Caratteristiche e utilizzo dell’Advanced Human-Machine Interface (HMI)
Advanced Human-Machine Interface (HMI)
La terminologia “interfaccia uomo-macchina”, in inglese Human-Machine Interface e generalmente abbreviata HMI, si riferisce allo strato hardware e software che separa un essere umano che sta utilizzando una macchina dalla macchina stessa. Più colloquialmente nota come “interfaccia utente”, lo scopo principale di un sistema di questo tipo è la presentazione di un flusso di informazioni a supporto al processo decisionale mediante:
- messaggi visivi, generalmente forniti da uno schermo o un monitor
- messaggi sonori, riprodotti attraverso sirene, altoparlanti,
- azioni di controllo, eseguibili per mezzo di tastiere, pulsanti, interruttori,
In ambito HMI risultano di primaria importanza i concetti di usabilità e accessibilità per garantire un uso tipicamente user-friendly della macchina stessa a ogni tipologia di soggetto.
In origine, i prodotti e le tecnologie HMI utilizzati per il controllo di impianti industriali erano prevalentemente stand-alone, in quanto integrate nei macchinari stessi, o comunque posti nelle immediate prossimità dell’impianto. Con Industria 4.0 vengono invece introdotte nuove soluzioni, le quali prevedono postazioni di controllo remote, con la possibilità di gestire a distanza macchinari e interi sistemi anche complessi. Le novità e le possibilità introdotte dall’Internet of Things hanno portato infatti intere nuove categorie di oggetti interfacciabili in rete e, di conseguenza, gestibili da remoto; se prima l’interfaccia era un complesso software su un terminale composto da più schermi, ora per esercitare il controllo su un intero impianto sono sufficienti un’applicazione ed uno smartphone. In aggiunta, se in precedenza le interfacce uomo-macchina venivano per lo più utilizzate per gestire macchinari di processi industriali, oggi il loro significato è stato esteso verosimilmente in ogni ambito, compreso quello consumer (per esempio domotica, controllo remoto dell’automobile, etc.).
Nonostante gli avanzamenti nelle tecnologie dell’Industria 4.0, le quali hanno aumentato significativamente il numero di sistemi di produzione in grado di lavorare autonomamente e con intervento limitato da parte dell’operatore, il contributo di quest’ultimo rimane uno dei fattori più significativi e critici nel rendimento di un impianto. All’avanzamento tecnologico dei macchinari è dunque necessario affiancare sistemi avanzati di interazione uomo-macchina che supportino l’operatore all’interno di sistemi produttivi sempre più complessi e costosi. A tal proposito, il termine Advanced utilizzato per la definizione di questa tecnologia di Industria 4.0 indica soluzioni non banali di interazione tra persone, componenti software e componenti meccaniche hardware. Affiancati ai sopracitati sistemi di HMI basati su schermi e/o display touchscreen, e alle loro versioni più recenti, si possono dunque trovare soluzioni completamente differenti ed innovative. Un primo esempio è rappresentato dalle tecnologie wearable, ovvero dispositivi “intelligenti” indossabili come smartwatch, smartband, etc., che permettono ad esempio di misurare e rilevare parametri ambientali e di sicurezza relativi alla postazione di lavoro di un operatore.
L’esempio più innovativo dell’Advanced HMI risiede però nell’introduzione di tecnologie per la realtà aumentata e la realtà virtuale: esse sfruttano generalmente dispositivi indossabili, i visori, i quali sono in grado di incrementare le informazioni a disposizione di un operatore in ambienti reali. All’interno di uno stabilimento produttivo, tali tecnologie sono inserite a supporto delle attività di training e lavorative degli operatori. Se in precedenza l’unico modo per osservare un macchinario e raccoglierne informazioni relative allo stato di funzionamento era quello di esserne fisicamente in prossimità ed essere in grado di ispezionarlo, ora è possibile utilizzare tecnologie di virtualizzazione per creare ed utilizzare una “versione digitale” di tale macchinario, il digital twin: esso è un modello digitale che, utilizzando dati da molteplici sorgenti, è in grado di mutare ed aggiornarsi in sincronia con la sua controparte fisica. La visione dietro all’utilizzo di un digital twin è quella di rendere possibile la creazione, costruzione e testing di prodotti e macchinari industriali in un ambiente virtuale, in modo tale da interagire con la controparte fisica nel momento più opportuno.
