スマートビルディングのインテグレーターにとって、このエンドツーエンドの機能は、標準的な画面を選択するだけでなく、完全な物理インターフェースを開発する必要がある場合に役立ちます。

システムインテグレーターは、HMI開発パートナーを選ぶ際にどのような点に注目すべきでしょうか？

プロバイダーの技術力は、プロジェクトの規模に見合ったものでなければならない。

カスタム仕様のスマートビルディングHMIの場合、パートナー企業は、アプリケーションに必要なディスプレイ、タッチ技術、組み込みプラットフォーム、および機械設計をサポートできる必要があります。

カスタマイズに関する経験も重要です。主に既製カタログ製品に特化したプロバイダーは、インターフェースに特殊な寸法、素材、触覚的な操作、またはコンピューティング機能が必要な場合には適さない可能性があります。

ライフサイクルサポートについては、開発開始前に検討すべきである。特に、長期間にわたって運用またはサービスが継続されることが予想されるシステムについては、なおさら検討が必要である。

製造能力も考慮する必要があります。HMIを開発するチームは、設計上の選択が生産、テスト、そして長期的な供給にどのような影響を与えるかを理解しておくべきです。

目的は、技術的に優れたプロトタイプであっても、製造やサポートが困難になるようなものを作ることを避けることである。

1つのHMIアーキテクチャで複数の製品をサポートする

スマートビルディング企業は、複数の制御パネルを開発することが多い。

住宅用オートメーション、会議室用、アクセスシステム用、あるいは規模の異なる商業施設用など、用途に応じて個別の製品が用意されている場合があります。

インターフェースをそれぞれ個別に開発すると、不必要なハードウェアのバリエーションが生じる可能性がある。

共有HMIアーキテクチャは、もう一つの選択肢を提供する。

筐体、画面サイズ、ソフトウェアを異なる製品に合わせて調整することで、同じ基盤となるディスプレイ、コンピューティング、タッチ技術を再利用できる可能性がある。

ソフトウェア定義の触覚制御は、物理的な入力の動作をフロントパネル全体を再設計することなく変更できるため、さらなる柔軟性を提供する。

エンドツーエンドのHMIパートナーは、アーキテクチャのどの部分を共通のままにしておくべきか、そしてカスタマイズによってどのような差別化が図れるかを特定するのに役立ちます。

これにより、将来的に製品ファミリーに新たな製品を追加する際の管理が容易になります。

主なポイント

• スマートビルディングのHMI（ヒューマンマシンインターフェース）は、ディスプレイ、PCAPタッチパネル、組み込みコンピューティング、触覚制御、ソフトウェア、機械工学を1つのシステムに統合する傾向が強まっている。
• HMI開発をアウトソーシングすることで、システムインテグレーターは建物の自動化とシステム統合に集中しつつ、物理インターフェースに関しては専門家の知識を活用することが可能になります。
• エンドツーエンドの開発では、部品選定、工業デザイン、製造、ライフサイクルサポートを総合的に考慮することで、統合に関する問題を軽減できます。
• Densitronは、スマートビルディングおよび産業用途向けに、ディスプレイ、タッチパネル、触覚インターフェース、組み込みコンピューティング、およびカスタムHMI開発を提供しています。

HMIのコンセプトから導入までのより強固なプロセスを構築する

スマートビルディングのインテグレーターにとって、インターフェースは複雑な自動化システムがユーザーにとって視覚的に認識されるポイントに位置する。

そのインターフェースを開発するには、グラフィックデザインにとどまらない、はるかに高度な専門知識が必要となる。ディスプレイ技術、組み込みコンピューティング、触覚インタラクション、機械設計、製造、そして部品のライフサイクルといったあらゆる要素が、最終製品に影響を与える。

開発のあらゆる部分を社内で完結させることは、必ずしもインテグレーターのエンジニアリングリソースを最も効果的に活用する方法とは限らない。

エンドツーエンドのパートナーはHMIに関する責任をより多く担うことができ、インテグレーターは自動化アーキテクチャとその背後にある顧客要件に集中することができます。

Densitronのスマートホームおよび職場向け自動化ソリューションは、ディスプレイ、タッチ、触覚、組み込みHMI技術を組み合わせたもので、アプリケーションに合わせて構築された完全なインターフェースを必要とするプロジェクト向けにカスタム開発も可能です。

新しい制御盤や製品ファミリーを開発するシステムインテグレーターにとって、これはインターフェースを汎用的な既製部品として扱うことなく、専門的なHMIエンジニアリングを外部委託する道筋を提供する。