EAO aide les constructeurs à redéfinir l'IHM.

L'interface homme-machine (IHM) détermine la manière dont les personnes surveillent, contrôlent et interagissent avec leurs véhicules et machines. Or, selon John Pannone, directeur général pour l'Amérique du Nord chez EAO, l'IHM est en pleine mutation sous l'effet de deux grandes tendances industrielles : l'électrification et l'automatisation.

EAO transforme son usine d'Auerbach, en Allemagne, pour se spécialiser dans les applications liées aux équipements lourds et de construction. (Photos : EAO)

Il n'est pas surprenant que les progrès qui redéfinissent déjà en grande partie le fonctionnement des machines présentent également des exigences spécifiques en matière d'interface homme-machine (IHM). Par exemple, avec les groupes motopropulseurs électriques, les informations que les opérateurs doivent visualiser et le comportement des commandes évoluent en fonction de la source d'énergie.

« De nouveaux systèmes sont intégrés lorsqu'on prend un camion utilitaire, par exemple, et qu'on électrifie ses outils, sa benne, etc. », a expliqué Pannone. « On se retrouve alors avec un système de batteries embarqué, et ces systèmes doivent être surveillés et fournir un retour d'information à l'opérateur. »

Selon le fournisseur, il peut souvent être difficile d'intégrer de telles commandes dans le système CAN de la transmission, ce qui nécessite de placer deux systèmes CAN parallèles à bord de la même machine : l'un pour contrôler le moteur et la transmission, et l'autre pour contrôler les fonctions de travail qui s'appliquent à cette transmission.

« Nous travaillons avec des clients intéressés par ce second système de contrôle permettant de fournir des retours d'information, une surveillance des batteries – toutes sortes de choses que l'électrification apporte au marché », a déclaré Pannone.

Faciliter la transition

Fondée en 1947 à Olten, en Suisse, EAO est une entreprise familiale qui revendique la paternité du premier bouton-poussoir lumineux il y a 75 ans. Aujourd'hui, elle est un fabricant et fournisseur mondial d'interrupteurs, de voyants, de claviers et d'autres composants électromécaniques et de communication série, jusqu'aux unités de commande IHM complètes et aux solutions IHM.

EAO fournit des équipementiers aux secteurs des véhicules lourds spéciaux, des autobus et des camions, des engins tout-terrain, ainsi que des applications automobiles et ferroviaires. Son site d'Auerbach, en Allemagne, historiquement dédié au marché automobile, est en cours de transformation pour devenir une plateforme de soutien aux marchés des véhicules lourds spéciaux et des engins de chantier.

« Nous sommes une entreprise mondiale. Nous possédons dix filiales détenues par EAO. Notre plateforme en Chine, à Guangzhou, dessert l'ensemble du marché asiatique », a précisé M. Pannone. « Nous sommes présents sur plusieurs sites en Europe, dans tous les pays européens, et certaines de ces sociétés vont regrouper une partie de leurs ressources dans notre plateforme allemande d'ici un an ou deux. »

Dans des environnements plus difficiles, EAO a constaté une tendance au détriment des écrans tactiles au profit de commandes plus simples, robustes et intuitives. (Photos : EAO)

Les activités nord-américaines de la société sont basées à Shelton, dans le Connecticut, aux États-Unis.

Présente dans le monde entier avec des clients à travers le globe, l'entreprise a pu constater à maintes reprises les défis auxquels sont confrontés de nombreux équipementiers lorsqu'ils s'orientent vers une automatisation et/ou une électrification accrues de leurs gammes de produits.

Dans le domaine de l'électrification, de nombreux clients remplacent des machines auparavant équipées de moteurs à combustion interne. « Les clients existants qui effectuent cette transition disposent généralement d'une solide expertise en ingénierie. Ils connaissent bien les marchés et possèdent généralement une vaste expérience au sein de leurs équipes », a déclaré Pannone.

D'autres, en revanche, sont de véritables start-ups qui se lancent pour la première fois dans le développement de produits. « Elles n'avaient jamais eu de produit ; elles ont commencé par des applications liées aux véhicules électriques. Ces applications sont un peu plus complexes », explique Pannone. « Dans ce cas, nous devons leur proposer des compétences différentes. Nous devons apporter une expertise technique plus poussée à ce client. »

« Pour certaines de ces entreprises en phase de démarrage, nous devons peut-être apporter un regard plus ergonomique, davantage d'informations sur les utilisateurs – peut-être les aider avec quelques scénarios qui mettent en évidence non seulement les commandes individuelles de l'IHM, mais aussi la convivialité globale de l'interface et l'expérience client de bout en bout. »

Sécurité fonctionnelle

Avec l'évolution des IHM, la sécurité fonctionnelle devient l'un des besoins les plus critiques du marché.

« Nous consacrons beaucoup de temps à discuter avec nos clients du fonctionnement sûr des véhicules, qu'il s'agisse du déplacement du véhicule ou des outils, afin que le produit final fonctionne en toute sécurité », a déclaré M. Pannone. « Nous commercialisons des produits intégrant la sécurité CANopen, principalement dans nos interfaces homme-machine (IHM). »

CANopen Safety est une extension du protocole standard européen CANopen qui garantit une sécurité fonctionnelle fiable (jusqu'à SIL3) en imposant des redondances pour la transmission des données critiques. La série 09 d'EAO figure parmi les rares produits actuellement fabriqués conformément aux exigences de CANopen Safety.

La série 09 comprend une gamme de produits conçus pour les environnements exigeants des véhicules spéciaux lourds, utilisés aussi bien sur route que hors route. Elle propose des claviers, des joysticks et des panneaux de commutation LIN personnalisables, des commutateurs universels et un kit d'évaluation LIN/CAN.

« Nous sommes probablement la seule entreprise actuellement à posséder un produit ayant obtenu la certification de sécurité CANopen », a déclaré M. Pannone. « Mais nous savons que nous ne sommes pas seuls et que cette position ne durera pas, car nous constatons un intérêt croissant pour ce domaine. »

Technologie mixte

La solution IHM adaptée – ou une combinaison de solutions – à une application doit également répondre à l'évolution des besoins des opérateurs afin de garantir à la fois la sécurité et la contrôlabilité.

La série 09 d'EAO figure parmi les rares produits actuellement fabriqués conformément aux exigences de sécurité CANopen pour une sécurité fonctionnelle renforcée. (Photos : EAO)

« Nous nous concentrons en quelque sorte sur les technologies mixtes », a déclaré Pannone, « où l'on utilise des logiciels, des écrans tactiles, soit un contrôle par curseur, soit un joystick, et des fonctions discrètes, des boutons discrets qui font quelque chose de précis – ils allument la lumière, c'est tout, ils ne font rien d'autre. »

Le défi consiste à identifier la bonne combinaison qui permette à la fois d'attirer et de faciliter la formation de nouveaux opérateurs habitués à des systèmes et des contrôleurs plus avancés, sans pour autant aliéner les opérateurs expérimentés qui pourraient trouver l'adaptation à une telle technologie plus difficile.

« Pour un opérateur expérimenté, il faut trouver un juste milieu… Si l’on adopte une technologie entièrement nouvelle et moderne, une partie de l’équipe devient certes obsolète, mais elle aura besoin d’une formation approfondie », a souligné Pannone. « Il faut donc trouver un compromis qui permette à tous de comprendre les nouvelles technologies et d’utiliser l’équipement en toute sécurité. Nous nous efforçons de rendre les commandes aussi intuitives que possible. »

Simple, intuitif et adaptable

Bien que la plupart des utilisateurs connaissent l'interface tactile comme principal moyen d'interaction avec un produit (via un smartphone ou une tablette, par exemple), ces interfaces ne sont pas toujours adaptées aux environnements complexes ou difficiles. C'est pourquoi EAO observe un désintérêt pour ce type d'IHM dans certaines applications.

« Nous constatons de nombreuses applications et avons de nombreuses discussions avec des clients qui cherchent à s'éloigner de ce type d'environnement pour le simplifier davantage pour l'opérateur », a déclaré Pannone. « On est passé d'une approche où tout était géré par écran tactile, car c'était sûr, simple et logiciel, à un retour à un juste milieu où le matériel, comme nos boutons-poussoirs, claviers ou commandes de curseur, est de nouveau valorisé. »

« Par exemple, les fonctions critiques pour la sécurité, comme les arrêts d’urgence, doivent rester physiquement présentes, immédiatement accessibles et isolées des autres systèmes afin de garantir un fonctionnement sûr. En résumé, leur objectif est de maintenir un environnement aussi simple et convivial que possible. »

EAO propose des solutions, comme le clavier Série 09, conçues pour être simples, intuitives et facilement adaptables à l'application. (Photos : EAO)

EAO affirme proposer des solutions simples, intuitives et facilement adaptables à l'application. Prenons l'exemple des claviers CAN de la série 09, conçus, selon M. Pannone, pour offrir un niveau de retour d'information « extrême ».

« Nous avons intégré plusieurs niveaux de retour d'information que le client peut utiliser », a-t-il expliqué. « Vous pouvez utiliser trois ou quatre couleurs dans les quadrants pour illuminer les segments, ou ajouter d'autres types d'animation comme un retour d'information rotatif, un retour d'information clignotant, une variation de la luminosité ou une atténuation de l'éclairage, ou encore du son. »

« Nous collaborons avec des clients évoluant dans des environnements complexes afin de leur proposer un produit très adaptable. Les légendes, les encarts et les symboles sont tous modulables, ce qui permet non seulement aux grandes entreprises réalisant des volumes importants d'utiliser ce type de produit, mais aussi aux plus petites de tirer parti de cette technologie. »

Il n'y a pas de frais d'installation, a ajouté Pannone, et grâce aux insertions de symboles, il n'est pas nécessaire de créer une nouvelle référence à chaque changement de symbole. « Ce clavier est très polyvalent et peut être utilisé dans de nombreuses applications différentes. »

Cela inclut les implémentations en cabine conçues pour un contrôle précis par l'opérateur, ainsi que les cas d'utilisation robustes tels que l'utilisation du compacteur à l'arrière des camions à ordures, où le contrôle basé sur le réseau CAN est couramment utilisé en Europe.

« Il n’est pas nécessaire d’utiliser des écrans sensibles ou des équipements qui ne résisteront pas à cet environnement », a déclaré Pannone. « Un simple retour d’information pour l’opérateur suffit, et le clavier CAN de la série 09 convient parfaitement à ce type d’application. »

Solutions intégrées

En plus de proposer des composants standard, EAO peut construire des panneaux personnalisés et intégrer des composants (boutons, indicateurs, claviers, écrans, etc.) dans des systèmes IHM complets.

Pour l'Amérique du Nord, cette intégration est réalisée dans l'usine de l'entreprise située dans le Connecticut. « Concrètement, nous prenons nos produits standards – qu'il s'agisse d'un simple bouton-poussoir, d'un clavier CAN ou d'une commande de curseur – et nous les intégrons dans des sous-ensembles », explique Pannone. « Nous fournissons la conception et nous accompagnons également le client en matière d'ergonomie et d'expérience utilisateur. »

EAO peut intégrer divers composants dans des sous-ensembles personnalisés pour une installation simplifiée dans un véhicule ou une machine. (Photos : EAO)

« L’expérience utilisateur est un élément essentiel des interfaces opérateur pour toute entreprise », a-t-il ajouté. « Est-elle sécurisée ? Est-elle intuitive ? Est-elle adaptable ? Tous ces aspects sont importants. »

Les sous-ensembles sont développés en fonction de l'interface série (CAN ou Ethernet) utilisée par le constructeur. « Nous prenons en charge toutes les étapes, du prototypage à la production, jusqu'à la certification, le cas échéant », explique Pannone. « Nous ne gérons pas la certification en interne, mais nous collaborons avec le client pour obtenir la certification du produit. En réalité, nous travaillons en étroite collaboration avec le client tout au long du cycle de vie du produit. »

L'objectif est d'éliminer tout problème que ces petits composants de systèmes plus vastes peuvent engendrer. « Nous nous efforçons de prendre en charge ces petits éléments, de les gérer pour le client et de lui permettre de se décharger de toute préoccupation concernant ces sous-ensembles », a déclaré Pannone. « Il lui suffit de les brancher et de les utiliser, puis de se concentrer sur le reste du système. »

Que se passera-t-il ensuite ?

Selon Pannone, EAO prévoit de continuer à se concentrer sur le domaine des technologies mixtes, en développant et en intégrant un ensemble de logiciels, de matériels, d'images à l'écran et de composants discrets. Cependant, certaines technologies émergentes pourraient influencer l'évolution future des interfaces homme-machine industrielles et d'EAO.

« Il pourrait s'agir d'une commande vocale, gestuelle ou tactile. Ou encore d'une combinaison de ces technologies », a suggéré Pannone. Ce type d'interface homme-machine multimodale se généralise rapidement dans des secteurs comme l'automobile et l'électronique grand public. « Cependant, l'application de ces technologies n'est pas encore suffisamment mature pour garantir une sécurité optimale dans tous les environnements. De nombreux facteurs ambiants peuvent influencer cette sécurité. »

« Lorsqu’on utilise un écran tactile, on guide le client pour qu’il appuie ici, qu’il appuie là, qu’il fasse ceci, qu’il fasse cela », a-t-il fait remarquer. « Mais pour un geste permettant d’augmenter la vitesse, le volume ou de le diminuer, quel est le signe ou le mouvement universel correspondant ? »

« Il existe des applications grand public… Mais dans ces environnements industriels exigeants et difficiles, nous ne sommes pas sûrs que ce soit déjà le cas. Mais c’est possible. »