Riassunto analitico
L’obbiettivo di questa tesi è quello di analizzare ed ottimizzare le linee di produzione dell’azienda CNH industrial mediante strumentazioni digitali, basandosi sui concetti base dell’ergonomia fisica e cognitiva e sull’importanza dell’interazione uomo-macchina.
Il presente studio nasce dalla necessità di definire una metodologia strutturata, superando gli attuali limiti legati alla mancanza di una documentazione di riferimento e di approcci strutturati basati sull’analisi dei fattori umani e si prefigge di portare un’evoluzione nel settore produttivo in quanto permette di virtualizzare ed analizzare intere linee produttive prima ancora che queste entrino in funzione evitando prototipazioni e riducendo i costi.
Spesso le linee sono progettate tenendo conto delle esigenze di prodotto e del rispetto delle regole e normative vigenti, piuttosto che dell’interazione tra l’uomo (lavoratore) e il prodotto / processo stesso. I compiti a volte non possono essere svolti come previsto, le attività richiedono maggior tempo e maggiore impegno, gli operatori sono costretti a manovre poco ergonomiche, non confortevoli ed, in alcuni casi, pericolose
In questa fase, è soltanto possibile riconsiderare la linea esistente ed introdurre migliorie marginali grazie a modifiche nel layout del processo o all’uso di dispositivi su supporto (attrezzi, scalette, supporti di vario tipo, ecc.), senza tuttavia risolvere realmente le criticità presenti.
Tali aspetti possono oggi essere affrontati in modo preventivo ed oggettivabile grazie a strumenti cosiddetti di “digital manufacturing” che permettono di virtualizzare la linea di produzione reale tramite modelli CAD 3D e di simulare l’interazione con l’operatore tramite l’uso di manichini virtuali e grazie ai quali le imprese manifatturiere si aspettano di trarre i seguenti benefici:
• diminuzione del tempo di sviluppo del prodotto;
• validazione anticipata dei processi produttivi;
• una rapida e preventiva creazione della produzione;
• tempi di commercializzazione più brevi;
• riduzione dei costi di produzione;
• miglioramento della qualità del prodotto;
• diffusione della conoscenza del prodotto;
• riduzione degli errori;
• aumento della flessibilità.
Questo elaborato propone una panoramica dei più importanti ed utilizzati metodi ergonomici nel corso degli ultimi anni in ambito di ergonomia di fabbrica, considerando gli aspetti fondamentali dell’ergonomia fisica e cognitiva ed utilizza strumenti di digital manufacturing per virtualizzare gli ambienti oggetto di studio e per simulare come operatori virtuali possano svolgere le attività previste in linea.
L’utilizzo di un modello virtuale anticipa le analisi (non più consuntive ma preventive) alle fasi di definizione della linea e permette il confronto tra una serie di soluzioni organizzative differenti, che permettono una rapida ottimizzazione dell’intero processo in termini di fattori umani e tempi di realizzazione.
L’approccio proposto unisce l’uso di modelli 3D con l’analisi dell’ergonomia fisica tramite una serie di metriche strutturate, scelte a seconda dell’ambito applicativo, che consente una veloce definizione delle soluzioni realizzative ottimali per migliorare la qualità del lavoro in linea.
In particolare, si è utilizzato il software di digital manufacturing “Tecnomatix Jack7.0” di Siemens, scegliendo le analisi OWAS (Ovako Working Posture Analysis) e SSP (Static Strength Prediction) come metriche di riferimento per la valutazione dell’ergonomia fisica su manichini virtuali ed il toolkit ForceSolver per l’analisi globale del comfort. L’approccio proposto è stato applicato ad una serie di casi studio industriali proposti da CNH Industrial, considerando diversi stabilimenti produttivi (Modena, Jesi (AN)) in Italia ed all’estero (Basildon, UK)
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