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HMI

HMI per l’automazione di impianti e processi produttivi

L’acronimo HMI significa Human-Machine Interface e serve ad individuare tutti i dispositivi che permettono l’interazione tra un operatore ed un macchinario. Talvolta -come in questo articolo di Inductive Automation, azienda americana che commercializza un validissimo software per HMI e SCADA- con HMI viene indicato soltanto lo schermo touch collegato al PLC; in Plumake invece siamo soliti considerare parte dell’interfaccia Uomo-Macchina anche eventuali pulsanti fisici, allarmi acustici e segnalatori visivi.

I miglioramenti tecnologici degli ultimi anni hanno portato gli schermi touch ad avere il predominio su tutte le altre modalità di interazione con la macchina ed in effetti offrono innegabili  vantaggi di flessibilità, ri-programmabilità e possibilità di visualizzare informazioni sia in forma testuale che grafica.

Siamo fortemente convinti però che limitare l’interazione ad un solo schermo sia talvolta limitativo; i pulsanti fisici ed i segnalatori visivi (luci colorate) permettono di fornire all’operatore un feedback immediato su alcuni stati della macchina e gli offrono la sicurezza di trovare l’informazione e il comando sempre nella stessa posizione. Sembra un concetto banale ma lo schermo touch, proprio per la sua versatilità, permette di creare numerose interfacce grafiche con pulsanti e indicatori vari. Nell’uso quotidiano però è dimostrato che l’operatore andrà ad utilizzare in modo predominante solo un piccolo sottoinsieme di tutti i controlli offerti dalla macchina e talvolta è conveniente che questi comandi di uso frequente siano posizionati “fuori” dal pannello touch e quindi incorporati come pulsanti e segnalatori fisici in modo che l’operatore sappia a colpo sicuro dove trovarli, cosa non sempre possibile sullo schermo touch dove un pulsante o un indicatore potrebbe non essere presente su tutte le schermate.

Negli ultimi anni la complessità tecnologica e quindi il livello di funzioni disponibile a bordo dei macchinari è cresciuto notevolmente. Di conseguenza quello che una volta poteva essere un semplice pannello operatore con i pochi comandi macchina disponibili, oggi assomiglia sempre più ai software che siamo abituati ad utilizzare su Personal Computer per ufficio con numerosi menu, schermate annidate, popup, etc.

Di conseguenza anche lo studio dell’interfaccia utente (identificata nel mondo digitale angolofono con l’acronimo UI, User Interface) deve essere sviluppato con grande cura e attenzione per ottimizzare al meglio l’esperienza utente (sempre parlando in acronimi, UX, User eXperience).

La User eXperience di un utente nell’utilizzo di un macchinario può essere descritta come la totalità delle interazioni che l’operatore ha con quel macchinario; queste interazioni non si limitano al semplice utilizzo quotidiano: la UX inizia al primo contatto (installazione, prima accensione, configurazione) e prosegue poi per tutti i giorni di vita del macchinario sia nell’utilizzo regolare sia nella gestione degli allarmi, delle anomalie, degli interventi di assistenza, etc.

Negli anni in Plumake abbiamo sviluppato una nostra metodologia di studio e progettazione delle interfacce operatore (UI) che si basa sui concetti della Lean UX.

Per noi è parimenti importante il cosa la macchina fa e il chi adopera la macchina: solo se chi conduce il macchinario si trova a suo agio, sarà possibile raggiungere i livelli massimi di qualità ed efficienza.

Il nostro approccio nello studio della UI/UX di un macchinario industriale parte irrinunciabilmente (il che vuol dire che insistiamo fino a quando il cliente non ci concede di farlo) con il coinvolgimento degli operatori che andranno poi ad utilizzare il macchinario.

Troppo spesso le specifiche della UI vengono disegnate dal titolare dell’azienda o dal capo reparto in base alle (giustissime!) percezioni e aspettative rispetto al macchinario; in Plumake riteniamo sia altrettanto importante considerare già in fase preliminare di progetto anche i suggerimenti e le proposte di chi poi nella quotidianità andrà ad utilizzare quel macchinario.

Detto così sembra banale ma vi possiamo assicurare che non è semplice per un responsabile “rinunciare” ad imporre la propria visione sulla progettazione della UI ma proprio perché ne siamo fortemente convinti (ed abbiamo nei cassetti diversi esempi di UI mal riuscite a causa del mancato coinvolgimento degli operatori) insistiamo con i clienti per integrare nella progettazione questo passaggio.

Il coinvolgimento degli operatori offre inoltre altri vantaggi che potremmo dire di tipo “psicologico” e che vanno a favore della buona riuscita del progetto di automazione (e quindi a favore sia del committente che di noi sviluppatori); un operatore che si senta coinvolto dall’inizio e non si ritrovi una nuova macchina calata dall’alto, tenderà a sviluppare un senso di coinvolgimento verso il progetto che lo porterà a prendersi maggiormente cura della macchina ed a segnalare subito problemi e nuove proposte per il miglioramento.

Un’altra caratteristica del nostro modo di affrontare la progettazione delle UI/UX di macchinari industriali è l’applicazione di metodologie Agili che permettono di rivedere con iterazioni successive il design delle interfacce; grazie alla potenza di calcolo degli schermi per HMI (a tutti gli effetti si tratta di PC industriali) è possibile inserire dei meccanismi di raccolta dati statistici sull’utilizzo dei vari pulsanti e funzioni. Dopo qualche periodo di utilizzo del macchinario sarà possibile ricavare alcune metriche di utilizzo da parte dell’operatore: riesce sempre a trovare il tasto giusto al primo colpo o deve vagare nelle varie pagine prima di trovarlo? Quante volte avvia la macchina ma la spegne subito perché si è dimenticato di impostare alcuni parametri? Domande di questi tipo trovano risposta nell’analisi dei dati statistici di utilizzo e permettono di individuare eventuali criticità nel posizionamento dei pulsanti o delle informazioni sulle schermate del HMI.

Una ulteriore accortezza che adottiamo in Plumake è di sviluppare interfacce operatore facendo affidamento sulle competenze e conoscenze esistenti degli operatori e non solo legate agli ambiti lavorativi; ormai la stragrande maggioranza degli operatori utilizza quotidianamente dispositivi mobile (smartphone e tablet) e quindi ha sviluppato dimestichezza con concetti e consuetudini come app, pittogrammi funzionali (freccia per tornare indietro, casetta per tornare alla schermata principale, freccia curva per aggiornare, etc.).

Facendo leva su questi background comuni è possibile sviluppare delle interfacce operatore che siano esteticamente piacevoli e che mettano l’operatore nella favorevole situazione di “saperle già usare”.

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