Publicação
Quantifying the ergonomic risk and biomechanical exposure in automotive assembly lines
| Resumo: | As Lesões Músculo-esqueléticas Relacionadas com o Trabalho (LMERTs) representam 15% do número total de anos de vida perdidos por danos físicos ou doenças com a sua génese no trabalho. De entre os fatores de risco para as LMERTs, no presente estudo, destacam-se as posturas corporais relacionadas com o trabalho. A exposição biomecânica a posturas consideradas prejudiciais tem um impacto negativo na saúde dos trabalhadores, na economia das empresas e na sociedade. A fim de aperceber a prática recorrente de posturas prejudiciais no local de trabalho, têm sido invocados métodos de autoavaliação ergonómica, nos quais o risco é percecionado pelo próprio trabalhador; observacionais, conduzidos por peritos em ergonomia; e de medição direta, que recorrem ao emprego de soluções tecnológicas para a recolha e monitorização objetiva de variáveis pertinentes para a avaliação ergonómica. Porém, frequentemente e em contexto industrial, são apenas aplicados métodos de autoavaliação e observacionais, apesar da medição direta constituir uma solução mais notável. O advento da Internet das Coisas vem revelar a oportunidade da utilização de wearables para uma recolha de dados omnipresente, amplificando a quantidade de dados disponível com o fim de uma avaliação ergonómica mais individual e imparcial. Deste modo, estudos relativos à avaliação ergonómica no local de trabalho têm primado pelo uso de wearables com vista a monitorização do movimento humano. A presente dissertação respeita ao desenvolvimento de uma abordagem automática para a avaliação ergonómica em contexto industrial. As contribuições principais são o desenvolvimento de (1) uma rotina de captura de movimento, através da utilização de um sistema wearable com sensores inerciais; (2) uma framework computacional para a monitorização do movimento da parte superior do corpo humano, em termos dos ângulos relativos às articulações entre os segmentos anatómicos, estimados com recurso à cinemática inversa; e (3) implementações computacionais de especificações estabelecidas e relativas aos fatores de risco de postura para a quantificação da exposição biomecânica e consequente risco ergonómico em âmbito ocupacional. Subsequentemente, as implementações das especificações foram aplicadas por forma a prover constatações acerca de um caso de estudo das linhas de montagem de automóveis da Volkswagen Autoeuropa. O estudo delineado foi dividido em dois cenários: validação e avaliação. A validação consistiu em comparar os dados provisionados por um sistema inercial de referência e determinados através dos métodos desenvolvidos. Para tal, usaram-se dados de sensores inerciais recolhidos em laboratório (N = 8 participantes) e nas linhas de montagem de automóveis (N = 9 participantes). A avaliação consistiu em quantificar a exposição biomecânica e consequente risco ergonómico respeitantes ao caso de estudo, empregando as estimativas angulares calculadas pela framework desenvolvida, e a partir dos dados recolhidos com o nosso sistema nas linhas de montagem de automóveis. Os resultados revelaram que a framework proposta tem o potencial para ser aplicada na monitorização de tarefas industriais. A avaliação ergonómica é mais lata através da medição direta, desvendando diferenças de exposição biomecânica e consequente risco ergonómico entre operadores. |
|---|---|
| Autores principais: | Nunes, Maria Lua de Coelho |
| Assunto: | Ergonomia Lesões musculoesqueléticas Postura Sensores inerciais Cinemática inversa Teses de mestrado - 2021 |
| Ano: | 2021 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | As Lesões Músculo-esqueléticas Relacionadas com o Trabalho (LMERTs) representam 15% do número total de anos de vida perdidos por danos físicos ou doenças com a sua génese no trabalho. De entre os fatores de risco para as LMERTs, no presente estudo, destacam-se as posturas corporais relacionadas com o trabalho. A exposição biomecânica a posturas consideradas prejudiciais tem um impacto negativo na saúde dos trabalhadores, na economia das empresas e na sociedade. A fim de aperceber a prática recorrente de posturas prejudiciais no local de trabalho, têm sido invocados métodos de autoavaliação ergonómica, nos quais o risco é percecionado pelo próprio trabalhador; observacionais, conduzidos por peritos em ergonomia; e de medição direta, que recorrem ao emprego de soluções tecnológicas para a recolha e monitorização objetiva de variáveis pertinentes para a avaliação ergonómica. Porém, frequentemente e em contexto industrial, são apenas aplicados métodos de autoavaliação e observacionais, apesar da medição direta constituir uma solução mais notável. O advento da Internet das Coisas vem revelar a oportunidade da utilização de wearables para uma recolha de dados omnipresente, amplificando a quantidade de dados disponível com o fim de uma avaliação ergonómica mais individual e imparcial. Deste modo, estudos relativos à avaliação ergonómica no local de trabalho têm primado pelo uso de wearables com vista a monitorização do movimento humano. A presente dissertação respeita ao desenvolvimento de uma abordagem automática para a avaliação ergonómica em contexto industrial. As contribuições principais são o desenvolvimento de (1) uma rotina de captura de movimento, através da utilização de um sistema wearable com sensores inerciais; (2) uma framework computacional para a monitorização do movimento da parte superior do corpo humano, em termos dos ângulos relativos às articulações entre os segmentos anatómicos, estimados com recurso à cinemática inversa; e (3) implementações computacionais de especificações estabelecidas e relativas aos fatores de risco de postura para a quantificação da exposição biomecânica e consequente risco ergonómico em âmbito ocupacional. Subsequentemente, as implementações das especificações foram aplicadas por forma a prover constatações acerca de um caso de estudo das linhas de montagem de automóveis da Volkswagen Autoeuropa. O estudo delineado foi dividido em dois cenários: validação e avaliação. A validação consistiu em comparar os dados provisionados por um sistema inercial de referência e determinados através dos métodos desenvolvidos. Para tal, usaram-se dados de sensores inerciais recolhidos em laboratório (N = 8 participantes) e nas linhas de montagem de automóveis (N = 9 participantes). A avaliação consistiu em quantificar a exposição biomecânica e consequente risco ergonómico respeitantes ao caso de estudo, empregando as estimativas angulares calculadas pela framework desenvolvida, e a partir dos dados recolhidos com o nosso sistema nas linhas de montagem de automóveis. Os resultados revelaram que a framework proposta tem o potencial para ser aplicada na monitorização de tarefas industriais. A avaliação ergonómica é mais lata através da medição direta, desvendando diferenças de exposição biomecânica e consequente risco ergonómico entre operadores. |
|---|