Sistemi di assistenza nella produzione

Quali vantaggi offrono i sistemi di assistenza nella produzione?

Attualmente si parla molto di industria 4.0, la cosiddetta quarta rivoluzione industriale. La digitalizzazione e la connessione dei processi di produzione offrono nuove opportunità per aumentare la produttività e la flessibilità. Mentre cresce la complessità delle soluzioni tecniche, aumentano anche i requisiti richiesti ai dipendenti di aziende industriali e artigiane. Le nuove tecnologie permettono ai lavoratori di interagire e collaborare in modo innovativo con i macchinari. I moderni sistemi di assistenza possono aiutare molto l'uomo evitando sovraccarichi cognitivi e fisici. Con tali sistemi è possibile ridurre il tasso di errori e il carico di lavoro, migliorando allo stesso tempo il grado di soddisfazione dei dipendenti. Il supporto offerto dai sistemi di assistenza può essere suddiviso in tre categorie:

• Aumento dell'efficienza sul posto di lavoro: il lavoratore riceve dal sistema di assistenza un ulteriore supporto fisico o mentale; questo gli permette di svolgere le proprie mansioni in modo più efficiente.
• Aumento dell'ergonomia sul posto di lavoro: il sistema di lavoro alleggerisce il carico di lavoro al lavoratore che potrà così svolgere le proprie mansioni in modo sicuro ed ergonomico.
• Compensazione di deficit: i mezzi tecnici ausiliari e i sistemi di assistenza facilitano l'integrazione sul lavoro dei lavoratori anziani o con disabilità.

Sistemi di assistenza cognitivi

Tra i sistemi di assistenza cognitivi rientrano, ad esempio, le tecnologie di realtà aumentata (AR), virtuale (VR) e mista (MR). Si tratta di tecnologie flessibili integrabili in numerosi contesti di assistenza. I sistemi VR permettono al lavoratore di accedere a mondi completamente virtuali. Ciò può essere utile, ad esempio, per addestramenti su impianti non ancora esistenti oppure per allenarsi in situazioni di pericolo senza correre rischi reali. Sistemi di questo tipo vengono utilizzati per i simulatori di volo, che sono una parte obbligatoria della formazione dei piloti. I sistemi AR, invece, arricchiscono il mondo percepito realmente con ulteriori informazioni. Essi spaziano da semplici sistemi pick-by-light che conducono i montatori alle rispettive componenti richieste, ai sistemi di proiezione digitale che proiettano in modo dinamico istruzioni di montaggio direttamente sul piano di lavoro, oppure agli occhiali intelligenti che consentono a chi li indossa di visualizzare direttamente molte informazioni utili, come i numeri dei componenti o lo stato dei macchinari e impianti. Possono essere utilizzati anche per condurre l'utente in un punto preciso, ad esempio in magazzino. Infine, la MR riunisce i due concetti permettendo la creazione di oggetti virtuali interattivi nel mondo reale. Vengono utilizzati ad esempio da manutentori che dispongono così in loco di un modello 3D della macchina da riparare, oppure da montatori che possono visualizzare direttamente la posizione prevista per l'installazione di componenti. La MR può essere applicata anche nella fase progettuale e di sviluppo: la tecnologia permette di adattare oggetti virtuali a un luogo reale per vederne direttamente l'effetto. Risulta molto utile soprattutto nella progettazione dei posti di lavoro. Grazie a una sensoristica rafforzata, in questi ambiti sarà sempre più semplice rilevare la forma o la superficie di oggetti per poter integrare così la documentazione e la garanzia di qualità direttamente nel processo di lavoro.

Sistemi di assistenza fisici

Un tipo completamente diverso di supporto viene invece offerto dai cosiddetti sistemi di assistenza fisici come, ad esempio, gli esoscheletri. L'utilizzo di tali sistemi di assistenza è in forte aumento nelle imprese industriali e di logistica. Si tratta di strutture di supporto per l'uomo che vengono portate esternamente sul corpo per sostenere e rafforzare i movimenti del lavoratore grazie alla forza meccanica. Gli esoscheletri possono essere – a seconda dei loro componenti e funzionamenti – attivi o passivi. Quelli attivi includono, oltre agli elementi meccanici, anche componenti che contribuiscono a ridurre il carico e la forza necessaria. Ciò accade ad esempio mediante motori elettrici o batterie inserite nel supporto. Gli esoscheletri passivi, invece, supportano il corpo umano esclusivamente con componenti meccaniche come pesi, molle o binari, senza disporre di un dispositivo di movimento attivo. Mentre gli esoscheletri vengono utilizzati nella produzione già da molte imprese di fama internazionale, quelli attivi si trovano ancora quasi tutti in fase sperimentale. Ciò dipende sicuramente anche dal prezzo dell'esoscheletro passivo (poche migliaia di euro), nettamente inferiore a quello di un esoscheletro attivo. Entrambe le tipologie presentano vantaggi e svantaggi. Gli esoscheletri attivi dipendono da fonti di energia esterna per la ricarica dei loro accumulatori o delle loro batterie; i modelli passivi, invece, non sono vincolati da alcun approvvigionamento esterno. I modelli attivi spesso sono anche più pesanti, ma in compenso offrono un grado di sostegno molto più elevato. Sistemi di assistenza di questo tipo possono ridurre il carico biomeccanico del lavoratore e limitare così a lungo termine le assenze per malattia.

Autori

Dott. ing. Benedikt Mark (Libera Università di Bolzano) e Dipl. Ing. Dieter Steiner (Fraunhofer Italia)