Human factors in industrial contexts: fatigue and recovery modelling for manual material handling activities

Molte aziende ancora oggi si affidano molto agli operatori per lo svolgimento delle attività produttive. Infatti, in questi anni c’è un crescente interesse relativo alla comprensione di come i fattori legati all’uso degli operatori possa influenzare le performance del sistema produttivo e di come si possa prevenire alla forza lavoro il rischio di infortuni o di un decremento delle loro capacità dovuto alle tipologie di attività svolte. Tutti i fattori legati alle caratteristiche proprie di ciascun individuo sono conosciuti come “fattori umani” e definiti come segue: “la disciplina scientifica che riguarda la comprensione delle interazioni tra gli umani e gli altri elementi di un sistema produttivo al fine di ottimizzare il benessere umano e le prestazioni generali del sistema” Si possono quindi legare i fattori umani a tutti gli aspetti che riguardano gli individui e la loro relazione con il luogo di lavoro, siano essi fisici, cognitivi o sociali. La letteratura recente ha messo in evidenza la necessità di considerare maggiormente questi fattori tenendo conto dell’influenza reciproca tra le caratteristiche tecniche e organizzative del posto di lavoro e gli effetti sugli operatori umani legati alla loro salute, al loro carico di lavoro fisico, alla loro sicurezza e alla qualità della vita lavorativa. Sebbene la riconosciuta influenza dei fattori umani sul sistema produttivo, questo tema rimane ancora un argomento non molto sviluppato dalla letteratura. Questo è anche dovuto alla difficoltà intrinseca nel quantificare aspetti così strettamente legati alle caratteristiche individuali. Lo scopo di questa tesi è di considerare più attentamente i fattori umani legati alla fatica fisica percepita dagli operatori durante lo svolgimento delle loro attività al fine di migliorarne l’assegnazione delle attività stesse. Infatti, finora poca letteratura si è focalizzata sull’influenza della fatica fisica in quello che è definito WAP (Workers Assignment Problem). Nella presente tesi questa principale domanda di ricerca viene risolta modellando l’andamento della fatica fisica e del recupero per operatori che svolgono attività manuali che coinvolgono il movimento generale di tutto il corpo. Viene inoltre suggerito e validato attraverso test svolti in laboratorio e in vero contesto industriale lo strumento da utilizzare per avere un monitoraggio in real-time delle condizioni fisiche degli operatori. Sui dati raccolti si basa il modello proposto per la modellazione della fatica fisica e del recupero di ciascun operatore. La tesi si struttura quindi come segue: 1. Stato dell’arte sull’analisi dell’impatto dei fattori umani sulle attività manuali, dei metodi esistenti riconosciuti per il monitoraggio della fatica fisica e per stimare il tempo di recupero degli operatori in base al loro livello di affaticamento 2. Analisi dell’uso del cardiofrequenzimetro come strumento per avere un monitoraggio in real-time del livello di fatica fisica degli operatori che svolgono attività manuali. Viene anche presentata l’applicazione di questo strumento in test svolti in laboratorio e in un contesto industriale. L’uso di questo strumento viene comparato che altre tecnologie esistenti e viene messo in evidenza come l’uso possa aiutare a dare una prima indicazione dell’influenza del design del posto di lavoro sugli operatori e di come assegnare loro le attività. 3. Modellazione della fatica e del recupero per ciascun operatore considerando l’influenza dei fattori fisiologici di ciascuno, messi in evidenza dall’uso del cardiofrequenzimetro. Viene proposto una nuova formula per la stima del tempo di recupero di ciascun operatore, chiamata in letteratura “Rest Allowance”. Vengono messe in evidenza le differenze tra questo modello e quelli esistenti in relazione alle attività manuali. 4. Le formulazioni relative alla modellazione della fatica e del recupero sono sviluppate per considerare come la fatica fisica si accumuli se l’operatore deve svolgere più attività in sequenza senza avere la possibilità di riposarsi il tempo adeguato. Questo ha permesso di analizzare in quali casi sia meglio focalizzare l’attenzione sul miglioramento dell’assegnazione delle attività agli operatori e come i fattori fisiologici degli operatori e la tipologia di attività da svolgere possono influenzare l’assegnazione delle attività. I dati utilizzati per lo sviluppo del modello sono stati ottenuti con la collaborazione del dipartimento di fisiologia dell’Università degli Studi di Padova e attraverso diversi test svolti su più operatori in un contesto industriale.