Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi illustra le attività svolte su un progetto nato dalla collaborazione tra il laboratorio XiLab dell’Università di Modena e Reggio Emilia (UNIMORE) e l’azienda Tetra Pak, leader nelle soluzioni per il trattamento e il confezionamento degli alimenti. Questa tesi presenta una metodologia da applicare nella progettazione delle macchine automatiche, al fine di ottimizzare l’ergonomia e l’interazione uomo-macchina. In particolare, l’approccio sperimentale consiste nell’esplorazione della potenzialità degli strumenti di Digital Human Simulation, nell’utilizzo di strumenti tecnologici innovativi per la sensorizzazione degli operatori, e nell’adattamento al caso studio di metodi ergonomici noti come l’EAWS, nato nel settore automotive.
Il progetto si è concentrato sullo studio delle condizioni di lavoro degli operatori (user research) e nella valutazione ergonomica di alcune operazioni di gestione e manutenzione condotte sull’unità di approvvigionamento del materiale (ASU - Automatic Splicing Unit), utilizzata nelle macchine di confezionamento sviluppate dall’azienda. La prima fase dello studio è consistita in una sessione di test sperimentale in loco, nella quale sono state impiegate sul campo le tecnologie di motion capture, human monitoring e registrazione video per studiare e comprendere il lavoro degli operatori. Il test è stato completato con la somministrazione ai partecipanti di questionari sui task svolti, mirati a collezionare dati sulla loro esperienza nell’utilizzo della macchina. Successivamente è stata condotta la fase di analisi ergonomica tramite Digital Human Simulation, creando un ambiente virtuale ed utilizzando il software Tecnomatix JACK, e per replicare le operazioni svolte mediante l’uso di manichini virtuali. In questo modo è stato possibile estrapolare i dati ed ottenere i punteggi del metodo EAWS e RULA per stimare il carico di lavoro fisico. L’analisi è stata completata con l’elaborazione dei risultati ottenuti dai sensori indossabili di monitoraggio dei parametri fisiologici (battito cardiaco, attività elettrica della pelle, eye tracking). Le fasi dello studio sono state svolte seguendo le stesse modalità sia sulla macchina attuale sia sul prototipo della nuova macchina, in via di sviluppo. In questo modo è stato possibile effettuare il confronto dei risultati ottenuti nelle due analisi al fine di mettere in evidenza criticità presenti nella macchina attuale e definire importanti spunti di miglioramento da includere nella progettazione della nuova unità, migliorando il comfort, le prestazioni e la qualità dell’interazioni uomo-macchina.
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