Il mondo dei sistemi di automazione e controllo dei macchinari industriali, con particolare rilievo per le componenti SCADA e HMI, è al centro di un processo evolutivo esponenziale, un vero e proprio stravolgimento. In particolare, oggi proprio il modo con cui le macchine sono controllate e monitorate sta vivendo un grande cambiamento: contenuti, funzionalità, potenza di Server, connettività sempre più veloce e anche l’utilizzo delle risorse in Cloud, offrono potenzialità di controllo e acquisizione dei dati che questi sistemi sono in grado di mettere a disposizione in continua crescita, grazie anche alla progressiva riduzione del costo marginale delle infrastrutture IT.
SCADA e HMI sono fondamentali nella Digital Transformation
La spinta propulsiva nella direzione di questa evoluzione arriva da più parti. Prendiamone due, probabilmente le principali e certamente quelle che esprimono le componenti maggiormente caratterizzanti e distintive. Sicuramente da un lato c’è la crescente, ed in costante aumento, coscienza del valore e dei vantaggi che strumenti di gestione macchinari di questo tipo offrono grazie alla loro capacità di fornire dati ormai indispensabili in contesti sempre più data-driven.
La capacità di raccogliere dati dai sensori dà evidenza non solo dello stato del macchinario ma è all’origine di un processo che ne consente il buon governo e l’orchestrazione, condizione sine-qua-non per la Digital Transformation, sia all’interno di un contesto pluri-macchinario, sia all’interno di contesti più semplici, come quelli che caratterizzano la PMI italiana. La capacità del macchinario di essere sempre più “digitale” consente inoltre di avere una nuova dimensione, quella del ‘Digital Twin’ ovvero il Gemello Digitale, un vero e proprio modello virtuale che replica le funzioni dell’asset fisico. Il Digital Twin non è altro che l’applicazione quintessenziale dell’utilizzo dei dati, a scopo di analisi predittiva e di modellazione. Ma proprio per questo, per poter funzionare ha bisogno di un numero adeguato di dati.
Dall’altro lato c’è la spinta originatasi da iniziative quali il Nuovo Piano Nazionale Transizione 4.0, già Industria 4.0. Il Piano ha messo l’attenzione sulla necessità di svecchiare macchinari ormai obsoleti ed anche i relativi sistemi di monitoraggio, ovvero gli SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) così come i componenti HMI (Human Machine Interface) a favore di un approccio maggiormente olistico. Soprattutto, e questo è un passaggio fondamentale, il nuovo approccio anche a funzionalità apparentemente consolidate come il controllo a bordo macchina o in sala di controllo, è quello di un uso più solido e consolidato dei dati.
Questi, infatti, non sono più visti come una necessità esclusivamente contingente o limitata nel tempo. Il mondo della produzione industriale si sta sempre più rendendo conto che i dati provenienti dai macchinari possono essere usati anche a posteriori, non solo per le consuete analisi ma anche per l’elaborazione di modelli più strutturati ed efficaci, spesso grazie anche all’uso di strumenti evoluti come intelligenza artificiale e machine learning.
In alcuni casi l’utilizzo di soluzioni di monitoraggio e controllo avanzate può costituire anche un buon strumento per il revamping di macchinari e attrezzature: l’inserimento di controlli digitali, e dei relativi sistemi di monitoraggio, può aumentare in modo considerevole l’efficienza e la competitività anche di macchinari piuttosto datati. Una strategia valida soprattutto in quei contesti in cui, per ragioni di opportunità, budget o pianificazione, la sostituzione delle attrezzature non può essere presa in considerazione.
Verso un approccio olistico grazie a SCADA e HMI
L’approccio olistico pone l’attenzione sul controllo e sul governo a 360 gradi operato attraverso interfacce: ovvero consentire sempre più, sempre meglio e sempre con maggior dettaglio a chi deve operare sulla macchina, sia a bordo macchina sia da remoto, di avere una visione completa del processo da governare.
I grandi passi in avanti fatti dall’Human-Machine Interface (HMI) attraverso le nuove generazioni di device insieme a tecniche di presentazione di informazioni e dati UX (User Experience) di nuova generazione, permettono oggi agli operatori di avere sempre disponibili vere e proprie console di comando. Ai minimi termini queste funzionano in modo simile ai cruscotti di aerei o agli strumenti di infotainment delle automobili. Grazie a questi dispositivi, e alle soluzioni software che li accompagnano, che siano fissi e con schermi grandi o device mobili, anche indossabili, oltre a poter tenere sotto controllo i dati chiave ed impostare parametri e funzioni, gli operatori ricevono alert ed input che si originano da tutte le componenti del ‘sistema macchinario’.
Se è da tempo scontato che non sia ipotizzabile un macchinario senza una interfaccia utente, oggi è praticamente assodato che i sistemi SCADA/HMI di nuova generazione rappresentino la frontiera della digitalizzazione. Si tratta di un dato di fatto oggi ineluttabile. Ma c’è di più: oggi incontriamo una ulteriore spinta verso l’affermarsi in maniera sempre più importante degli A-HMI (Advanced Human-Machine Interface), ovvero di dispositivi di interazione mobili, weareable (tr. indossabili) e dotati di tecnologie avanzate, come ad esempio VR (Virtual Reality) e AR (Augmented Reality), che permettono di aggiungere set di funzionalità all’avanguardia, come gli interventi di riparazione o manutenzione con teleassistenza diretta a bordo macchina. L’introduzione di nuove soluzioni e nuove tecnologie non fa altro che confermare che la strada è tracciata. E questa strada è quella delle nuove tecnologie e della digitalizzazione garantiti da SCADA e HMI evoluti.
Human Machine Interface e SCADA: evoluzione parallela
Abbiamo visto come l’interfaccia uomo-macchina, abbreviata in HMI, combina hardware e software per permettere una facile interazione tra operatore e macchina. Lo scopo principale di questo dialogo è quello di controllare e monitorare i processi in corso in luoghi remoti senza essere fisicamente presenti in quel particolare luogo. Proprio questa sua caratteristica la rende di fondamentale importanza nei sistemi SCADA, il cui scopo finale è esattamente quello di centralizzare controlli e acquisizioni dei dati in modo più aggregato possibile, sia da punto di vista della qualità dei dati, sia da quello della collocazione geografica.
Non stupisce, in questo contesto, che spesso Human Machine Interface e SCADA vengano considerati come strettamente collegati anche quando, per esempio, i due sistemi sono in realtà due prodotti diversi o addirittura provenienti da vendor diversi.
Nell’accezione più moderna, un sistema SCADA presenta sempre una o più HMI che permettono la gestione e la supervisione in tempo reale. Il livello di visibilità dipende anche dalle caratteristiche dell’azienda: si può andare dal semplice monitoraggio aggregato di più macchinari fino alla supervisione contemporanea di interi stabilimenti.
Quali sono le differenze tra HMI e SCADA
I sistemi HMI e SCADA vengono spesso citati come se fossero due sistemi simili e interscambiabili mentre invece, ci sono tra i due nette differenze: L’HMI, acronimo di “Human-Machine Interface” è appunto una semplice interfaccia uomo macchina: è composta da schermi, pannelli di controllo e quant’altro serva per utilizzare un determinato macchinario. Lo SCADA (“Supervisory Control And Data Acquisition”) è invece un sistema più articolato che utilizza l’HMI per raccogliere, analizzare e supervisionare i dati delle macchine, tramite una combinazione sia di software che di hardware. L’HMI è quindi fondamentale per sfruttare le funzionalità dei sistemi SCADA sempre più evoluti. Le ultimi sistemi SCADA, comprendono tecnologie di IoT in grado di trasformare l’azienda in una vera e propria smart factory.
