I
INDICE 1 INTRODUZIONE... 1 1.1 DESCRIZIONE DEL PROBLEMA... 2 1.2 MODELLIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO UMANO IN SITI INDUSTRIALI E PROCESSI AZIENDALI... 4 1.2.1 Introduzione... 4 1.2.2 Il comportamento umano nei differenti settori... 5 1.2.3 Sviluppo di modelli relativi al comportamento umano... 7 1.2.4 I modelli di MLS... 9 1.2.5 I modelli di TMS... 11 1.2.6 Enabling technologies ed esempi... 14 1.3 GIUSTIFICAZIONE DELLO STRUMENTO DI ANALISI: LA SIMULAZIONE... 17 1.4 GIUSTIFICAZIONE DELLA SCELTA DELLO STRUMENTO DI VISUALIZZAZIONE: LA VISUALIZZAZIONE 3D... 19 2 ESEMPI... 21 2.1 INTRODUZIONE... 22 2.2 L ERGONOMIA NELLA PROGETTAZIONE DELLE SALE DI CONTROLLO DELLE UNITA MARITTIME DI PRODUZIONE... 23 2.2.1 Overview... 23 2.2.2 L ergonomia... 28 2.2.3 L ergonomia nell ambiente offshore... 32 2.2.4 L ergonomia nelle sale di controllo... 37 2.2.5 Le attività operative all interno delle sale di controllo... 38 2.2.6 Le condizioni ambientali nelle sale di controllo... 42 2.2.7 Il layout... 47 2.2.8 La Norma ISO 11064... 51 2.2.9 Strumenti applicativi di supporto alle attività di studio dell ergonomia 52 2.3 ANALISI SIMULATIVA DELLE PROBLEMATCHE DI ORGANIZZAZIONE FUNZIONALE A BORDO DEL DD21... 64 2.3.1 Overview... 64 2.3.2 Metodologia... 68 2.3.3 Risultati... 70 2.3.4 Conclusioni... 73 2.4 L UTILIZZO DELLA SIMULAZIONE E DELLA VISUALIZZAZIONE COME SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE DELLE NAVI DA CARICO ALL INTERNO DEL PROGRAMMA LPD17... 75 2.4.1 Overview... 75 2.4.2 Obbiettivi... 77 2.4.3 Selezione del software di simulazione... 78 2.4.4 Descrizione del modello... 79 2.4.5 Flessibilità del modello... 80 2.4.6 Validazione del modello... 80 2.4.7 Risultati della missione... 81 2.4.8 Il ruolo della simulazione 3D... 83 2.4.9 Conclusioni... 85 II
3 MODELLI PER LO STUDIO DEL COMPORTAMENTO SULLE PIATTAFORME PETROLIFERE... 86 3.1 INTRODUZIONE... 87 3.2 SVILUPPO DI UNO STRUMENTO DI SIMULAZIONE E VIUALIZZAZIONE DEGLI SPOSTAMENTI A BORDO DELLE PIATTAFORME PETROLIFERE... 88 3.3 LO STRUMENTO DI VISUALIZZAZIONE: 3D STUDIO MAX... 89 3.4 COSTRUZIONE DEL MODELLO 3D... 90 3.5 COSTRUZIONE ED IMPLEMENTAZIONE DEL MODELLO LOGICO DEGLI SPOSTAMENTI... 97 4 MODELLI PER LO STUDIO DEL COMPORTAMENTO SULLE NAVI. 101 4.1 INTRODUZIONE... 102 4.1.1 CETENA S.p.a... 102 4.2 ANALISI DELLE PROBLEMATICHE RELATIVE ALLE MENSE DI BORDO... 103 4.3 DESCRIZIONE DEL PROBLEMA SPECIFICO... 109 4.4 OBBIETTIVI DELL ANALISI... 112 4.5 SCELTA DELL ARCHITETTURA E DEGLI STRUMENTI PER LO SVOLGIMENTO DELL ANALISI... 114 4.5.1 L architettura... 114 4.5.2 Scelta dello strumento di simulazione e confronto con possibili alternative... 116 4.5.3 Scelta dello strumento di visualizzazione 3D... 118 4.6 INTEGRAZIONE FRA LO STRUMENTO DI SIMULAZIONE E ED IL SOFTWARE DI VISUALIZZAZIONE... 120 4.7 DESCRIZIONE DEL SISTEMA REALE... 124 4.7.1 Descrizione del layout e delle dimensioni... 127 4.8 COSTRUZIONE DEL MODELLO DI VISUALIZZZIONE 3D... 129 4.9 DESCRIZIONE DEL MODELLO CONCETTUALE DEL SIMULATORE 132 4.10 IMPLEMENTAZIONE DEL SIMULATORE... 148 4.10.1 Parametri di input del simulatore... 149 4.10.2 Funzioni obbiettivo... 153 4.11 VALIDAZIONE DEL SIMULATORE... 155 4.12 CALCOLO DELLA MSpE e CAMPAGNA SPERIMENTALE... 156 4.12.1 Analisi degli Effetti e Progetto Composto Centrale... 162 4.13 ANALISI DELLA REGRESSIONE E SVILUPPO DI METAMODELLI.. 175 4.13.1 Verifica dell analisi della regressione... 177 4.13.2 Superfici di risposta... 183 5 CONCLUSIONI... 197 ALLEGATO A... 199 ALLEGATO B... 200 ALLEGATO C... 201 BIBLIOGRAFIA... 227 III
CAPITOLO 1 INTRODUZIONE 1
1.1 DESCRIZIONE DEL PROBLEMA Oggigiorno la crescente necessità di ridurre i costi aziendali per il mantenimento della competitività sul mercato rende sempre più importante lo studio dei processi di produzione e non che vengono svolti all interno dell azienda stessa, con lo scopo di ottimizzarne le prestazioni ove possibile o individuare soluzioni alternative che possano portare dei miglioramenti in termini di tempi e costi. Questa analisi e la conseguente ricerca ed applicazione delle soluzioni o comunque di azioni correttive assume connotati maggiormente critici laddove il sistema in analisi sia soggetto a vincoli di diverso genere; da quelli relativi allo spazio fisico nel caso di necessità di riorganizzazione del layout di produzione per esempio, a quelli di tipo legislativo o normativo, si pensi per esempio al rispetto dei criteri di sicurezza negli ambienti di lavoro soprattutto in caso di aziende con processi di produzione classificati come pericolosi, vincoli legati alla disponibilità economica ed altri ancora. In tali casi, oltre al potenzialmente elevato numero di variabili/parametri che dovremo andare a considerare nell analisi di tali sistemi, ci troveremo a dover per così dire convivere con delle restrizioni che limitano i nostri interventi migliorativi da una parte, ma dall altra, trattandosi di situazioni particolarmente critiche/stressate, anche una apparentemente piccola modifica dei parametri, apportata nel rispetto dei suddetti vincoli, può portare a notevoli miglioramenti dal punto di vista prestazionale ed economico. Un ambiente che mostra alcune di queste caratteristiche di criticità ed altre ancora è rappresentato sicuramente da quello navale, in particolar modo dalla gestione 7degli spazi e delle funzioni dell equipaggio a bordo delle navi, civili e militari o, e per quanto riguarda il campo petrolchimico, a bordo delle petroliere e delle piattaforme petrolifere. Tali sistemi presentano infatti, come accennato precedentemente, degli spazi limitati da una parte e devono essere in grado in primo luogo di sopravvivere in un ambiente per così dire ostile quale il mare, soggetti a condizioni ambientali assai mutevoli ed a volte estreme;in secondo luogo questi sistemi complessi devono garantire il corretto svolgimento delle operazioni specifiche(a 2
volte si tratta anche di sistemi complessi multifunzione o multimissione ), per le quali essi sono stati progettati. Si può da subito intuire come detti sistemi siano per certi aspetti soggetti a vincoli maggiormente rigidi e complessi rispetto ai sistemi azienda precedentemente menzionati, per lo studio dei quali l approccio classico della ricerca operativa basato principalmente sull utilizzo dei valori medi delle grandezze significative risulta solitamente soddisfacente. Nei casi relativi alle navi di diverso genere appena menzionati invece, tale approccio risulta invece corretto in situazioni di regime mentre presenta delle lacune per quanto riguarda l analisi di fasi transitorie, particolari di tali sistemi( si pensi alle operazioni di attracco di una generica nave o a quelle relative alle fasi di attacco bellico per una nave militare). In questi casi vale dunque la pena utilizzare delle differenti enabling technologies disponibili oggigiorno, quali la simulazione e la realtà virtuale, che risultano più adatte per la rappresentazione e l analisi dei differenti scenari relativi a tali sistemi dinamici complessi. Gli ambiti all interno di tale filone centrale relativo allo studio del sistema nave nei quali è possibile nonché conveniente adottare tale approccio sono svariati e vanno dalla progettazione di strutture multipostazioni, all analisi dell ergonomia delle postazioni stesse in termini di funzionalità e sicurezza, alle problematiche della cosiddetta micrologistica (si pensi alla movimentazione di cibo e materiale bellico)a bordo, alla valutazione della convenienza dell introduzione di nuove tecnologie (i.e. nelle mense di bordo) nonché ai modelli comportamentali relativi all uomo all interno di tali ambienti. 3
1.2 MODELLIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO UMANO IN SITI INDUSTRIALI E PROCESSI AZIENDALI 1.2.1 Introduzione Proprio quest ultimo aspetto per esempio, costituisce in generale un problema stimolante in ambito di Modelling and Simulation ; al momento sono infatti in svolgimento delle ricerche importanti in tale area relative alla possibilità di riprodurre il comportamento umano in differenti strutture, con particolare attenzione a scenari militari complessi che coinvolgano entità non convenzionali quali rivoltosi, civili e terroristi. Lo studio del comportamento umano risulta inoltre molto interessante anche per quanto riguarda le applicazioni in ambito industriale nel quale si stanno cercando degli approcci per modellizzare e migliorare la simulazione dei processi. Il comportamento umano costituisce un sistema assai complesso ampiamente studiato dagli esperti del settore che hanno tradizionalmente enfatizzato modelli qualitativi difficilmente integrabili all interno di una struttura di simulazione. L elaborazione di modelli per il comportamento umano adatti alla simulazione costituisce una sfida tipica in ambito militare ed un aspetto importante in diversi nuovi modelli relativi allo studio dei mercati e del business in generale;alcune problematiche relative a tali ambiti potrebbero essere affrontate definendo almeno un contesto specifico in modo da poter rispondere per mezzo delle conoscenze e delle tecnologie attuali a tali necessità;per esempio potrebbe essere possibile stabilire dei requirements per quanto riguarda il business ed i siti industriali e verificare la possibilità di sviluppare e utilizzare dei modelli comportamentali. Tuttavia risulta molto critico procedere con la ricerca in tale direzione in modo da stimare gli effettivi benefici portati dall integrazione dei suddetti 4
comportamenti umani all interno di applicazioni specifiche in modo da poter confrontare il payback di questi ulteriori sforzi con altri aspetti quali la necessità di una ampia raccolta dati, la validazione degli stessi, la manutenzione del modello e la affidabilità. 1.2.2 Il comportamento umano nei differenti settori Il comportamento umano, con particolare riferimento alle aziende manifatturiere od ai relativi siti, influisce pesantemente sulle prestazioni complessive di tali sistemi;l analisi di tali effetti può essere dettata dal tentativo di raggiungere due obbiettivi principali: fornire supporto alla modellizzazione dei layout o dei movimenti in modo da creare delle riproduzioni realistiche delle operazioni relative ai processi considerando anche l impatto delle infrastrutture e delle facilities sulle prestazioni globali dei sistemi. fornire supporto alla modellizzazione delle performance considerando l effetto dei singoli individui sul team work. Il primo aspetto può essere definito come Micro-Logistics-Simulation (MLS) e può essere affrontato con l adozione di un sistema di coordinate e la definizione di un network per i movimenti e le azioni che comprendano delle risorse (p.es. la formazione e la localizzazione delle code all interno di un self-service e la loro interazione con le persone che entrano in tale locale). Il secondo aspetto può essere modellato identificando dei parametri principali per ogni soggetto basati su profili psicologici e cercando di inglobare tale modello nella performance complessiva di un team impegnato nello svolgimento di un determinato compito;ovviamente le operazioni nonché le condizioni di contorno influenzano dinamicamente i differenti parametri dei personaggi durante la simulazione. 5
In tale modello è inoltre necessario definire un struttura gerarchica all interno dei gruppi in modo che l aggregazione di elementi di diverso livello porti a differenti profili di reazione; tale aspetto può essere pertanto definito come Team work simulation (TWS). Considerando la complessità di tali problematiche è tuttavia necessario motivare lo sviluppo di tali modelli con il conseguimento di benefici effettivi in termini prestazionali ed economici. Le applicazioni di tali concetti possono trovare spazio, oltre che nei settori precedentemente menzionati, anche nella riorganizzazione funzionale e nello studio dell ergonomia a bordo di piattaforme petrolifere e di navi in generale, ambiti in cui gli aspetti di Micro Logistica risultano estremamente interessanti sia come supporto alle attività di progettazione che per la definizione di nuove procedure operative e processi. Un altro esempio calzante è rappresentato dal caso relativo ad un modello di azienda o di altra struttura nel quale i processi vengano riprodotti mediante simulazione dinamica o ad eventi discreti, riportando l intero carico di lavoro e valutando l adeguatezza di differenti strutture organizzative. In tal caso una classica applicazione di tali concetti può essere rappresentata dalla riproduzione delle prestazioni dell azienda e dalla creazione di apprezzabili animazioni; ovviamente incrementando il livello di dettaglio saranno necessari maggiori sforzi per definire i percorsi, le localizzazioni, le diverse alternative ed altro ancora. A tale proposito potrebbe risultare interessante verificare la possibilità di utilizzare una persona virtuale in grado di svolgere delle attività relative alla MLS all interno della struttura aziendale o di strutture di altro genere (p.es. movimenti all interno delle strutture e fra 2 differenti siti, attività collaterali quali pausa caffè, pausa pranzo ed altre ancora). Ovviamente risulta anche particolarmente interessante a tale proposito verificare l effetto dell affinità esistente fra gli impiegati considerando la natura dinamica dell assegnazione dei task, dei jobs e del team work ;da questo punto di vista l uso della TMS aumenta sicuramente la validità del modello. 6
Nonostante ciò risulta comunque conveniente effettuare un analisi critica del livello di affidabilità di tali applicazioni, essendo infatti il bilanciamento fra il livello di dettaglio e i benefici effettivi nell applicazione della TMS e della MLS al Business Process Re-Engineering, alla Process Analysis ed alle relative problematiche assai critico. A tale proposito risulta particolarmente importante considerare i principali drivers decisionali quali il tempo di sviluppo, la quantità di dati a disposizione e la loro reperibilità, il set up del modello nonché le sue validazioni. 1.2.3 Sviluppo di modelli relativi al comportamento umano Fino ad oggi sono stati effettuati molti studi relativi alla personalità delle persone e alla loro capacità di relazionarsi con i personaggi coi quali convivono nell ambito operativo; basandosi sulle metodologie sinora sviluppate ed applicando i criteri sperimentati oggigiorno è possibile acquisire informazioni relative a specifici casi applicativi. Tale modellizzazione del comportamento umano può consentire una comprensione più puntuale della realtà e comportare pertanto dei benefici organizzativi e gestionali; allo stesso tempo tuttavia l aumento di dettaglio e quindi di complicazione di queste analisi comporta sicuramente dei costi addizionali tanto da rendere necessaria una verifica della convenienza delle stesse. Nel caso specifico di modelli comportamentali di simulazione dovrebbero essere affrontate le seguenti problematiche: Determinazione del livello di complessità del modello comportamentale necessario per il caso specifico. Quantificazione della fattibilità di acquisire la conoscenza del caso applicativo e di rappresentarlo quindi in maniera quantitativa. Valutazione della quantità di risorse in termini di tempo, personale e denaro necessarie per lo svolgimento delle analisi iniziali. 7
Valutazione delle risorse di tempo, personale e denaro necessarie per mantenere tale modello aggiornato. Valutazione di tempi e costi di sviluppo dei modelli di simulazione e loro messa in opera a fronte di un adeguata VV&A (Verification, Validation and Accreditation) che ne determini l affidabilità e la precisione soprattutto in riferimento ai modelli che non considerano gli aspetti relativi al human behaviour. Valutazione dei benefici globali offerti dai suddetti modelli rispetto a simulatori tradizionali basati su valori medi di prestazioni che non comprendono l influenza del comportamento umano. Valutazione in prospettiva dei benefici raggiungibili operando sul campo grazie alla modellizzazione maggiormente dettagliata. Una volta affrontate tali problematiche sarà possibile quantificare e comprendere se sia conveniente o meno investire nello sviluppo di simulatori che comprendano modelli comportamentali umani ad hoc per i differenti casi applicativi. Sotto questo profilo risulta fondamentale capire se detti simulatori possano essere mantenuti aggiornati e quindi validi nel tempo; è possibile infatti che, per garantire un elevata affidabilità del modello, sia necessaria una grande quantità di dati, eventualmente anche molto dettagliati e/o difficili da rilevare. Se tali informazioni devono essere mantenute aggiornate a per via della crescita personale e professionale delle risorse e dell introduzione o del cambiamento degli addetti coinvolti, risulta evidente come sia fondamentale valutare i costi dell introduzione di tali sofisticazioni del modello. Il miglioramento conseguente all utilizzo di tali strumenti potrebbe inoltre essere troppo esiguo tanto da non giustificarne gli sforzi per lo sviluppo e da consigliare invece l abbandono a priori di tali studi. 8
1.2.4 I modelli di MLS Gli aspetti di MLS (Micro-Logistic-Simulation) sono molto sentiti in ambito militare per esempio ma stanno acquistando notevole rilievo anche in quello civile, soprattutto nei casi in cui si sia costretti ad operare in presenza di spazi limitati, ed i movimenti del personale risultino pertanto particolarmente critici e complessi. Con riferimento al campo militare per esempio: il rapporto umano, l efficienza, la rapidità di esecuzione delle operazioni giocano un ruolo fondamentale nell efficacia di una missione e la mancata o non corretta gestione di tali aspetti può avere conseguenze decisive per il successo delle stesse. Tali problematiche diventano ancora più marcate in ambienti operativi molto stressanti come le navi od i sommergibili che costituiscono sistemi complessi in cui i rapporti interpersonali sono necessariamente molto stretti; in queste situazioni uno studio della micro logistica può fornire un valido e positivo contributo. Nel caso delle navi per esempio una riduzione del personale di bordo potrebbe essere una scelta strategica importante, in quanto l impiego di un numero ridotto di membri dell equipaggio a fronte di un adeguato grado di automazione ed affidabilità dei relativi sistemi principali e secondari potrebbe rendere disponibile una maggiore quantità di spazio da adibire sia alle strutture per il riposo (p.es. alloggi, sale ricreative) che a quelle operative ( uffici, locali macchine). Tale aumento della disponibilità di spazio a bordo si può riflettere positivamente anche sulle aree di stoccaggio che potrebbero dunque essere ampliate. Alcuni studi hanno in passato evidenziato come un miglioramento della qualità della vita conseguente ad un incremento degli spazi disponibili ed un aumento delle quantità di acqua e cibo stoccato a bordo per il mantenimento di un equipaggio tra l altro ridotto come numerosità, possano aumentare drasticamente l autonomia delle missioni sia in condizioni normali che in situazioni critiche. Ovviamente una razionalizzazione degli spazi comporta vantaggi ancora più evidenti se applicata ad ambiente maggiormente critici come per esempio i 9
sommergibili, in cui ogni metro cubo di aria guadagnato comporta non solo un maggiore spazio a disposizione per chi debba operare a bordo ma anche un significativo abbattimento dei costi a fronte di un notevole aumento delle prestazioni. Per poter attuare tali progetti di miglioramento è tuttavia necessario effettuare un intervento di forte automazione che consenta di sviluppare postazioni multifunzionali che presentino elevati livelli di ridondanza ed affidabilità in modo da garantire un carico di lavoro compatibile con i suddetti organici ridotti; per una positiva applicazione ai casi reali, come vederemo nel capitolo successivo per mezzo di un esempio esplicativo, tale processo deve ovviamente coincidere con un adeguata integrazione della formazione degli operatori di modo che essi acquisiscano la necessaria caratteristica di polifunzionalità. Si renderà inoltre necessaria un attenta analisi per la definizione di procedure e specifiche operative capaci di fornire prestazioni equivalenti in termini di efficienza in condizioni critiche; attività che prima del processo di incremento di automatizzazione richiedono l intervento di 2 o 3 risorse possono invece successivamente essere affidate ad un unico operatore grazie alla definizione ed all introduzione di opportune procedure operative e sistemi automatici progettati tramite l utilizzo della simulazione. E evidente come, trattandosi di problematiche caratterizzate da un elevata interazione fra numerose variabili e dalla presenza di un elevato carattere aleatorio, la modellizzazione di tali sistemi ed operazioni con l integrazione del comportamento umano possa fornire un contributo rilevante allo sviluppo di soluzioni innovative. I dati forniti dalle analisi simulative sono in grado di fornire un supporto significativo qualora si debbano effettuare scelte che riguardino per esempio l organizzazione delle attività da svolgere in un determinato sistema (organizzazione funzionale, come vedremo meglio in seguito), il livello ed i sistemi nonché le procedure di automazione da adottare, procedure di intervento in casi di emergenza e la gestione degli spazi, che sarà in particolare oggetto di esempi esplicativi ed applicativi nei capitoli successivi. 10
Considerando come esempio sempre il sistema nave, risulta evidente come la sua efficienza sia dovuta principalmente alla professionalità dell equipaggio, ma nonostante ciò uno studio dettagliato della micro logistica di bordo può consentire di ottenere obbiettivi qualitativi di livello elevato in termini di efficienza delle operazioni ausiliarie (p.es. carico/scarico viveri), delle procedure di emergenza (p.es. interventi antincendio), della gestione delle situazioni critiche (p.es. disposizione robusta del personale ridotto). Tale innovativa gestione della logistica di bordo può rendere possibile un effettiva diminuzione del personale nonché, per mezzo del cosiddetto effetto a cascata, il conseguimento di diversi altri benefici di carattere economico ed organizzativo. Problemi analoghi, anche se di evidenza e con impatto minore, sono presenti e possono essere affrontati anche in ambito industriale, considerando simili problematiche in relazione ad un azienda, un gruppo di lavoro, un cantiere, un edificio; si pensi per esempio ad un ufficio in cui le postazioni di lavoro siano collocate all interno di un area ristretta e sia inoltre necessaria una massiccia condivisione di risorse tale da stressare l insorgere di conflitti e problemi in generale. In un contesto nel quale i rapporti interpersonali generino significativi livelli di ostilità reciproca è naturale che si crei una situazione di disagio ed una conseguente diminuzione della produttività degli addetti che sarebbe opportuno evitare tramite una corretta gestione degli spazi e delle attività appunto. 1.2.5 I modelli di TMS Ovviamente il problema appena citato presenta un maggiore grado di complessità rispetto a quello proposto: in alcuni casi infatti, come per esempio con la nascita di positive spinte di competitività, possono essere generati benefici per l azienda dovuti alla precedentemente descritta stretta e forzata convivenza ; la presenza di uno spirito di sana competitività tra le persone può 11
infatti aumentarne la resa e la crescita professionale delle stesse e può quindi rivelarsi come elemento estremamente positivo. Come già accennato in precedenza, non sono solo gli aspetti di comunicazione e di micro-logistica ad influenzare il comportamento umano, ma è necessario anche valutare l opportunità di sviluppare modelli che rappresentino il comportamento umano all interno di un gruppo di lavoro. Nel caso specifico di coesistenza in ambito operativo citato, i compiti assegnati possono prevedere l impiego di risorse con caratteristiche caratteriali conflittuali; l influenza di tali elementi può generare una risposta negativa per quanto concerne l efficienza del sistema ed addirittura la corretta esecuzione delle attività; le risposte individuali sono infatti influenzate dalle situazioni presenti al contorno. Quello che viene definito in maniera del tutto generica come ambiente, pesa sistematicamente sulle reazioni e quindi anche sulle prestazioni dei soggetti in esame; l insieme delle risposte soggettive sottoposte a verifica incrociata con le differenti condizioni ambientali genera un ampia casistica di comportamenti. Lo sviluppo di un modello che valuti l impatto in termini logistico-gestionali delle risposte individuali alle sollecitazioni esterne richiederebbe la conversione in parametri di una mole effettivamente considerevole (e comunque mai esaustiva) di dati comportamentali. Potrebbe dunque risultare maggiormente conveniente a livello operativo delimitare l analisi all aspetto di produttività: il livello delle prestazioni di ciascun individuo, tenendo conto solo di alcune sollecitazioni interne ed esterne, potrebbe fornire un input più corretto ad un modello innovativo di TMS. In generale i modelli MLS & TMS devono considerare aspetti sia legati alla logistica dei movimenti che alle interazioni all interno della stessa nonché quelli inerenti alle problematiche di comunicazione; effettivamente i modi e le necessità di comunicazione ed interazione all interno dell azienda determinano la convenienza o meno di sviluppare soluzioni MLS da integrare nei simulatori. Ovviamente i modelli TMS che consentono di affinare la valutazione delle performance di un team non debbono essere viste come alternativa all impiego 12
delle analisi del comportamento individuale ma piuttosto come integrazione che permetta di passare ad una più accurata riproduzione della realtà. E stato infatti già accennato in precedenza come una scelta che in prima battuta poteva sembrare banale quale la disposizione delle persone in un ufficio, possa creare benefici o svantaggi a seconda delle caratteristiche delle persone stesse ed alle misure adottate in fase di organizzazione del lavoro; tale concetto non può tuttavia fare dimenticare che il lavoro individuale risulta sempre fondamentale e che bisogna effettuare considerevoli sforzi per renderlo il migliore possibile dal punto di vista delle condizioni ambientali ed operative. Come vedremo meglio nel capitolo successivo, lo studio che si occupa degli aspetti appena indicati prende il nome di ergonomia, la quale si occupa principalmente di adattare il lavoro all uomo e non viceversa. Si pensi per esempio ad un lavoro fortemente ripetitivo che possa comportare disagio fisico, alienazione e stress per l operatore; la perdita di efficienza e di concentrazione derivante da una situazione del genere è una tra le cause più frequenti di incidente sul posto di lavoro. Tali infortuni non rappresentano tra l altro solamente un danno per l operatore ma per l intera azienda (assenza del personale) e per la struttura sociale in generale (aumento delle spese). In presenza di un lavoro spiccatamente ripetitivo può risultare quindi conveniente far cambiare in maniera sistematica le mansioni agli operatori, diminuendo così il rischio dell insorgere dei precedentemente nominati fenomeni di malessere, alienazione e deconcentrazione e contribuendo inoltre alla formazione di risorse polivalenti ed intercambiabili capaci di svolgere con efficienza attività differenti. Un esempio di studio dell ergonomia è rappresentato dall osservazione accurata di una persona che svolga delle operazioni di lavoro in modo da determinare i movimenti più efficaci ed ottimizzare il lavoro sia dal punto di vista del comfort dell operatore che allo stesso tempo da quello dell efficienza del sistema. L esempio appena citato comporta uno studio dettagliato e pertanto dei costi crescenti ovviamente al crescere del livello di dettaglio stesso e risulta pertanto 13
necessario verificare l effettivo vantaggio che un analisi così precisa può apportare. Ultimamente comunque la modellizzazione del comportamento umano è spesso utilizzata nello sviluppo di ambienti virtuali e può risultare più o meno spinta sia dal punto di vista della realizzazione grafica che da quello dell interazione col sistema in cui viene inserito. 1.2.6 Enabling technologies ed esempi Recenti studi hanno dimostrato come l addestramento delle persone e la loro responsabilizzazione nello svolgimento del proprio lavoro risulti maggiormente redditizia utilizzando processi di elaborazione interattiva, quali ad esempio i simulatori, piuttosto che adoperando video che mostrino metodologie operative od eventuali situazioni critiche che possano verificarsi sul lavoro. Un esempio concreto di modellizzazione dell uomo è applicato alla simulazione real time di mezzi di trasporto pesante o di cantiere quali gru, carrelli a forche ed altri. Tali simulatori vengono impiegati per l addestramento di futuri camionisti e gruisti i quali, oltre ad imparare a manovrare il mezzo che andranno a guidare nella realtà, s abituano a prestare particolare attenzione all ambiente circostante, in particolare alle persone che si trovino nelle vicinanze delle aree di manovra. Nella modellizzazione dei sistemi di comunicazione stradale, di cantieri di lavoro e terminal container per esempio, in cui le esigenze di sicurezza crescono continuamente, la risorsa umana e quindi la sua modellizzazione nell ambiente di simulazione risulta imprescindibile. Si pensi ad un cantiere di lavoro in cui generalmente cooperano diversi mezzi pesanti ed in cui quindi le caratteristiche di attenzione e concentrazione sul lavoro siano fondamentali; nella realtà il movimento improvviso di una persona o l assunzione di una posizione pericolosa possono avere conseguenze drammatiche. Con l inserimento del comportamento umano in tali ambienti di 14
simulazione possono essere riportate e ripetute le situazioni precedentemente descritte con il grande vantaggio dell assenza di conseguenze reali. Allo stesso modo un operatore che apprenda l utilizzo di un mezzo pesante può rendersi conto di cosa possa generare una manovra effettuata con poca prudenza o la semplice e momentanea perdita di concentrazione sul lavoro. Un ulteriore esempio che può essere apportato è quello relativo al simulatore di un camion (autoarticolato per la precisione) in cui sono stati modellizzati dei pedoni che assumano dei comportamenti pericolosi lungo il percorso affrontato dal mezzo; un imprudenza che possiamo riscontrare nella vita di tutti i giorni per esempio è certamente rappresentata dall attraversamento improvviso della strada da parte dei pedoni. Essendo il simulatore del camion uno strumento realizzato per l addestramento dei conducenti, non è possibile trascurare al suo interni i suddetti imprevisti; il tool di simulazione sviluppato prevede pertanto la presenza di pedoni o automobilisti che compiano delle manovre imprudenti ed indisciplinati lungo il percorso. Tipicamente i pedoni attraverseranno la strada sulle strisce pedonali ma con atteggiamenti repentini ed incontrollati. Detto comportamento viene garantito da un algoritmo che riceve in input numerosi parametri, tra cui la posizione del veicolo guidato dall utente del simulatore real time, e consente dunque di rappresentare il carattere di imprevedibilità di dette situazioni. Il modello di simulazione è inoltre reso ulteriormente dettagliato e di conseguenza maggiormente aderente alla realtà dalla presenza di condizioni atmosferiche variabili e per così dire avverse quali ad esempio una riduzione di visibilità (dovuta alla nebbia) e la caduta di pioggia di intensità variabile (con il conseguente aumento della possibilità di perdere il controllo del mezzo). E possibile riscontrare la modellizzazione del comportamento umano anche in un altro simulatore per i mezzi di movimentazione dei container, i cosiddetti constaker ; tale strumento prevede la possibilità di simulare differenti scenari, quali tra gli altri le operazioni svolte all interno di un terminal container, e prevede l integrazione dei modelli di human behaviour principalmente per la considerazione di aspetti legati alla sicurezza delle persone stesse; basti pensare ad una persona che debba effettuare delle rilevazioni di un generico 15
container e che sia dunque soggetta a numerosi rischi connessi agli spostamenti all interno di tale area per la movimentazione dei carichi pesanti. All interno dei suddetti terminal si spostano infatti numerosi autoarticolati e mezzi per la movimentazione dei container con la conseguente presenza di carichi sospesi, un ulteriore rischio che si aggiunge alla circolazione dei mezzi pesanti; modellizzando il comportamento delle persone in tale ambiente è possibile riprodurre oltre che alle manovre anche le situazioni di pericolo o gli incidenti e le conseguenze più o meno gravi ad essi connessi. Nell utilizzo della Realtà Virtuale per rendere l addestramento il più efficace possibile è dunque importante immergersi nella maniera più completa possibile nel sistema in esame in modo da trarre il maggior vantaggio dalle esperienze simulate in termini di scenari, operazioni svolte, incidenti che devono essere quanto più possibile evitati nella realtà. In conclusione, come vedremo nei casi presentati nei successivi capitoli, può risultare conveniente affrontare in certi casi gli effetti delle interazioni fra gli aspetti psicologici e comportamentali delle persone e dellle caratteristiche degli ambienti in cui operano, soprattutto se questi ultimi presentano particolare limitatezza degli spazi o forte stress dovuto a condizioni e situazioni operative critiche, con la resa in termini di produttività delle risorse; a tale proposito una valutazione delle prestazioni delle risorse può essere svolta, come vedremo in seguito, a partire da un approccio di MLS e/o TMS, ovvero Micro Logistic Simulation & Team Work Simulation. 16
1.3 GIUSTIFICAZIONE DELLO STRUMENTO DI ANALISI: LA SIMULAZIONE In letteratura è possibile trovare numerose e differenti definizione della parola simulazione ; una delle definizioni che esprime meglio a nostro avviso tale strumento e le potenzialità che esso possiede è sicuramente quella riportata da Jerry Banks nel Handbook of Simulation da lui stesso redatto in cui viene scritto: Simulation is the imitation of the operation of a real-world process or system over time. Simulation involves the generation of an artificial history of the system and the observation of that artificial history to draw inferences concerning the operating chracteristics of the real system that is represented. Simulation is used to describe and analyze the behaviour of a system, ask what-if questions about the real system, and aid in the design of real system. Both existing and conceptual systems can be modeled with simulation. La simulazione è di fatto la riproduzione della realtà tramite l utilizzo di modelli su computer: essa permette di costruire un ambiente virtuale e implementare scenari dinamici con lo scopo di analizzare e ottimizzare i sistemi reali. La simulazione offre quindi la possibilità di svolgere analisi relativamente rapide ed economiche sul modello virtuale, before cutting metal per così dire, per agire solo in seguito, una volta determinati i valori delle variabili significative che portano il sistema in una condizione di ottimo o comunque di raggiungimento degli obbiettivi prefissati, sul sistema fisico ed apportare le modifiche necessarie. Lo strumento di simulazione rappresenta un mezzo particolarmente utile per riprodurre sistemi complessi, studiarne il comportamento, fornire dati quantitativi valicati in seguito con apposite tecniche statistiche e cercare di prevederne il 17