Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi, svolto in collaborazione con l'azienda CNH Industrial e l'Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, ha portato alla definizione di una metodologia oggettiva di valutazione ergonomica da applicare nelle cabine delle macchine agricole.
Il punto di partenza dello studio è stato la revisione dei dati raccolti nei precedenti lavori di tesi in cui, partendo da prove sperimentali condotte in campo con mezzi e utenti forniti dall'azienda CNH Industrial, è stato possibile raccogliere dati riguardanti posture di guida, attività cardiaca e attività visiva abbinati alle frequenze di utilizzo dei comandi in cabina. Questi sono stati ottenuti grazie all'utilizzo di strumenti di Digital Manufacturing e Human Monitoring per l'intera durata dei test.
Dopo una attenta ricerca bibliografica e un'analisi critica dei risultati, è stato possibile definire una nuova metodologia ed estrarre dei nuovi risultati che evidenziano il legame dello lo stress fisico e cognitivo con l'utilizzo dei comandi in cabina.
Avendo a disposizione i dati delle lavorazioni eseguite in campo riguardo a tracce CAN dei comandi azionati ricavati tramite il software CANalyzer, frequenze cardiache e posture lette ed estrapolate dalla fascia biosensor e mappe visive ricavate dagli strumenti di eye tracking, si è proceduto per step.
Per prima cosa sono state graficate nel dominio del tempo le frequenze di attivazione dei comandi con i valori di frequenza cardiaca (Heart Rate) per evidenziare i picchi di stress durante il periodo della lavorazione. Correlando tra di loro questi dati in modo più approfondito e aggiungendo i dati ricavati con l'Eye tracker, sono stati analizzati i comandi utilizzati e i comandi stressanti. Successivamente è stato realizzato un grafico a tre assi in modo da correlare la frequenza di utilizzo, la frequenza cardiaca
media e la postura (quest'ultima basandosi sulla scala di valori definita dal database Dreyfuss) per sottolineare ancora le criticità relative all'utilizzo di particolari comandi. Infine è stata condotta un'analisi nel dominio della frequenza graficando i valori delle frequenze medie di variabilità cardiaca nel tempo con lo scopo di dimostrare quale tra le fasi di lavorazione e manovra comportasse un carico cognitivo maggiore sull'operatore.
La validità dello studio svolto è evidenziata dai risultati ottenuti che permettono di valutare in modo innovativo il layout dei comandi dal punto di vista del comfort e dello stress dell'operatore. Risulta essere quindi un metodo valido in ambito progettuale vista la possibilità, tramite ambienti di simulazione virtuale, di attuare modiche per costruire prototipi sempre più vicini all'idea di prodotto finale.
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Abstract
This paper, carried out in collaboration with CNH Industrial and the University of Modena and Reggio Emilia, has led to the definition of an objective methodology of ergonomics evaluation to be applied in the cabins of agricultural machinery. The first step of the study was the revision of data collected in the previous studies in which, starting to field tests with equipments and users provided by CNH Industrial, it was possible to collect data on driving postures, cardiac activity and visual activity combined with the use frequencies of cabin controls. These data were obtained by using Digital Manufacturing and Human Monitoring tools for the entire duration of the tests.
After careful bibliographic research and critical analysis of the results, it was possible to define a new methodology and detect new results that highlight the link of physical and cognitive stress with the use of the controls in the cabin.
Having the data of the field tests with regard to CAN traces of the commands obtained through the software CANalyzer, heart frequencies and postures analyzed and extrapolated from the BioHarness and visual maps derived from the Eye Tracking tool, I proceeded step by step.
In the first step the activation frequencies of the controls with the values of Heart Rate have been plotted in order to evidence the peaks of stress during the test. Correlating these data in a more detailed way and adding the data obtained with the Eye tracker, the commands used and the stressful commands were analyzed. Than, a three-axis diagram has been created to correlate usage frequency, mean heart rate and posture (the latter based on the scale defined by the Dreyfuss database) to underline again the criticalities related to the use of particular commands.
Finally, an analysis was carried out in the frequency domain, plotting the values of the mean frequencies of cardiac variability over time in order to demonstrate which of the coating and maneuvering phases involved a greater cognitive load on the operator.
The validity of the study is evidenced by the results obtained that allow to evaluate in an innovative way the layout of the controls from the point of view of the comfort and the stress of the operator. It is therefore a valid method in the field of design given the possibility, through virtual simulation environments, to implement modifications to build prototypes closer to the idea of final product
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