HMI – Costruire o acquistare?

La decisione ‘costruire o acquistare’ è nello stesso tempo importante e complessa, riguardando molte questioni ostiche. Sviluppare internamente l’hardware e il software necessari è la soluzione più conveniente? Un progetto ingegneristico come questo è coerente con le vostre competenze centrali? I vostri ingegneri hanno il tempo per sviluppare internamente queste apparecchiature? Avete calcolato i costi di tale opportunità? Una linea di prodotti disponibile commercialmente offrirà le caratteristiche e l’affidabilità di funzionamento che vi occorrono con un ritorno dell’investimento (ROI) per voi accettabile?

Uno sguardo ravvicinato
Per aiutarvi a risolvere il dilemma ‘costruire o acquistare’, osserviamo più da vicino che cosa implica progettare, costruire, collaudare e mantenere un sistema d’interfaccia uomo-macchina seguendo un tipico ciclo di sviluppo del prodotto.

Pianificazione
Iniziate facendo una valutazione sincera delle vostre capacità ingegneristiche. Date le competenze centrali e le priorità della vostra azienda, nonché i costi opportunità, il progetto di un terminale d’interfaccia uomo-macchina rappresenta l’uso migliore delle vostre preziose risorse ingegneristiche?

Fase di progettazione
La prima considerazione nella fase di progettazione ingegneristica è se i vostri ingegneri hanno l’esperienza necessaria per progettare e costruire una complessa interfaccia uomo-macchina.

Considerate quindi che molti aspetti della progettazione elettrica e meccanica sono altamente specifici, se non unici, ai requisiti e ai vincoli dell’ambiente industriale. Montare i componenti in modo che possano sopportare vibrazioni e urti, per esempio, o sigillare display e tastiere contro liquidi, polvere e altri rischi ambientali richiede una conoscenza altamente specializzata che la maggior parte dei team di progettazione ingegneristica riesce padroneggiare dopo molte difficoltà. Sviluppare queste capacità da zero è uno sforzo lungo e costoso.

Infine, non sottovalutate la complessità dello sviluppo software anche per una semplice interfaccia uomo-macchina. Oggi, la maggior parte dei display offre un feedback grafico all’operatore umano ed elementi di navigazione intuitivi con un ‘look and feel’ tridimensionale. Le esigenze di programmazione in un ambiente grafico sono molte volte più complesse della programmazione di display a soli caratteri.

Prototipazione
E’ importante prototipare presto e spesso nella fase di progettazione di un nuovo prodotto. Valutate la capacità della vostra azienda di sviluppare prototipi meccanici in modo rapido e conveniente. Per esempio, i vostri ingegneri hanno accesso a una stampante 3D o dovranno mandare i file CAD a un service esterno?

Collaudo
Come affronterà il vostro team ingegneristico i problemi del collaudo dei componenti sia hardware che software? Il vostro team ha la capacità di progettare e costruire attrezzature di test e scrivere il software di collaudo? Inoltre, le attrezzature e il software devono essere creati prima del montaggio finale di un prodotto. La vostra azienda ha le apparecchiature necessarie per eseguire test ambientali?

Iterazione
Quante iterazioni del progetto sono ammesse dal vostro programma di sviluppo prodotto? Nella progettazione e costruzione di un’interfaccia uomo-macchina vi sono molti potenziali punti di insuccesso. Più riprogettazioni e prototipi possono richiedere settimane critiche di tempo di sviluppo. Comunque, i progetti ingegneristici più complessi richiedono da tre a sei fasi di prototipazione per ottimizzare pienamente il prodotto finale.

Collaudo finale e certificazione
Il collaudo finale e la certificazione possono essere una questione impegnativa. In base all’ambiente in cui la macchina verrà usata, può essere necessario testare le HMI per il funzionamento, ad esempio, in campi di temperatura estremi, nonché per gli shock termici, se i dispositivi vengono portati istantaneamente da un estremo di temperatura a un altro. Potrebbero dover soddisfare requisiti di umidità o essere testati per la tenuta all’immersione o a elevati volumi di spruzzi liquidi. Potrebbe essere necessario che superino test di vibrazioni e urti e che sopportino scariche elettrostatiche e interferenze elettromagnetiche.

Queste prove sono costose e laboriose. Molte delle prove ambientali non possono essere eseguite senza apparecchiature specializzate e devono essere portate a termine in uno speciale laboratorio. Le certificazioni richieste dalle normative possono richiedere settimane o anche mesi per essere pianificate e superate.

Rilascio alla produzione
Il rilascio alla produzione finale implica la generazione di molti tipi di documentazione, inclusi documenti di fabbricazione, disegni di montaggio e diagrammi di flusso. Sono richiesti manuali di riparazione per i tecnici di assistenza e manuali operatore per gli utenti finali. Il solo compito della documentazione per una HMI richiede molte ore di lavoro coordinato, nonché un sistema di tracciamento e aggiornamento della documentazione. La vostra azienda è pronta ad affrontare questo compito?

Ingegneria di sostegno
Quando un’interfaccia uomo-macchina è incorporata nel vostro prodotto, gli aspetti di manutenzione, riparazione o sostituzione sono fattori di costo importanti che è necessario pianificare fin dall’inizio. Se utilizzate un terminale fornito da una terza parte, la manutenzione e la riparazione del prodotto saranno coperte dalla garanzia, quindi da parte vostra non sarà necessario alcuno sforzo ingegneristico interno. Inoltre, quando una HMI progettata da voi richiede un aggiornamento o diventa obsoleta, i vostri ingegneri saranno responsabili della riprogettazione.

Gestione del prodotto
Uno dei costi più difficili da calcolare è il costo opportunità. Se impegnate risorse ingegneristiche allo sviluppo di un’interfaccia uomo-macchina che rappresenta una competenza non centrale, quali altri progetti più importanti o più lucrativi possono essere influenzati da questa decisione?

I fattori di rischio devono essere valutati sinceramente dai responsabili di prodotto. Essi spaziano dal rischio di perdere membri chiave di un team di progettazione interno alla necessità di cambiare una specifica cruciale, come le dimensioni dello schermo, a metà dello sviluppo del prodotto. Altri rischi riguardano la disponibilità delle parti componenti, soprattutto se vi occorrono in piccole quantità. Quando il prodotto è in produzione, vi sono anche i costi addizionali della manutenzione e del supporto correnti.

Il risultato finale
Gli esperti industriali concordano sul fatto che la questione ‘costruire o acquistare’ in qualsiasi impresa manifatturiera si traduce in ultima analisi a una manciata di questioni chiave. Tre questioni sono cruciali da considerare: time to market, valutazione del rischio e analisi dei costi. Tutte e tre sono soggette alla questione sovrastante della competenza centrale e dei costi opportunità.

Se progettare e costruire terminali affidabili per la linea di prodotti della vostra azienda non è una competenza centrale della vostra attività, la strada più veloce, più sicura e più conveniente è una partnership con un costruttore rispettabile di interfacce uomo-macchina.

Immagine: Uno ‘sguardo ravvicinato’ al ciclo di sviluppo del prodotto