• digital
• ergonomia
• manufacturing
• manutenzione
• motion-capture

Riassunto Analitico
Questa tesi presenta una sintesi del lavoro svolto in collaborazione con il personale del Laboratorio di Prototipazione Virtuale presso l'Università di Modena e Reggio Emilia e CNH Industrial, leader globale su macchine agricoli e movimentazione terra, camion e veicoli commerciali.
Il lavoro si concentra sulla definizione di una metodologia innovativa per la progettazione e riprogettazione dei prodotti con attenzione alle attività di service / manutenzione, nell’area nota come Design for Serviceability, e sulla sua applicazione ad casi studio industriali offerti da CNH Industrial. Il metodo si basa sull’uso di strumenti di digital manufacturing e di tecnologie di motion capture per l’analisi dell’ergonomia fisica, della visibilità e della raggiungibilità al fine di ottimizzazione la progettazione prodotto per agevolare le attività di assistenza. I casi studio si sono riferiti al modello di trattore 2WD Scorpion. Nello specifico, si sono esaminate in dettaglio le procedure di manutenzione di servizio riferendosi a due task: sostituzione del filtro olio motore, situato all'interno del vano motore, e pulizia del filtro aria, situato sui parafanghi destro e sinistro. Questi task sono stati individuati in seguito ad analisi di costo e di frequenza condotte dall’azienda, che hanno permesso di individuare le attivtà di manutenzione più onerose per CNH Industrial. In entrambi i casi, si sono rilevati problemi di raggiungibilità o di postura dell’operatore.
L'obiettivo di questa tesi è quello ottimizzare la progettazione del prodotto al fine di migliorare e facilitare le procedure di manutenzione, in modo che siano più rapide e meno costose sia per l’azienda sia per il cliente finale, prendendo in considerazione metodi di Fattori Umani e di Ergonomia (HFE).
Il presente elaborato presenta; l’analisi svolta sui casi studio individuati sia con strumenti di digital manufacturing sia con strumenti di motion capture, le criticità riscontrate tramite un opportuno protocollo di indagine e le proposte migliorative avanzate grazie all’uso di tali strumenti. L’analisi del comfort degli operatori si è basata su metodi cognitivo – comportamentalie; che oggettiva l’esperienza dell'operatore attraverso questionari e osservazioni, e metodi psicofisiologici, basati sulla misurazione del carico di lavoro mentale, parametri come il tasso di respirazione, la frequenza cardiaca e la postura (tra gli altri), forniscono informazione sufficiente per evidenziare la parte nel processo di lavoro in cui l'operatore è più sollecitato. La valutazione posturale è stata svolta combinando diversi metodi: RULA (Rapid Upper Limb Assessment), REBA (Rapid Entire Body Assessment) e OWAS (Ovako Working Posture Analyzing System), che hanno permesso di calcolare il rischio muscolo-scheletrico. Questi metodi di analisi sono stati ben supportati da analisi basate su Digital Human Modelling attraverso il software Jack 8.0.1, e tecnolgie di Mixed Reality usando un sistema di Motion Caption, VICON.
Dopo una breve introduzione, questa tesi è strutturata in diversi capitoli. Il primo capitolo presenta lo stato dell'arte, concentrandosi sull'ergonomia e sulla sua importanza in progettazione e in ottimizzazione di attività di manutenzione per veicoli. Il capitolo 2 presenta la teoria degli strumenti ergonomici e del software di digital manufacturing utilizzati. Il capitolo 3 presenta, il protocollo di analisi elaborato che include strumenti di valutazione posturale , di visibilità e raggiungibilità, e strumenti di analisi dei parametri biometrici.Nel capitolo 4 sono presentati i casi studio e l’applicazione del protocollo definito. Il capitolo 5 presenta le conclusioni.

Abstract This thesis presents the summary of the work done in collaboration with personnel of the Virtual Prototyping Lab at the University of Modena and Reggio Emilia and CNH Industrial, global leader on agricultural and construction equipment, tractors, trucks and commercial vehicles. The work focuses on the definition of an innovative methodology for the design and redesign of products with attention to service/maintenance activities, in the field known as Design for Serviceability, and its application to case studies CNH Industrial offered. The method is based on the use of digital manufacturing tools and motion capture technology for the analysis of physical ergonomics, visibility and accessibility in order to optimize the product design for ease of assistance. The case studies are related to tractor model Scorpion 2WD. Specifically It has been reviewed on detail the service maintenance procedures referring to 2 tasks: engine oil filter replacement, located inside the engine compartment, and air filter cleaning, located on the left and right fenders. These tasks have been identified due to a cost and frequency analysis conducted by the company, who identified the maintenance activity more onerous for CNH Industrial. In both cases, reachability and operator's posture problems have been identified. The aim of this thesis is to optimize the product design in order to improve and facilitate maintenance procedures, so they get quicker and cheaper for both, the company and for the consumer, taking into consideration methods of Human factors and ergonomics (HFE). This elaborate presents; the analysis developed on the case studies identified by digital manufacturing tools and motion capture tools, the problems encountered by a suitable survey protocol and improvement proposals advanced through the use of these tools. Analysis of comfort of the operators was based on behavioral–cognitive methods; which presents the experience of the operator through questionnaires and observations, and psychophysiological methods; based on the measurement of mental workload, parameters such as breathing rate, heart rate and posture (among others) provide enough information to highlight the part in the procedure where the operator is more stressed. Postural evaluation was carried out by combining different methods: RULA (Rapid Upper Limb Assessment), REBA (Rapid Entire Body Assessment) and OWAS (Ovako Working Posture Analyzing System), which made possible to calculate the musculoskeletal risk. These methods of analysis were well supported by analysis based on Digital Human Modelling through the software 8.0.1, Jack and Mixed Reality technology using Motion Caption, VICON. After a brief introduction, this thesis is structured into several chapters. The first chapter presents the State of the art, focusing on ergonomics and its importance in design and optimization of vehicle maintenance. Chapter 2 presents the theory of ergonomic tools and digital manufacturing software used. Chapter 3 presents, elaborate analysis protocol that includes postural assessment tools, visibility and accessibility, and biometrics analysis tools. Chapter 4 presents the case studies and the application of the protocol defined. Chapter 5 presents the conclusions.