Human-robot interaction in warehouses: deepening the meaning of a human-centric approach

In the landscape of warehouse design, the traditional approach has historically revolved around optimizing objective functions, with a primary emphasis on maximizing performances and minimizing costs. However, with the advent of Industry 4.0 and its integration into logistics, known as ‘Logistics 4.0’, it has become increasingly evident that human labor remains integral to these systems, despite the integration of diverse technologies. Consequently, there is a growing imperative for a human-centric approach, wherein the design and technology selection are guided not only by efficiency and cost-effectiveness, but also by a holistic consideration of human well-being, human factors, and the role of operators. This necessitates expanding beyond ergonomic considerations to embrace a new paradigm of human-technology interaction and the creation of novel roles and tasks for operators, laying the groundwork for the transition to ‘Industry 5.0’. The research follows a holistic approach that coordinates effectiveness and cost reduction with the optimal conditions for human existence, collaboration, and integration with technology. Despite the growing significance of this approach, there remains a gap in the literature regarding its precise definition. Therefore, this Thesis endeavors to establish an official definition of a ‘human-centric design approach’ and explore its implications. Furthermore, the Thesis explores the practical application of this concept in the context of designing human-centric warehouses, introducing a comprehensive model for developing or transforming already existing warehouses with a human-centric focus. By considering all relevant variables, this model seeks to optimize both operational efficiency and human well-being within warehouse environments.

Nel panorama del design dei magazzini, l’approccio tradizionale ha storicamente ruotato attorno all’ottimizzazione delle funzioni obiettive, con un’enfasi primaria sulla massimizzazione delle prestazioni e sulla riduzione dei costi. Tuttavia, con l’avvento dell’Industria 4.0 e la sua integrazione nella logistica, nota come ’Logistics 4.0’, è diventato sempre più evidente che il lavoro umano rimane integrale in questi sistemi, nonostante l’integrazione di diverse tecnologie. Di conseguenza, si fa sempre più pressante l’esigenza di un approccio centrato sull’umanità, in cui la selezione del design e delle tecnologie sia guidata non solo dall’efficienza e dalla convenienza economica, ma anche da una considerazione olistica del benessere umano, dei fattori umani e del ruolo degli operatori. Questo implica di andare oltre le considerazioni ergonomiche per abbracciare un nuovo paradigma di interazione tra uomo e tecnologia e la creazione di nuovi ruoli e compiti per gli operatori, gettando le basi per la transizione verso l’Industria 5.0. La ricerca segue un approccio olistico che coordina l’efficacia e la riduzione dei costi con le condizioni ottimali per l’esistenza umana, la collaborazione e l’integrazione con la tecnologia. Nonostante la crescente importanza di questo approccio, rimane una lacuna nella letteratura riguardante la sua definizione precisa. Pertanto, questa tesi si propone di stabilire una definizione ufficiale di ’approccio di design centrato sull’umanità’ ed esplorarne le implicazioni. Inoltre, la tesi esplora l’applicazione pratica di questo concetto nel contesto della progettazione di magazzini centrati sull’umanità, introducendo un modello completo per lo sviluppo o la trasformazione di magazzini esistenti con un focus centrato sull’umanità. Considerando tutte le variabili rilevanti, questo modello mira a ottimizzare sia l’efficienza operativa che il benessere umano negli ambienti dei magazzini.