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Ergonomia e innovazione dei processi produttivi
01SROMU
A.A. 2023/24
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Lezioni | 30 |
| Esercitazioni in aula | 20 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari |
|---|
2023/24
Gli ingegneri che lavorano nella produzione industriale e nell'innovazione tecnologica devono garantire la tutela della sicurezza, della salute e del benessere dei lavoratori. L'ambiente di lavoro può influenzare le prestazioni di un lavoratore in modi diversi, contribuendo allo sviluppo di disturbi muscolo-scheletrici lavoro-correlati, riducendo la capacità di un lavoratore di svolgere il proprio compito lavorativo e/o causando insoddisfazione nei lavoratori e atteggiamenti non collaborativi. Conoscere e rispettare i principi ergonomici consente di adattare l'ambiente di lavoro e le attività lavorative al lavoratore, studiando le funzioni e le interazioni che avvengono tra i tre elementi essenziali che contraddistinguono un sistema di lavoro: uomo, macchina e ambiente.
In questo contesto, l'insegnamento di Ergonomia 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).
L'insegnamento riflette anche sui recenti cambiamenti nella tecnologia e nei sistemi di produzione che se da un lato hanno il potenziale di sgravare il lavoratore da compiti fisicamente impegnativi, dall'altro lato possono introdurre nuovi fattori di rischio che devono essere attentamente valutati dagli ingegneri che si occupano di produzione industriale e innovazione tecnologica.
Engineers working in industrial production and technological innovation must ensure the protection of the safety, health and well-being of human workers. The work environment can affect a worker’s performance in different ways varying from musculo-skeletal work related disorders to effects that reduce the individual’s ability to perform a task or those that cause dissatisfaction and uncooperative attitudes. Knowledge and application of ergonomic principles aim at achieving an optimal fitting of the work environment and job activities to the worker, by understanding the function and interaction between the three essential elements of any work system: the human, the machine and the environment.
In this contest, the module Ergonomics aims at providing the basic knowledge on industrial ergonomics, 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/her well-being and the system productivity (in the respect of gender issues and of people with special needs).
The module also addresses how the recent changes in technology and production systems carry the potential to relieve the human worker from physically demanding tasks but may also introduce new risk factors that need to be carefully considered by engineers working in industrial production and technological innovation .
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
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
Equazioni di equilibrio e diagrammi di sollecitazione. Cinematica dei corpi rigidi. Principali distribuzioni statistiche.
Equilibrium equations and free-body diagram determination. Rigid bodies kinematics. Main statistical distributions.
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
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
L'insegnamento è organizzato in 30 ore di lezione e 20 di esercitazione.
Le esercitazioni consistono nell'analisi di casi studio ed esercizi per l'applicazione dei metodi di valutazione del rischio e di analisi e organizzazione del lavoro. I problemi vengono risolti in classe con la partecipazione attiva degli studenti.
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
Verrà messo a disposizione degli allievi materiale didattico sotto forma di dispense.
Testi di riferimento:
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
Documentation in help is prepared and distributed by the 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
Slides; Esercizi;
Lecture slides; Exercises;
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
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L’esame dell'insegnamento 01SROMU consiste in una prova scritta relativa ad Innovazione dei processi produttivi (Innovazione nel seguito) ed una successiva prova orale relativa ad Ergonomia dei processi produttivi (Ergonomia nel seguito).
La data ufficiale d'esame visibile a portale è la data in cui si svolgerà la prova scritta di Innovazione. Successivamente alla comunicazione degli esiti della prova scritta verrà definito il calendario delle prove orali di Ergonomia.
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 l'applicazione dei metodi di valutazione del rischio e di analisi e organizzazione del lavoro 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.
Per accedere alla prova di Ergonomia è necessario aver ottenuto la sufficienza (18/30) nella prova di Innovazione.
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.
Entrambe le prove saranno valutate in trentesimi.
Il voto finale dell'esame di Ergonomia e innovazione dei processi produttivi sarà ottenuto facendo la media tra il voto di Innovazione e il voto di Ergonomia.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Compulsory oral exam;
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
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.