HMI: significato, vantaggi, applicazioni

Le HMI, Human Machine Interface, sono interfacce che permettono l’interazione tra macchine e esseri umani. La nostra vita è sempre più costellata di interfacce HMI: gli schermi dei nostri telefoni, i computer, la console di comando della macchina e il braccialetto smart sono tutti esempi di Human Machine Interface.

Progettare un’interfaccia che faccia comunicare uomo e macchine significa rendere possibili determinate azioni che prima non si potevano fare. Le HMI espandono il potenziale delle persone e la loro capacità di controllare la realtà sotto altri aspetti prima impensabili.

I campi di applicazione di queste interfacce sono molto vari. Il primo e più storico è quello industriale, con interruttori e pannelli per governare i macchinari. Dagli anni ’90 in poi le HMI hanno conquistato anche la vita di tutti i giorni, facilitando molti processi e aprendoci nuove possibilità.

In questo articolo, scritto insieme agli esperti di CSW Automazione, andiamo a fondo delle interfacce HMI, scoprendo cosa sono e come funzionano. Presentiamo quali sono i vantaggi del progettare pannelli di questo tipo e raccontiamo alcune possibilità di applicazione in campo industriale e non solo.

Interfacce HMI: cosa sono?

Le Human Machine Interface (abbreviato in HMI) sono interfacce che fanno comunicare esseri umani e macchine. La loro storia inizia con la prima Rivoluzione Industriale. In quell’epoca, si trattava di semplici interruttori e spie che comunicavano lo stato di un determinato macchinario. Da lì di strada ne è stata fatta, ma le dimensioni di un’interfaccia HMI sono sempre rimaste due:

• Input: ovvero la possibilità da parte dell’utente di inviare dei comandi alla macchina. La dimensione di input è realizzata con pulsanti, schermi touchscreen o comandi vocali. La ricerca sta introducendo negli ultimi anni anche la possibilità di dare input con il movimento e addirittura con il pensiero;
• Output: ovvero ciò che la macchina comunica all’utente. Essa tipicamente mostra il suo stato, il grado di completamento di un processo e eventuali errori. Ciò avviene tramite un pannello o uno schermo che può emettere anche messaggi sonori oltre che visivi.

La qualità più importante di una buona interfaccia HMI è l’usabilità. Perché un pannello HMI sia efficace deve poter essere usato senza difficoltà. La progettazione di interfacce intuitive, semplici e utili è una disciplina complessa che richiede molte attenzioni.

Una seconda caratteristica imprescindibile è la funzionalità. HMI difettose o non funzionali sono frustranti e causano più danni che opportunità. L’ingegneria che sta dietro un’interfaccia deve essere solida e deve limitare al minimo l’errore. Esso non può essere del tutto eliminato, dato che le HMI devono creare ponti tra due realtà che cambiano per definizione (gli esseri umani e le macchine). Le interfacce uomo macchina vanno costantemente calibrate e corrette nel tempo.

I vantaggi delle HMI

I vantaggi di installare delle interfacce HMI all’interno di un’azienda o più in generale nella vita di tutti i giorni sono molti. Ecco i principali:

• Si ha la possibilità di controllare in maniera facile e veloce una o più macchine;
• Le HMI più recenti possono anche portare il controllo da remoto, tramite telefoni e computer. In questo modo, si può agire sui dispositivi in qualsiasi momento;
• I processi per compiere un’azione diventano immediati e semplici. Spesso le HMI liberano il tempo delle persone che non sono più adibite a un certo compito;
• In un solo strumento si hanno sia le informazioni di output provenienti dai macchinari, che quelle di input inseribili dall’utente.

Come ogni cosa, anche i pannelli HMI presentano degli svantaggi, ovvero delle caratteristiche da tenere a mente nel momento in cui vengono usate:

• Il costo iniziale di creazione di un’interfaccia HMI è alto;
• le HMI necessitano di manutenzione continua, soprattutto in campo industriale;
• Spesso è richiesta una formazione per poterle usare.

Pannello HMI: applicazioni

Basta guardarci attorno per avere dei buoni esempi di interfacce HMI. Il primo è sicuramente il telefono, interfaccia delle interfacce. Con esso possiamo fare qualsiasi cosa e possiamo a nostra volta interagire con altre macchine grazie ad applicazioni connesse in rete.

Altro esempio sono i pannelli di controllo di più macchinari. Che sia in ambito industriale, medico o casalingo, uno schermo da cui è possibile interagire con più macchine in maniera contemporanea è di grande utilità.

Infine, le simulazioni. Grazie ai visori, possiamo interagire con i “gemelli digitali” (digital twin) di alcuni dispositivi. Questa frontiera delle HMI è utilizzata soprattutto per formare il personale in sicurezza in ambiti diversi.

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