La ricerca applicata ai settori del Trasporto e della Logistica

di Massimiliano Manca

A Cagliari, nella nuova Cittadella Universitaria di Monserrato, da qualche anno è presente un piccolo ma interessante laboratorio di eccellenza nel settore dei trasporti e della logistica. Si tratta del Centralabs ovvero il Centro di Competenza della Sardegna sui Trasporti, in cui il direttore generale è il professor Gianfranco Fancello, docente di trasporti merci e logistica dell'università di Cagliari.

Abbiamo deciso di approfondire il tema per capire cos'è il Centralabs.

Prof. Fancello grazie per la sua disponibilità. Ci rincontriamo una seconda volta, stavolta parlare di ricerca applicata alla Logistica. In due parole che cos'è il Centralabs?

Grazie mille dell'invito e dell'opportunità. Il Centralabs è una società pubblico-privata compartecipata dalle due università di Cagliari e di Sassari e da alcune delle principali aziende di trasporto della Sardegna. L'obiettivo è quello di sviluppare ricerca applicata e di punta nel settore dei trasporti e della logistica attraverso percorsi di innovazione tecnologica e di processo. E' organizzato in filiere di ricerca autonome ed indipendenti: una di queste riguarda la simulazione applicata alla logistica ed ai trasporti.

Di che si tratta?

Nel caso dei trasporti e della logistica la simulazione è ampiamente utilizzata dai ricercatori per sviluppare attività di ricerca e misurare gli effetti di nuovi scenari; da tempo è ampiamente diffusa la simulazione modellistica, ovvero algoritmi matematici e di ricerca operativa utilizzati per rappresentare processi anche complessi (flussi, itinerari, assetti di rete ect.) i cui risultati sono spesso rappresentati graficamente anche in forma animata per favorirne la comprensione: penso a modelli nella pianificazione dei trasporti come Visum, Cube, Sumo, Transcad, mentre nel settore della logistica penso ad Anylogic ed Arena, giusto per avere un'idea e citare un elenco non assolutamente esaustivo.

Questi, se non sbaglio, sono metodi e strumenti abbastanza noti e diffusi, sia nella pianificazione dei trasporti che nella gestione dei processi logistici.

Esatto, anche se anche in questo settore la ricerca continua a produrre risultati, indirizzata verso un'implementazione più spinta, verso una miglior definizione dei parametri e delle costanti che stanno alla base degli algoritmi e soprattutto verso integrazioni funzionali fra modi, processi, e scenari, al fine di migliorare gli assetti e renderli sinergici ed integrati fra loro.

Altrettanto nota, ma sicuramente meno diffusa, è invece la simulazione fisica degli ambienti di lavoro, finalizzata a migliorare l'interazione uomo-macchina, con lo scopo di migliorare l'organizzazione della produzione sia rispetto alla sicurezza nei luoghi di lavoro che nella struttura dei processi produttivi.

Mutuando tecniche ben note nel sistema del trasporto aereo (dove i simulatori aerei vengono usati da decenni per addestrare piloti e personale di volo nelle diverse mansioni) anche nella logistica si stanno diffondendo sistemi che riproducono fisicamente gli ambienti di lavoro e consentono agli operatori di migliorare le proprie performance sia in termini di sicurezza che di organizzazione della singola mansione. Vi sono laboratori che ricostruiscono gli ambienti di picking della merce e di composizione dell'ordine per addestrare gli addetti ad operare in velocità e sicurezza, altri che simulano le fasi di uscita o accettazione della merce mediante sistemi totalmente o parzialmente automatici.

Quindi al Centralabs sviluppate attività di simulazione?

La nostra filiera di simulazione, sviluppata in collaborazione con diversi soggetti pubblici e privati, ha a disposizione diversi simulatori fisici come quelli appena descritti.

Oltre ad un simulatore aereo di un airbus 320, sono presenti un simulatore di gru portainer ed un simulatore di ralla portuale e camion.

Entrambi sono simulatori fisici che ricostruiscono in maniera precisa e puntuale i due ambienti di lavoro (la cabina di una gru portainer nel primo caso, la cabina di guida di una ralla o camion nel secondo) e consentono di poter studiare e sviluppare i modelli biodinamici ed antropometrici di interazione uomo-macchina nello svolgimento delle relative mansioni: lo scopo è quello di lavorare sia sul miglioramento degli apparati e della strumentazione (sedile, pulpito, volante), che sull’ottimizzazione delle procedure operative, al fine di limitare l'affaticamento del conducente/operatore, migliorare il confort a bordo limitando così lo stress psicofisico e quindi la caduta di prestazione: tutto ciò per innalzare il livello di performance di due segmenti essenziali di una catena logistica, ovvero lo scambio nave-banchina ed il trasporto stradale (sia esso interno al porto o stradale urbano ed extraurbano).

Come sono realizzati i due simulatori. Di che apparati sono dotati?

La tipologia è la stessa in entrambi i casi: la postazione di guida e di manovra è posizionata sopra una piattaforma mobile a 3 gradi di libertà: intorno sono posizionati degli schermi e degli altoparlanti per la rappresentazione grafica e sonora dell'ambiente di lavoro, per rendere la prestazione la più immersiva possibile.

Il sistema consente di registrare i principali parametri caratteristici della mansione (velocità, traiettoria, urti, ect.) in modo da poter avere una rappresentazione oggettiva del compito svolto ed un riscontro oggettivo degli errori effettuati.

Ai simulatori sono associati alcuni strumenti elettromedicali che consentono di avere una valutazione oggettiva dell'affaticamento dell'operatore o del conducente: quelli che utilizziamo maggiormente sono il misuratore ottico del punto di vista di fusione (per la misura della fatica), il poligrafo per la misurazione del ritmo cardiaco, l'eye tracker per la valutazione dei coni visivi e degli elementi di aiuto o disturbo visivo durante la mansione ed i misuratori elettromiografici per le tensioni ed affaticamenti muscolari.

Abbiamo la fortuna di lavorare in team insieme ad un pool di ingegneri meccanici e biomedici e di medici del lavoro, ciascuno dei quali, con le proprie competenze, riesce ad far emergere gli aspetti di maggior significatività.

Come pensa che questi strumenti possano essere utili per chi si occupa di Logistica e di supply chain? O meglio, che vantaggi hanno questi sistemi? Che performance garantiscono alla logistica?

I simulatori possono essere utilizzati sia come strumento di ricerca avanzata e di punta che come apparato di formazione del personale.

Per quanto riguarda l'attività di ricerca, questi sistemi lavorano soprattutto sul fattore umano che é sempre più preponderante nella efficienza di una supply chain o di una organizzazione logistica. La ricerca è indirizzata al miglioramento o di un apparato (posizione o inclinazione del sedile, posizionamento di una leva, informazioni trasmesse all'operatore mediante codice vocale e non scritto, ect.) o di una mansione tipo (ottimizzazione della durata e delle pause lavorative, effetti di un particolare compito sul livello di stress psicofisico, ect.).

Migliorando le performance dell’operatore raggiungiamo prioritariamente un più elevato livello di sicurezza sul lavoro ed anche una migliore produttività in termini di tempi e di costi; anche l’ottimizzazione di un singolo anello della catena legato agli aspetti di natura antropometrica o biodinamica possono essere fondamentali per l'innalzamento del livello di produttività di una singola supply chain.

Una delle frontiere sulle quali si sta lavorando è la robotizzazione a distanza, o meglio macchinari comandati dall’uomo a distanza che operano in situazioni potenzialmente pericolose, garantendo lo stesso livello di efficienza: pensiamo al carico scarico di un vettore o alle operazioni di presa merce in scaffali particolarmente alti

Per quanto concerne la formazione, può essere molto utile sia per addestrare sia personale neoassunto sia personale già esperto su nuovi compiti o mansioni, senza occupare apparati in servizio ed quindi limitare il normale corso della supply chain. Per esempio anche un rallentamento di pochi secondi nella movimentazione di un container da bordo nave a terra può determinare per l'intero carico ritardi rilevanti con un incremento di costi valutabile in migliaia di euro. Ecco perché il personale deve essere ben addestrato con livelli di prestazione sempre al top.