Ergonomia al lavoro nella progettazione di nuove linee, macchinari e prodotti, stimolata dalla rivoluzione 4.0 e supportata dai nuovi sistemi di lavoro digitali. Brand dell’automotive, come Fca, Lamborghini, Magneti Marelli, Volkswagen e Bosch sono in prima linea nella ricerca e innovazione in campo ergonomico, certi dei suoi vantaggi non solo per il benessere psico-fisico della forza lavoro, ma anche per l’aumento di produttività e qualità dei prodotti.
L’ergonomia biomeccanica studia l’impatto di posture e movimenti inerenti all’attività lavorativa sulla salute fisica; quella cognitiva analizza gli effetti degli strumenti, delle modalità e dell’ambiente di lavoro sulla parte psicologica e cerebrale. La relazione di entrambe con le tecnologie abilitanti l’Industria 4.0 agisce a più livelli. Al primo, le tecnologie stesse rappresentano i nuovi strumenti professionali, che cambiano il modo di lavorare, di svolgere i compiti, il dove e il quando delle attività (smart working), il layout di fabbrica, i processi e i prodotti, i modelli di business e la comunicazione con colleghi e mercato, fornitori e clienti in una logica data driven. A un secondo livello, i nuovi strumenti digitali intervengono in ambito ergonomico, come supporti per migliorarne funzionalità e prestazioni. Qui entrano in gioco esoscheletri, cobot (robot collaborativi), software di assistenza al lavoro e big data e analytics per personalizzare le postazioni di lavoro (le cosiddette “pedane adattative”). A un terzo livello, le tecnologie stesse possono essere usate con dispositivi wearable, sensori e realtà aumentata per misurare l’impatto degli strumenti professionali e degli ausili “digitali”, sulle nuove condizioni di lavoro delle persone e sui loro effetti psico-sociali. A un quarto e ultimo livello, infine, l’Industria 4.0, che modifica i modelli del lavoro e rende possivile la smart factory connessa e integrata, dà un ulteriore stimolo allo sviluppo dell’ergonomia, che entra in gioco già in fase progettuale.
«C’è una rinnovata attenzione da parte delle grandi imprese agli aspetti ergonomici del lavoro, attenzione che si sta spostando più sulla fase progettuale di una nuova linea produttiva, di un macchinario o di un prodotto, che non su interventi ex post di carattere correttivo, molto più costosi e non sempre efficaci», spiega Gabriele Caragnano, partner di Pwc, Operations Leader per l’area Emea e direttore tecnico della Fondazione Ergo, centro di ricerca e formazione sull’ergonomia nato nel 2012 per rispondere ai bisogni dell’industria italiana, in particolare dell’automotive (e recentemente evolutosi in un centro studi a tutto tondo), «Ad accelerare questa evoluzione dell’approccio ergonomico è sicuramente il processo di trasformazione digitale, che promette efficienza e competitività nella smart factory, a patto che si affronti in modo strategico il cambiamento, con un ripensamento degli stessi processi produttivi e del modello di business».
Ripensare le linee di produzione
Il ripensamento “lean” della linea di produzione non serve solo per ridurre sprechi ed errori, ma va di pari passo con l’intervento dell’ergonomia. Per fare un esempio, posizionare più vicini alla postazione di lavoro i contenitori da cui prendere i materiali per l’assemblaggio non solo abbassa i tempi di esecuzione, ma anche i passi avanti e indietro dell’operatore, riducendone quindi la fatica fisica. Oppure, disporre gli stessi contenitori di fronte, e non di lato, evita torsioni e posture incongrue, oltre a rendere il movimento più veloce. «Stiamo dunque notando», prosegue Caragnano, «una maggiore sensibilità aziendale a “come” produrre, e non solo a “cosa”, ai fini del business. La prossima sfida sarà portare questo approccio nella pmi, di cui l’ergonomia è un aspetto del cambiamento culturale tanto auspicato.»
Big data, sensori e strumenti wearable per potenziare gli effetti ergonomici
Un ulteriore passo avanti consiste nell’ adattare le postazioni di lavoro alle caratteristiche antropometriche del singolo operatore, attraverso il riconoscimento del percentile antropometrico ottenuto dall’elaborazione delle sue caratteristiche contenute nel badge, come già avviene su alcune linee Fca a Cassino. La postazione, dunque, si alza o si abbassa in automatico quando l’operatore accede alla linea con il proprio badge, a differenza delle attuali postazioni che tendono a essere fisse, basate su parametri medi standard. «Questo è reso possibile dall’applicazione dei big data al settore della salute e sicurezza», racconta Rachele Sessa, responsabile del Centro Studi della Fondazione Ergo, «Si pensi al progetto “La Fabbrica si misura” di Fca che, negli anni, ha registrato 13 punti antropometrici oltre a peso, statura, provenienza del lavoratore e dei genitori di ben 6.000 operai (3.000 uomini e 3.000 donne) trai 18 e i 65 anni in 13 stabilimenti italiani. Questa enorme mole di dati ha consentito di creare umanoidi in grado di rappresentare le fisionomie reali degli operai, studiare postazioni di lavoro ergonomiche, allocare il personale in modo efficiente in base alle sue caratteristiche antropometriche, gestire meglio i dispositivi di protezione individuale senza sprechi, diminuendo ancora di più i rischi».
In Ford, invece, si usa la Sci-Fi Production Line, una tuta speciale dotata di sensori, che consente di catturare 50 indicatori del movimento di braccia, gambe, schiena e busto. Da questi indicatori, gli esperti di ergonomia possono valutare oltre 50.000 punti dati relativi alla forza e alla debolezza muscolare, alle sollecitazioni articolari e allo squilibrio corporeo per migliorare la progettazione e le operazioni degli impianti. Nel laboratorio di ergonomia di Fca, a sua volta, vengono replicate tutte le attività che, in fase di progettazione e sulla linea, presentano delle criticità e hanno bisogno di essere riviste o riprogettate. In tal caso si utilizza un approccio virtuale con strumenti avanzati di simulazione che rappresentano il posto di lavoro in 3D.
I vantaggi dell’ergonomia su produttività e qualità. Il caso Fiat Melfi (Ergo-Uas)
A Melfi, nello stabilimento di Fca che applica il metodo ergonomico integrato Ergo-Uas, che combina tempi e metodi di produzione (Uas è un sistema Mtm – Methods-Time Measurement) con i criteri ergonomici di sforzo biomeccanico (metodo Eaws – Ergonomic Assessment Work-Sheet, standard sviluppato dalla Fondazione Ergo), è in corso uno studio longitudinale (osservazionale) di tre anni in cui si sta misurando, sulle linee di montaggio, la correlazione tra gli effetti dell’applicazione del metodo ergonomico Eaws e i disturbi fisici effettivamente segnalati dagli operatori. I risultati parziali a conclusione del primo anno di analisi parlano già di azzeramento dei suddetti disturbi. Fca e Volkswagen sono state fautrici dello sviluppo di questo sistema integrato, oggi utilizzato in Italia anche da Magneti Marelli, Lamborghini (Gruppo Volkswagen), Whirlpool e che è in fase di implementazione in Leonardo Aerostrutture e in Electrolux Professional.
Le stesse Fca e Volkswagen, di recente, hanno confermato la propria unità di intenti aderendo alla piattaforma internazionale Eaws, condividendo best practice e convogliando investimenti nello sviluppo dell’ergonomia. Hanno infatti dichiarato, alla conferenza internazionale Premus sulla prevenzione delle malattie muscolo-scheletriche associate al lavoro a Bologna lo scorso settembre, che il metodo Eaws non solo aiuta ad abbattere la fatica e le malattie ma, se usato congiuntamente a Mtm, porta ad aumenti di produttività del 15-20%, poiché riduce e livella gli sforzi lungo l’intero flusso produttivo, evitando picchi di intensità in postazioni di lavoro che diventerebbero colli di bottiglia. Gli operai stessi hanno raccontato questo cambiamento nella ricerca Fim-Cisl “Le persone e la fabbrica. Una ricerca sugli operai Fiat Chrysler in Italia” (2015). Su 5.000 questionari, il 64% riconosceva la riduzione della fatica fisica e la semplificazione delle mansioni, grazie a postazioni di lavoro più semplici, stazioni adattative sempre meno faticose con meno sovraccarichi fisici, oltre all’ordine, la pulizia e la sicurezza.
«Il primo progetto pilota in Fca, in collaborazione con l’Università Tecnica di Darmstadt e con l’Università degli Studi di Bologna, risale al 2005 sulla linea di montaggio Musa-Punto-Idea di Mirafiori», racconta Gabriele Caragnano, «A Mirafiori fu completamente ripensato il modo di lavorare degli operai, stravolgendo la distribuzione delle operazioni di montaggio e realizzando soluzioni migliorative a bassa intensità di capitale (smart improvement). A livello tecnico, sono stati introdotti per la prima volta in Fca la metrica del lavoro Mtm-Uas e il metodo di analisi ergonomica Eaws per il calcolo dell’indice di carico biomeccanico della postazione in esame. Una sorta di “co-design ergo-ingegneristico” nel realizzare processi produttivi “human centered”. Quindi la nuova Pomigliano, riaperta nel 2011 per la produzione della nuova Panda, fu concepita e progettata secondo lo stesso metodo per ridurre lo sforzo biomeccanico e aumentare al contempo la produttività.»
Dai bilanci di sostenibilità di Fca arrivano questi dati sulla continua riduzione di infortuni che si registrano nei suoi stabilimenti ormai da 11 anni: – 9% indice di frequenza nel 2017 rispetto al 2016 e -79% rispetto al 2010 (0,09 infortuni ogni 100mila ore lavorate); -21% sul 2016 e -77% sul 2010 dell’indice di gravità (con 0,03 giorni di assenza per malattia ogni 1.000 ore lavorate), con risparmi per il Gruppo di oltre 105 milioni tra il 2012 e il 2017 grazie alla riduzione dei premi assicurativi pagati all’Inail. Inoltre viene registrata una drastica riduzione dei disturbi legati all’apparato muscolo-scheletrico, con un indice di frequenza delle malattie professionali in continua riduzione.
Lamborghini rende il metodo Eaws più veloce e preciso, applicando la sensoristica di Ergocert
Automobili Lamborghini, nel suo stabilimento di Sant’Agata Bolognese, sta estendendo sempre più l’utilizzo del metodo di valutazione ergonomica Eaws, introdotto circa 5 anni fa e applicato attualmente alle tre linee produttive dei modelli di auto Aventador, Huracán e Urus. In particolare, il metodo è applicabile alle fasi di assemblaggio, logistica, montaggio del motore e solo in parte alla selleria degli interni delle auto e alla scocca in carbonio dell’auto Aventador, che richiedono un intervento di precisione manuale difficilmente sottoponibile a standard di misurazione. «Il metodo Eaws è comunque preferibile ad altri», commenta Alberto Ghianda, coordinatore Industrial Engineering di Automobili Lamborghini, «perché entrando più nel dettaglio riesce a rilevare discrepanze rispetto al rischio ergonomico, inteso come sforzo biomeccanico, che altri metodi non riescono a rilevare. In pratica, con gli altri metodi registravamo una caratterizzazione ergonomica delle postazioni di lavoro più livellate e sfuggivano aree di miglioramento che, invece, il metodo Eaws riesce a intercettare più facilmente. Su queste aree interveniamo di volta in volta, sostituendo o adattando il macchinario, o a volte più semplicemente con attrezzature di supporto, come sedute o banchi da lavoro regolabili in altezza o posizionando diversamente i contenitori da utilizzare.» In compenso, la casa automobilistica non è in grado di fornire numeri sull’aumento della produttività o sulla riduzione delle malattie professionali, perché negli ultimi anni la popolazione aziendale è invecchiata e anche aumentata (oggi sono circa 800 i dipendenti diretti dello stabilimento), per cui non riesce a fare confronti omogenei.
Tuttavia, Lamborghini ha dato una marcia in più al proprio intervento ergonomico sulle linee produttive, aggiungendo un paio di anni fa al metodo Eaws un sistema di misurazione automatico, in collaborazione con l’ente Ergocert, che in origine è stato uno spin-off dell’Università degli Studi di Udine. Il sistema automatico ora è in fase pilota su alcuni processi n Lamborghini e dovrebbe essere a regime entro il 2020. «Il metodo Eaws è su base osservazionale e richiede tempi lunghi di analisi, circa 20 minuti per ogni minuto di movimento, mentre con una tuta dotata di sensori che raccolgono e inviano a un software i micro-movimenti dell’operatore, li abbiamo a disposizione in tempo reale e con un più alto livello di precisione. A breve introdurremo anche un guanto che misurerà la forza di pressione delle dita. Certo l’analisi dei dati è comunque riservata all’analista, ma la raccolta in automatico offre il doppio vantaggio della precisione e della tempistica», precisa Ghianda. Quanto invece alle nuove tecnologie a supporto di attività ripetitive in posizioni incongrue, come gli esoscheletri passivi, l’azienda bolognese che produce auto sportive di lusso in piccole quantità rispetto ai produttori di massa (4.553 le vetture consegnate nel primo semestre 2019, con un +98% in più rispetto al semestre dell’anno prima, per la produzione del Suv Urus con 2.693 unità consegnate) ha sì svolto delle sperimentazioni per il sostegno ai diversi arti, ma non ne ha per il momento tratto un beneficio concreto. «Il nostro tempo ciclo di lavoro arriva anche a 100 minuti a vettura, perciò l’operatore compie movimenti molto diversi in questo lasso di tempo e l’esoscheletro, che è utile per alleviare la fatica data da posture incongrue continuative nel tempo, stante lo stato dell’arte di queste tecnologie, non esprime ancora del tutto la sua potenzialità, dato il nostro tipo di produzione. Ciò nonostante, rimaniamo sempre con un occhio rivolto al mercato che sono convinto offrirà prodotti sempre più funzionali e facili da usare», conclude Ghianda.
