L’esperienza utente e il design delle interfacce per i Controlli Numerici (CN) delle macchine utensili
Nel mondo della produzione industriale, le macchine utensili rappresentano uno dei pilastri fondamentali. Queste macchine sono utilizzate per trattare semilavorati o prodotti di vario tipo, al fine di ottenere un pezzo finito ad alta precisione. Possono eseguire una serie di operazioni, come taglio, foratura, fresatura, tornitura e molatura e lavorano materiali di tutti i tipi, come metallo, plastica, legno e altro ancora. Il funzionamento di queste macchine, un tempo gestite in modo analogico, è stato rivoluzionato dalle moderne tecnologie di Controlli Numerici (CN), ovvero di sistemi automatici con comandi pre-impostati. Per intenderci, anziché manovrare le macchine in modo manuale, le macchine utensili con CN sono in grado di eseguire autonomamente operazioni complesse seguendo istruzioni inserite dall’operatore attraverso un’interfaccia grafica.
Nel corso dei vari progetti con il team di BSD volti alla definizione di esperienze utente e interfacce uomo-macchina intuitive ed efficienti, abbiamo mappato una serie di scenari di utilizzo del CN comuni ai vari domini applicativi. Ecco i principali:
- Definizione della ricetta di lavoro
- Monitoraggio della lavorazione
- Adattamento della ricetta
- Gestione degli errori
- Servizio di ticketing integrato
Ecco uno scenario tipico che descrive questi 4 momenti dell’esperienza:
1. Definizione della ricetta di lavoro
Giulia, operatrice presso una fonderia specializzata nella produzione di componenti in acciaio, è incaricata di configurare la ricetta di lavoro per la produzione di parti ad alta precisione destinate a un cliente importante. Giulia inizia il processo di lavorazione a partire dall’inserimento dei parametri necessari all’esecuzione corretta delle operazioni. Innanzitutto, Giulia seleziona il tipo di materiale, il modello del pezzo da lavorare, i parametri specifici per la lavorazione, tra cui la velocità del taglio, la profondità di fresatura e il tipo di utensile da utilizzare. L’interfaccia fornisce suggerimenti sulla base dei dati inseriti e delle selezioni fatte così da realizzare una ricetta di lavoro adeguata ad ottenere risultati di alta qualità. Il CN dispone anche di un programma di simulazione che permette di visualizzare in anteprima il processo di lavorazione ed evidenziare eventuali collisioni che possono manifestarsi in corso d’opera. Giulia esegue questo controllo e il sistema restituisce un esito positivo dell’intero processo definito. A questo punto, Giulia avvia la lavorazione da apposito bottone.
2. Monitoraggio della lavorazione
Una volta avviato il programma di lavoro, Giulia utilizza l’interfaccia del CN per monitorare lo stato dell’operazione. Grazie a dati e indicatori visivi, può seguire l’avanzamento della fresatura e controllare eventuali variazioni nelle prestazioni della macchina. Se necessario, può intervenire immediatamente per apportare modifiche alla ricetta di lavoro e ottimizzare i parametri in tempo reale, garantendo la massima efficienza e precisione nella produzione.
3. Adattamento della ricetta
Durante la lavorazione, Giulia nota che la velocità di avanzamento della fresatura potrebbe essere ulteriormente adeguata per ridurre il tempo di ciclo. Dalla pagina dedicata alle Correzioni, Giulia modifica rapidamente i parametri della ricetta di lavoro, aumentando la velocità di avanzamento e riducendo la profondità di taglio. L’interfaccia fornisce un’anteprima delle modifiche e suggerisce eventuali aggiustamenti per garantire la qualità del pezzo finito. Una volta apportate le modifiche, Giulia continua a monitorare attentamente la lavorazione per valutare l’efficacia delle nuove impostazioni.
4. Gestione degli errori
Nel corso della lavorazione, la fresatrice segnala un errore di temperatura del mandrino, che potrebbe compromettere la qualità del pezzo finito. Giulia riceve immediatamente una notifica e interviene per interrompere temporaneamente l’operazione. Utilizzando gli strumenti di diagnostica dell’interfaccia, identifica rapidamente la causa dell’errore e prende le misure necessarie per risolverlo attraverso le indicazioni fornite dal sistema (troubleshooting). Dopo aver corretto il problema, Giulia riprende la lavorazione e porta a termine il processo di fresatura ottenendo dei pezzi finiti di alta precisione.
5. Servizio di ticketing integrato
In caso di problemi più complessi che richiedono assistenza tecnica aggiuntiva, Giulia può facilmente aprire un ticket direttamente dall’interfaccia del CNo. Questo ticket verrà automaticamente inviato al servizio dedicato dell’azienda, che provvederà a fornire supporto tempestivo e risolvere il problema. L’integrazione del servizio di ticketing nell’interfaccia del CN semplifica il processo di gestione degli errori e riduce i tempi di fermo macchina, consentendo a Giulia di mantenere elevati livelli di produttività e efficienza nella produzione industriale.
Giulia è la principale target utente delle macchine utensili e dei relativi CN. Tuttavia, altre figure, come il personale di assistenza tecnica che fornisce manutenzione e assistenza alle macchine utensili, spesso utilizzano le interfacce dei CN per diagnosticare problemi ed eseguire riparazioni. Allo stesso modo, i “manufacturer”, ossia i produttori di macchine, utilizzano i CN durante il collaudo delle macchine presso un impianto e si assicurano che i parametri generali di configurazione siano adeguati.
Nell’esempio raccontato, l’interfaccia utente del CN svolge un ruolo cruciale per garantire a Giulia la maggiore chiarezza ed efficacia possibile. Vediamo come.
1. Definizione della ricetta di lavoro
Un’interfaccia utente ben progettata consente a Giulia di navigare attraverso le opzioni di configurazione senza ambiguità. Inserendo i parametri principali di materiali, quote e velocità, l’interfaccia compila automaticamente gli altri campi delegando a Giulia il compito di approvare o modificare quanto suggerito. Ciascuna voce è corredata di una breve descrizione e di un’icona informativa che consente a Giulia di accedere al materiale informativo di dettaglio ed esempi utili a comprendere il dato richiesto. Grazie alla facilità di inserimento dei parametri, all’indicazione di valori e range di riferimento, Giulia può definire rapidamente una ricetta di lavoro sulla base delle specifiche esigenze di produzione.
2. Monitoraggio della lavorazione
L’interfaccia fornisce a Giulia feedback in tempo reale sullo stato dell’operazione, consentendole di monitorare con precisione l’avanzamento della lavorazione e di identificare eventuali anomalie o variazioni nelle prestazioni della macchina. Gli indicatori visivi come icone e colorazioni progettate ad hoc e i grafici quali gauge e progress bar, rendono semplice interpretare i dati e prendere decisioni informate. Le quote degli assi della macchina sono posizionate in corrispondenza del 3D della macchina utensile così da garantire un mapping efficace e migliorare l’apprendimento delle relative movimentazioni.
3. Adattamento della ricetta
Quando Giulia riconosce la necessità di apportare modifiche alla ricetta di lavoro durante la lavorazione, Giulia sa che può ricorrere ai parametri di correzione principali disposti nella pagina principale e valutarne l’efficacia attraverso una simulazione virtuale. La facilità con cui può apportare modifiche, attraverso un numero contenuto di interazioni e con l’accesso in tempo reale ai parametri di adeguamento, consentono a Giulia di adattare la produzione alle esigenze senza dover rifare l’intero processo di programmazione.
4. Gestione degli errori
In caso di errori o malfunzionamenti, l’interfaccia guida Giulia attraverso il processo di diagnostica nella risoluzione del problema. Grazie ai messaggi di errore comprensibili e all’indicazione visiva del componente o del parametro oggetto di segnalazione direttamente sul 3D della macchina, Giulia identifica rapidamente la causa dell’errore ed esegue le misure necessarie per ripristinare il corretto funzionamento della macchina attraverso un processo guidato (wizard) suggerito dal CN.
5. Servizio di ticketing integrato
Quando si verificano problemi complessi che richiedono assistenza tecnica aggiuntiva, come ad esempio la riparazione o sostituzione meccanica di un pezzo, Giulia può aprire un ticket direttamente dall’interfaccia, senza dover interrompere la produzione o contattare manualmente il supporto tecnico. Questo sistema consente una tracciabilità completa delle richieste di assistenza, garantendo una gestione efficiente e tempestiva delle problematiche e una migliore comunicazione tra gli operatori e il personale di supporto.
L’ottimizzazione dell’esperienza utente e dell’interfaccia uomo-macchina dei CN delle macchine utensili riveste un ruolo fondamentale nel garantire una produzione industriale efficace, efficiente, sicura e di alta qualità. Investire in progetti di design in questo dominio non solo migliora l’efficienza operativa, ma contribuisce ad aumentare la produttività complessiva e garantire una maggiore soddisfazione degli operatori e dei clienti. Per saperne di più ed approfondire alcune nostre esperienze ecco alcuni progetti a cui abbiamo lavorato:
- Step Automazione. Design per macchine a controllo numerico (CN). Come definire interfacce semplici e innovative per la piegatura della lamiera? https://www.bsdesign.eu/Step
- Promau Davi. HMI industriali innovative. Come progettare HMI rivoluzionarie senza compromettere l’usabilità? https://www.bsdesign.eu/Promau
Qui invece un approfondimento su tendenze e complessità nella progettazione di interazioni uomo-macchina nel manufacturing: https://medium.com/bsd-stories/progettare-lesperienza-utente-nell-industria-tendenze-complessit%C3%A0-e-innovazioni-nell-interazione-5c3966ee0f39
