Industria 4.0: requisiti di conformità (seconda parte)

Nella prima parte del nostro articolo abbiamo evidenziato che vi sono delle caratteristiche obbligatorie per poter accreditare un macchinario tra quelli idonei alla Transizione industriale 4.0.

Continuiamo adesso il nostro excursus. E segnaliamo un altro requisito fondamentale di cui devono essere dotati i moderni dispositivi che intendiamo progettare o installare. Il quarto obbligatorio. Sarebbe a dire il fatto che tutte le macchine devono avere una interfaccia uomo/macchina semplice ed intuitiva.

4. Interfaccia uomo-macchina semplice ed intuitiva

Tale qualità risulta davvero peculiare. Per poter evitare una ambiguità di lettura o interpretazione dei dati. Oltre a contribuire ad incrementare la facilità d’uso del macchinario. Riducendo contestualmente fatica fisica e stress psicologico all’utente. Ma anche rendendo il macchinario stesso accessibile ed accettabile da chi lo deve utilizzare. Facilmente utilizzabile anche in presenza di eventuali dispositivi di protezione individuale di cui può/deve essere dotato l’operatore.

L’interfaccia uomo-macchina (Human-Machine Interface, ovvero abbreviando HMI) si basa su sistemi di interazione ormai ampiamente consolidati. Molto diffusi e familiari. Quali sono tablet e smartphone. Alcuni dei requisiti fondamentali di tali interfacce sono:

essere intuitive, ovvero self explaining (letteralmente “si spiega da sé”). Occorre insomma fare sì che l’utente capisca fin dal primo utilizzo quali sono le sue funzioni principali. Oppure deve essere immediatamente disponibile al primo accesso un tutorial. Come avviene ad esempio in alcune App la prima volta che vengono lanciate;
permettere una interazione diretta. Gli operatori devono poter inviare le informazioni all’interfaccia senza dover necessariamente utilizzare un mouse o una tastiera. Ad esempio per mezzo di un comando “touch” delle dita. O per mezzo di un comando vocale (speech recognition, riconoscimento vocale). Oppure tramite un gesto (ad esempio nella interazione con i cobot). L’interfaccia deve poter tradurre immediatamente il comando/interazione. E la macchina tradurre/applicare l’ordine.
essere reattive. Cioè adattarsi a qualsiasi tipo di supporto. Abbiamo già citato tablet e smartphone. Ma potrebbe essere anche un desktop, oppure un visore per la realtà aumentata. In tutti questi casi il risultato, l’esperienza d’uso, deve essere la stessa.
essere adattabili nelle forme, dimensioni, colori, ecc. Nel senso che devono proporzionarsi automaticamente al tipo di interazione richiesta. Come quando ad esempio le icone si ingrandiscono da sole riconoscendo la mano che si avvicina, al fine di facilitare l’interazione.
proporre forme e colori e icone funzionali allo scopo. A tal fine non è necessario replicare un controllo fisico. Tanto per capirsi pensiamo ad esempio ad una manopola meccanica. In questo caso si potrebbe optare per una icona molto più agevole e comoda a svolgere la funzione. Oltre che pure più piacevole e meno monotona per l’operatore. Aggiungendo magari suoni e colori appropriati.

5. Rispondenza ai più recenti parametri di sicurezza, salute e igiene del lavoro

Le tematiche della sicurezza, salute ed igiene sono tenute doverosamente molto in considerazione. Occorre quindi, in base alle leggi di sicurezza sul lavoro, che il macchinario risulti conforme ai Requisiti Essenziali di Sicurezza (RES). Che sono stati introdotti dalla Direttiva Macchine 2006/42/CE. Ovvero la norma di riferimento per la progettazione, costruzione ed immissione sul marcato della Comunità Europea di macchine ed attrezzature. Legiferata al fine di salvaguardare la salute di chi le utilizza.

Tale rispondenza agli standard di sicurezza si traduce quindi nella obbligatoria adozione di specifici moduli di emergenza. Ad esempio moduli di sicurezza a relé e pulsanti di arresto di emergenza. O fine-corsa del macchinario, sensori per il rilevamento della posizione dell’operatore, protezioni, ripari, ecc. Insomma dispositivi all’avanguardia al fine di salvaguardare la salute dell’operatore e del macchinario stesso. Tali meccanismi di sicurezza necessitano di aggiornamento continuo. Per poter ridurre in modo sempre efficiente e costante i rischi che possono presentarsi nell’interazione uomo/macchina.

Requisiti facoltativi del macchinario

Tutti i beni strumentali di cui stiamo parlando devono poi essere dotati anche di alcuni requisiti facoltativi. Necessari anch’essi per soddisfare i requisiti dell’allegato A Industria 4.0.

In particolare tutte le macchine devono essere dotate di almeno due caratteristiche tra le varie proposte. A fine di rendere i macchinari assimilabili o integrabili “a sistemi cyberfisici”. Elencandoli testualmente:

sistemi di telemanutenzione e/o telediagnosi e/o controllo in remoto
monitoraggio continuo delle condizioni di lavoro e dei parametri di processo mediante opportuni set di sensori e adattività alle derive di processo
caratteristiche di integrazione tra macchina fisica e/o impianto con la modellizzazione e/o la simulazione del proprio comportamento nello svolgimento del processo (sistema cyberfisico)
dispositivi, strumentazione e componentistica intelligente per l’integrazione, la sensorizzazione e/o l’interconnessione e il controllo automatico dei processi utilizzati anche nell’ammodernamento o nel revamping dei sistemi di produzione esistenti
filtri e sistemi di trattamento e recupero di acqua, aria, olio, sostanze chimiche e organiche, polveri con sistemi di segnalazione dell’efficienza filtrante e della presenza di anomalie o sostanze aliene al processo o pericolose, integrate con il sistema di fabbrica e in grado di avvisare gli operatori e/o di fermare le attività di macchine e impianti

Alcuni esempi

A tal proposito alcuni requisiti facolativi diventano più che importanti addirittura essenziali. Ad esempio fondamentale che il macchinario sia dotato di un ingresso per il collegamento ad internet. Il che consente di poter scambiare informazioni con la macchina in tempo reale. Per fare la diagnosi della macchina stessa o dell’impianto in toto. Metterne a punto le prestazioni. O fare azioni preventive su componenti e parti soggetti a controllo. E così via.

Altro aspetto essenziale potrebbe essere quello del monitoraggio in tempo reale alcuni parametri specifici. Quali quelli di processo e produzione. Al fine di evitare anomalie o emergenze. Ovvero comportamenti che possano rendere difficili o pericolose le condizioni di lavoro del gestore del macchinario.

Tanto per fare un esempio, le condizioni di lavoro potrebbero essere controllate da un PLC. Che potrebbe intervenire nel caso in cui i sensori a lui collegati rilevino una anomalia. Facendo quindi fermare la macchina tramite un modulo di emergenza. In questo caso il sistema si potrebbe fermare e riavviare alla necessità, gestendo appunto eventuali irregolarità. Che potrebbero essere legati alla velocità di lavoro del macchinario. Oppure a certi suoi tempi di azione. Oppure ancora alla posizione irregolare sul nastro di quanto viene trasportato. O al dosaggio di certe sostanze che vengono lavorate. E così dicendo per svariate altre variabili a seconda del dispositivo in funzione.