Chuyển đổi Desktop HMI sang Web HMI cho thiết bị bán dẫn – Kinh nghiệm thực tế của ARIS

Một hệ thống HMI không chỉ bao gồm các màn hình hiển thị. Đây còn là nơi người vận hành theo dõi trạng thái thiết bị, thực hiện thao tác và tương tác với những chức năng được cung cấp bởi phần mềm điều khiển.

Vì vậy, chuyển đổi Desktop HMI sang Web HMI không đơn thuần là xây dựng lại giao diện bằng công nghệ mới.

Những vấn đề cần xem xét trong quá trình chuyển đổi bao gồm:

ARIS đã tham gia Full HMI Migration, chuyển đổi toàn bộ hệ thống HMI từ Desktop Application sang Web Application, thay vì chỉ phát triển hoặc thay thế một số màn hình riêng lẻ.

Trong dự án chuyển đổi, ARIS sử dụng ReactJS và TypeScript để phát triển Web HMI.

Kinh nghiệm này giúp ARIS tiếp cận các bài toán Legacy HMI Modernization từ góc độ tổng thể của hệ thống giao diện, thay vì chỉ tập trung vào công nghệ frontend.

Phạm vi thay đổi đối với Equipment Control cần được đánh giá riêng theo kiến trúc của từng hệ thống. Việc chuyển đổi HMI không mặc nhiên yêu cầu viết lại toàn bộ phần mềm điều khiển.

HMI của thiết bị bán dẫn cần trao đổi thông tin với phần mềm điều khiển để hỗ trợ việc hiển thị trạng thái và tương tác vận hành.

Trong hệ thống Web HMI mà ARIS đã tham gia phát triển, ReactJS và TypeScript được sử dụng cho lớp giao diện, trong khi REST API và WebSocket được sử dụng để giao tiếp với Equipment Control.

Các thành phần có trách nhiệm khác nhau:

Việc sử dụng công nghệ Web cho HMI không có nghĩa là chuyển logic điều khiển thời gian thực sang trình duyệt.

Trong phát triển phần mềm thiết bị công nghiệp, cần xác định rõ trách nhiệm giữa giao diện và các thành phần điều khiển, đồng thời xem xét những yêu cầu về giao tiếp, tích hợp và hoạt động ổn định.

ReactJS và TypeScript mang lại một lựa chọn công nghệ cho việc phát triển giao diện Web HMI. Tuy nhiên, mức độ phù hợp của giải pháp vẫn cần được đánh giá theo yêu cầu thực tế của từng hệ thống, bao gồm khả năng bảo trì, vòng đời thiết bị và những điều kiện vận hành cụ thể.

Một thách thức trong phát triển HMI là nhu cầu thay đổi giao diện theo từng model thiết bị, phiên bản sản phẩm hoặc yêu cầu riêng theo mục đích như bảo trì, vận hành, thiết lập.

Trong cách phát triển truyền thống, những thay đổi về giao diện có thể đòi hỏi sửa mã nguồn, build lại ứng dụng và phát hành một phiên bản phần mềm mới.

ARIS đã triển khai Everything Configurable trong hệ thống HMI thực tế, cho phép thay đổi cấu hình giao diện tại runtime mà không cần rebuild ứng dụng, đối với những thành phần được thiết kế hỗ trợ cấu hình.

Kiến trúc giao diện sử dụng các nhóm thành phần:

Những thành phần này được sử dụng để tổ chức và phát triển giao diện HMI. Phạm vi cấu hình cụ thể phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống.

System Owner là bên quyết định cấu hình giao diện cần áp dụng. Vai trò vận hành cụ thể, quyền thực hiện thay đổi và quy trình quản trị cấu hình cần được xác định theo yêu cầu của từng dự án.

Điểm khác biệt của Everything Configurable nằm ở khả năng thay đổi cấu hình tại runtime, thay vì chỉ tái sử dụng các thành phần giao diện trong quá trình lập trình.

Cần phân biệt rõ hai trường hợp:

Như vậy, Everything Configurable không đồng nghĩa với việc mọi chức năng HMI đều có thể thay đổi mà không cần lập trình.

Các nhà sản xuất thiết bị có thể cần thay đổi giao diện theo nhiều yêu cầu khác nhau, chẳng hạn khi phát triển model mới, bổ sung chức năng hoặc đáp ứng nhu cầu vận hành của từng khách hàng.

Nếu mỗi thay đổi đều phải phát triển và duy trì một hệ thống HMI riêng biệt, khối lượng bảo trì có thể tăng theo số lượng phiên bản sản phẩm.

Một kiến trúc HMI hỗ trợ cấu hình tại runtime tạo điều kiện để tận dụng những thành phần giao diện hiện có và đáp ứng các yêu cầu tùy chỉnh nằm trong phạm vi được thiết kế.

Từ kinh nghiệm triển khai Everything Configurable, ARIS có thể tiếp cận bài toán HMI Customization theo hai hướng:

Cách tiếp cận này giúp phân biệt giữa việc tùy chỉnh thông qua cấu hình và việc mở rộng chức năng bằng lập trình.

Đối với các dự án Next-Generation HMI, kinh nghiệm Full HMI Migration và Runtime Configurable UI của ARIS là nền tảng kỹ thuật có thể tham khảo khi thiết kế giao diện cho những thế hệ thiết bị tiếp theo.

Mục tiêu không chỉ là sử dụng công nghệ mới, mà còn là xây dựng hệ thống có khả năng bảo trì, kế thừa và phát triển phù hợp với vòng đời của thiết bị.

Phát triển HMI cho thiết bị bán dẫn đòi hỏi sự phối hợp với các thành phần phần mềm và phần cứng liên quan.

Bên cạnh HMI, ARIS có kinh nghiệm hợp tác phát triển Equipment Control, Host Communication và Simulator, cùng những yêu cầu kỹ thuật liên quan đến SEMI Standards.

Trong quá trình phát triển phần mềm thiết bị, việc tái tạo đầy đủ một hệ thống máy lớn với nhiều module phần cứng trong môi trường Lab có thể không khả thi.

Để hỗ trợ hoạt động phát triển và kiểm thử, ARIS phối hợp với khách hàng và đối tác kỹ thuật xây dựng môi trường Lab sử dụng các module phần cứng mô phỏng hoặc có chức năng tương đương kết hợp với công cụ tự động và AI.

Một ví dụ về năng lực tích hợp là việc phối hợp thiết lập EtherCAT Master kết nối với các Slave để điều khiển và kiểm thử nhiều loại motor một cách tự động.

Môi trường này hỗ trợ xác minh những chức năng phần mềm phù hợp trước khi tích hợp với thiết bị thực tế.

Tuy nhiên, Simulator và môi trường Lab không thay thế hoàn toàn việc kiểm thử và xác minh trên máy thực tế.

Kinh nghiệm phát triển nhiều thành phần trong hệ thống phần mềm thiết bị giúp ARIS tiếp cận các dự án HMI Migration, Modernization và Customization với sự quan tâm không chỉ đến giao diện mà còn đến khả năng tích hợp của toàn hệ thống.

Nếu doanh nghiệp đang xem xét chuyển đổi Legacy Desktop HMI sang Web HMI, nâng cấp giao diện thiết bị hoặc phát triển HMI có khả năng cấu hình tại runtime, ARIS sẵn sàng trao đổi các yêu cầu kỹ thuật và phương án triển khai.

Các hướng trao đổi ban đầu có thể bao gồm:

ARIS tôn trọng yêu cầu bảo mật thông tin của khách hàng. Hai bên có thể ký kết thỏa thuận bảo mật (NDA) trước khi trao đổi tài liệu hệ thống, kiến trúc hoặc những thông tin kỹ thuật nhạy cảm.

Trang liên quan