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PORTALE DELLA DIDATTICA

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi

01SROMU

A.A. 2019/20

2019/20

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

Il modulo mira a fornire le conoscenze di base in tema di ergonomia dei sistemi produttivi; proponendosi di sensibilizzare gli allievi alle problematiche di progettazione e gestione dei sistemi di lavoro in chiave “human centered”, allo scopo di ridurre il carico di lavoro (fisico e mentale) sostenuto dall’operatore, migliorare il benessere e la produttività (anche tenendo conto degli aspetti di genere e delle persone con esigenze speciali).

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

L'insegnamento ha lo scopo di presentare strumenti per progettare e implementare l'approccio per processi. Dalla classificazione e rappresentazione dei processi si passa all'analisi statica e dinamica per la valutazione di attività di miglioramento e innovazione.

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

The module aims at providing the basic knowledge on the ergonomics for manufacturing systems, emphasizing how the “human centered” design of manufacturing processes and operation management may reduce the physical and mental workload sustained by the operator, improve his well-being and the system productivity (in the respect of gender issues and of people with special needs).

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

The module aims at providing the basic knowledge on processes approach. Statistical and dynamic analysis are introduced for the evaluation of improvement and innovation activities

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

Conoscenza dei principi ergonomici relativi all’organizzazione del lavoro e alla valutazione/ progettazione dei posti e delle attrezzature di lavoro Conoscenza dei metodi di valutazione del rischio in attivitá di lavoro e delle tecniche di programmazione e controllo dei cicli di lavoro tenendo conto del fattore umano Capacità di analizzare il posto, le attrezzature e i metodi di lavoro nel rispetto dei principi ergonomici Capacità di valutare i parametri di produttività ed efficienza dei sistemi di produzione tenendo conto del fattore umano Capacità di dare supporto di tipo metodologico all’introduzione di ausili di lavoro o di sistemi automatici nel processo produttivo tenendo conto del fattore umano

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

Conoscenza delle metodologie a base statistica per la valutazione della qualità e dell'affidabilità dei prodotti, per il miglioramento della qualità dei prodotti e dei processi, per l'introduzione e la valutazione di prodotti e processi innovativi. Capacità di adattare le specifiche produttive a quelle funzionali di prodotto e rispettivo collaudo, in particolare nelle fasi di introduzione di prodotti/processi innovativi. Capacità di dare supporto di tipo metodologico - statistico agli specialisti coinvolti nelle attività d R&D e di coordinarne le attività.

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Knowledge of the ergonomic principles relative to work organization and to the verification and design of workplaces and work tools. Knowledge of the main methods of risk assessment in work activities and for the integration of ergonomics in setting working times and in line balancing To develop skills in the applications of the ergonomic principles to work organization, workplace design, choice of work tools as well as in the definition of work and production methods. To develop skills for effective methodological support in view of the introduction of assistive device and automatic systems in the manufacturing process based on the human-centered approach

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

Knowledge-of statistical-based methodologies to asses the quality and reliability of products and to improve the quality of products and processes; knowledge-of statistical-based methodologies for the introduction and evaluation of innovative products and processes (robust design, six sigma etc.). Ability to adapt production to functional specification of product and to evaluate their acceptance, especially in the phases of introduction of products / processes. Ability to provide statistical methodological support to specialists involved in the activities of R & D, and to coordinate the evaluation activities.

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Equazioni di equilibrio e diagrammi di sollecitazione. Cinematica dei corpi rigidi. Principali distribuzioni statistiche.

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Conoscenza delle tecnologie di base. Conoscenza di base del calcolo delle probabilità e della statistica descrittiva.

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Equilibrium equations and free-body diagram determination. Rigid bodies kinematics. Main statistical distributions.

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Knowledge of basic technologies Basic knowledge of probability and descriptive statistics

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Principi generali (6 ore) o Antropometria statica e funzionale. Fonti di dati e tecniche di scalatura dei dati o Utilizzo dei percentili in progettazione o Cenni sulle capacità fisiche dell’uomo (motilità articolare, fisiologia muscolare, forza e resistenza) e sulla modellazione biomeccanica. Fonti di dati Ergonomia dei luoghi di lavoro (14 ore) o Le malattie muscolo-scheletriche lavoro correlate. Classificazione generale e principali fattori di rischio o Riferimenti normativi e legislativi per la valutazione del rischio nelle attività di lavoro e per la sicurezza dei macchinari (serie ISO 11228, EN 1005) o La movimentazione manuale dei carichi. La metodica NIOSH e l’indice di sollevamento. Le Tavole di Snook & Ciriello per le attività di traino e spinta o Le attività con gesti e sforzi ripetuti. Il metodo OCRA. Principi di scelta degli strumenti di lavoro o Strumenti integrati di valutazione del rischio in realtà manifatturiere Analisi e organizzazione del lavoro (12 ore) o La misura del lavoro. Principi e origine degli sistemi tempi e metodi. Metodi di campionatura dei tempi standard di lavoro o Tempi Standard Predeterminati: origini, struttura ed esempi applicativi delle principali piattaforme utilizzate in ambito manifatturiero o Integrazione dei principi ergonomici nella programmazione e controllo dei cicli di lavoro e nel bilanciamento delle linee di produzione Ergonomia nella Fabbrica Intelligente (18 ore) o La Fabbrica Digitale. Definizione dei manichini virtuali per verifiche di raggiungibilità, ingombro e comfort posturale durante attività di lavoro o L’ergonomia nell’industria 4.0 o Principi di valutazione di ausili al lavoro e di sistemi di automazione tenendo conto del fattore umano

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INNOVAZIONE DEI PROCESSI PRODUTTIVI La gestione delle operations e dei processi. Progettazione dei processi – 1.Posizionamento ( volumi/varietà, layout, tecnologie, mansioni). Progettazione dei processi – 2 Analisi (mappatura, compiti e capacità, variabilità del processo). Obiettivi di performance dei processi Analisi statica e dinamica dei processi produttivi per il miglioramento e l’innovazione dei processi : - Modelli statici (Mappatura del flusso del valore, Benchmarking interno, ecc.) - Modelli dinamici (Analisi descrittiva dei dati, Analisi della variabilità, Modelli a rete di code, Indici di performance). - La simulazione ad eventi discreti. Lean innovation: - Sistemi di produzione Push/Conwip/Pull - Sincronizzazione snella

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Basic Knowledge (6 hours) o Static and functional anthropometric data. Databases and scaling techniques o Use of percentiles in design. Types of design o Elements of physical capabilities (mobility of joints, muscular strength and endurance) and of biomechanical modeling. Data sources Ergonomics and Workplace Design (14 hours) o Work-related musculo-skeletal disorders. General classification and main risk factors o Legislation and standard overview for risk evaluation (ISO 11226; ISO 11228 series; EN 1005 series) o Manual material handling. NIOSH lifting equation. Snook & Ciriello Tables o Upper limb disorders. Hand intensive tasks. The OCRA method. Work tool design principles o Complex work content and whole body risk methods for manufacturing systems Work Measurement (12 hours) o Principles and brief history of Time and Motion Studies. Main observational methods o Predetermined Motion Time System: origin, structure and examples of main methods utilized for manufacturing systems o Integration of ergonomics in setting working times and in line balancing Ergonomics in the Smart Factory (18 hours) o Digital factory. Human manikins definition and virtual testing of reach-ability, body space and postural comfort during work activities o Ergonomics in Industry 4.0 o Human-oriented evaluation of assistive devices and automation systems

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PRODUCTION PROCESS INNOVATION Operations and process management Process design 1- Positioning (volume/variety, layouts, technology, job designs) Process design 2- Analysis (process mapping, process tasks and capacity configuration, process variability). Manufacturing performance Static and dynamic methodology for diagnostic and improvements of manufacturing system: -Static methodologies (absolute benchmarking and value stream mapping,..) -Dynamic methodologies (descriptive analysis data, variability basics, queuing theory, Measures of Manufacturing performance). Discrete events simulation. Lean innovation - Push and pull production systems - Lean synchronization

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Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

Il corso è organizzato in 30 ore di lezione e 20 di esercitazione. Testimonianze di professionisti e (quando possibile) visite a realtà produttive coadiuvano l'insegnamento

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INNOVAZIONE DEI PROCESSI PRODUTTIVI Il modulo si compone di lezioni e esercitazioni in aula e in laboratorio informatico.

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The course is organized in 30 hours of lesson and 20 hours of tutorials. Testimonials from professionals and (when possible) visits to productive plants support teaching classes

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PRODUCT PROCESS INNOVATION In the course the students will attend lectures and practical exercise in classroom and Informatic labs.

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Verrà messo a disposizione degli allievi materiale didattico sotto forma di dispense. Testi di riferimento: A Baracco, G Destefanis “Manuale di Ergonomia Industriale” – CSAO MS Sanders, EJ McCormick “Human Factors In Engineering and Design”- Mc Graw Hill. D Meister, TP Enderwick “Human factors in system design, development and testing” – Taylor & Francis

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Appunti forniti dai docenti Testi per approfondimenti (Innovazione deI processi produttivi): Factory Physics -Wallace J.Hopp, Mark L. Spearman – McGraw Hill International Edition. Gestione delle operations e dei processi- Slack, Brandon-Jones, Johnston, Betts, Vinelli, Romano, Danese -Pearson http://cast.massey.ac.nz/collection_public.html SW utilizzato nei laboratori: FlexSim -Applied Simulation: Modeling and Analysis Using FlexSim Kindle Edition by Eamonn Lavery , Malcolm Beaverstock , Allen Greenwood , William Nordgren -Shanna Warr (Editor) -https://www.flexsim.com/ Altri SW: Plant simulation -Plant Simulation 10 Step-by-Step Help – Siemens Steffen Bangsow " Manufacturing Simulation with Plan Simulation" and Sim Talk – Springer

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Documentation in help is prepared and distributed by lecturer. Suggested books: MS Sanders, EJ McCormick “Human Factors In Engineering and Design”- Mc Graw Hill. D Meister, TP Enderwick “Human factors in system design, development and testing” – Taylor & Francis

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

Lecture notes in the course website will be provided. Reference textbooks (Product process Innovation): Factory Physics -Wallace J.Hopp, Mark L. Spearman – McGraw Hill International Edition. Operations and Process management , principles and practice for strategic impact – Slack, Brando-Jones, Johnston, Betts- Pearson Gestione delle operations e dei processi- Slack, Brandon-Jones, Johnston, Betts, Vinelli, Romano, Danese -Pearson Lean organization from the tools of Toyota Production System to Lean Office -Springer Tecnomatix Plant Simulation 10 Step-by-Step Help – Siemens Useful link http://cast.massey.ac.nz/collection_public.html https://healthcare.flexsim.com/

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria; prova di laboratorio;

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria; prova di laboratorio;

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

Modalità di esame dell'insegnamento 01SROMU: prova scritta; prova di laboratorio; prova orale. L’esame dell'insegnamento 01SROMU consiste in una prova relativa ad Innovazione dei processi produttivi (Innovazione nel seguito) ed una successiva prova relativa ad Ergonomia dei processi produttivi (Ergonomia nel seguito). Per accedere alla prova di Ergonomia è necessario aver ottenuto la sufficienza (18/30) nella prova di Innovazione. L’esito dell’esame finale dell'insegnamento 01SROMU sarà calcolato facendo la media tra il voto ottenuto nella prova di Innovazione e il voto della prova di Ergonomia. Il voto di Innovazione sarà conservato solo nella sessione d’esame in corso, se lo studente non supera all'interno della stessa sessione la prova di Ergonomia dovrà ripetere l’intero esame nella sessione successiva. La prova di Innovazione valuta le conoscenze e le competenze acquisite durante il corso e si suddivide in due parti: - Prova di laboratorio che consiste nella modellazione e simulazione di una linea di produzione. - Prova scritta costituita da domande teoriche ed esercizi numerici sulla valutazione della performance dei sistemi produttivi e sull'analisi di azioni migliorative e/o innovative. Durante le due prove sarà possibile consultare solo i libri di testo consigliati. Alle due parti è attribuito un punteggio rispettivamente di 8 e 22 punti. Il voto finale della prova di innovazione del processo è dato dalla somma dei punti ottenuti nelle due parti. Se la somma dei punteggi sarà inferiore a 18 lo studente dovrà ripetere sia la prova in laboratorio che la prova scritta. La durata complessiva della prova di Innovazione (prova di laboratorio e prova scritta) è di circa 3 ore. La prova di Ergonomia consiste in una prova orale di durata compresa fra 30 e 45 minuti. Le domande, in media di tre, saranno tese ad accertare la comprensione dei principi ergonomici di base applicati alla progettazione e gestione dei sistemi di lavoro in chiave “human centered” e la capacità di individuare e applicare le metodologie appropriate per l’integrazione dell'ergonomia nella programmazione e controllo dei cicli di lavoro. Una prima domanda di orale riguarderà nello specifico la valutazione dell’indice di rischio di un caso studio, di tipologia analoga a quella degli esempi discussi in classe durante le esercitazioni, e richiederà lo sviluppo di calcoli da parte dello studente. La valutazione della prova considera la capacità dello studente di individuare le metodologie appropriate per risolvere i problemi posti nonché la capacità di applicare correttamente gli strumenti illustrati a lezione.

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

L’esame dell'insegnamento 01SROMU consiste in una prova relativa ad Innovazione dei processi produttivi (Innovazione nel seguito) ed una successiva prova relativa ad Ergonomia dei processi produttivi (Ergonomia nel seguito). Per accedere alla prova di Ergonomia è necessario aver ottenuto la sufficienza (18/30) nella prova di Innovazione. L’esito dell’esame finale dell'insegnamento 01SROMU sarà calcolato facendo la media tra il voto ottenuto nella prova di Innovazione e il voto della prova di Ergonomia. Il voto di Innovazione sarà conservato solo nella sessione d’esame in corso, se lo studente non supera all'interno della stessa sessione la prova di Ergonomia dovrà ripetere l’intero esame nella sessione successiva. La prova di Innovazione valuta le conoscenze e le competenze acquisite durante il corso e si suddivide in due parti: - Prova di laboratorio che consiste nella modellazione e simulazione di una linea di produzione. - Prova scritta costituita da domande teoriche ed esercizi numerici sulla valutazione della performance dei sistemi produttivi e sull'analisi di azioni migliorative e/o innovative. Durante le due prove sarà possibile consultare solo i libri di testo consigliati. Alle due parti è attribuito un punteggio rispettivamente di 8 e 22 punti. Il voto finale della prova di innovazione è dato dalla somma dei punti ottenuti nelle due parti. Se la somma dei punteggi sarà inferiore a 18 lo studente dovrà ripetere sia la prova in laboratorio che la prova scritta. La durata complessiva della prova di Innovazione (prova di laboratorio e prova scritta) è di circa 3 ore. La prova di Ergonomia consiste in una prova orale di durata compresa fra 30 e 45 minuti. Le domande, in media di tre, saranno tese ad accertare la comprensione dei principi ergonomici di base applicati alla progettazione e gestione dei sistemi di lavoro in chiave “human centered” e la capacità di individuare e applicare le metodologie appropriate per l’integrazione dell'ergonomia nella programmazione e controllo dei cicli di lavoro. Una prima domanda di orale riguarderà nello specifico la valutazione dell’indice di rischio di un caso studio, di tipologia analoga a quella degli esempi discussi in classe durante le esercitazioni, e richiederà lo sviluppo di calcoli da parte dello studente. La valutazione della prova considera la capacità dello studente di individuare le metodologie appropriate per risolvere i problemi posti nonché la capacità di applicare correttamente gli strumenti illustrati a lezione.

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Ergonomia dei processi produttivi)

Exam: written test; compulsory oral exam; practical lab skills test;

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Exam: written test; compulsory oral exam; practical lab skills test;

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Exam Type for the course 01SROMU: written test; lab test; oral test. The exam of the course 01SROMU consists of two parts: a first examination on "Product Process innovation" ("Innovation" hereafter) and a subsequent examination on "Ergonomics for manufacturing processes" ("Ergonomics" hereafter). To access the exam of “Ergonomics”, it is necessary to have passed (min. 18/30) the exam of "Innovation". The final score will be the mean of the marks of the “innovation” and "Ergonomics" exams. The students can keep the mark of “Innovation” only for one examination session. In case the student does not pass the exam of “Ergonomics” in the same session, she/he will have to repeat both exams in the next exam session. The exam of "Innovation" consists of: - The analysis and simulation of a manufacturing line using a discrete-event simulation software tool.( max evaluation 8) - The written test of Process innovation assesses the knowledge and skills acquired during the course through exercises and theoretical questions. (max evaluation 22) The final mark of the “Innovation” exam will be the sum of the mark in the lab test and written test; If the sum will be less than 18 the students will have to repeat both lab and written tests. During the exam the students are allowed to use the course reference books. The exam of "Ergonomics" consists in an oral colloquium lasting around 30-45 minutes. The questions, on average of three, will aim at ascertaining the understanding of the basic ergonomic principles applied to the design and management of human-centered work systems and the ability to identify and use the appropriate methodologies for the integration of ergonomics in the planning and control of work cycles. A first oral question will deal specifically with the computation of the risk index in a case study, of a type similar to that of the examples discussed in class during the tutorials, and will require the development of calculations by the student. The evaluation of the oral colloquium takes into account the ability to identify the appropriate methodologies to solve the problems posed and to apply the tools illustrated in the course

Ergonomia e innovazione dei processi produttivi (Innovazione dei processi produttivi)

The exam of the course 01SROMU consists of two parts: a first examination on "Product Process innovation" ("Innovation" hereafter) and a subsequent examination on "Ergonomics for manufacturing processes" ("Ergonomics" hereafter). To access the exam of “Ergonomics”, it is necessary to have passed (min. 18/30) the exam of "Innovation". The final score will be the mean of the marks of the “innovation” and "Ergonomics" exams. The students can keep the mark of “Innovation” only for one examination session. In case the student does not pass the exam of “Ergonomics” in the same session, she/he will have to repeat both exams in the next exam session. The exam of "Innovation" consists of: - The analysis and simulation of a manufacturing line using a discrete-event simulation software tool.( max evaluation 8) - The written test of Process innovation assesses the knowledge and skills acquired during the course through exercises and theoretical questions. (max evaluation 22) The final mark of the “Innovation” exam will be the sum of the mark in the lab test and written test; If the sum will be less than 18 the students will have to repeat both lab and written tests. During the exam the students are allowed to use the course reference books. The exam of "Ergonomics" consists in an oral colloquium lasting around 30-45 minutes. The questions, on average of three, will aim at ascertaining the understanding of the basic ergonomic principles applied to the design and management of human-centered work systems and the ability to identify and use the appropriate methodologies for the integration of ergonomics in the planning and control of work cycles. A first oral question will deal specifically with the computation of the risk index in a case study, of a type similar to that of the examples discussed in class during the tutorials, and will require the development of calculations by the student. The evaluation of the oral colloquium takes into account the ability to identify the appropriate methodologies to solve the problems posed and to apply the tools illustrated in the course.



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