La Quarta Rivoluzione Industriale nel mondo

di Marco Taisch e Anna De Carolis ♦

I piani dei Paesi a sostegno della manifattura: accelerare l’innovazione, stabilire un ambiente digitale dinamico e agevolare la ricerca strategica e  applicata.







Questo articolo, tratto dal report dell’Osservatorio Smart Manufacturing edizione 2015/2016, è il secondo di una serie frutto della collaborazione fra Industria italiana ed il Manufacturing Group del Politecnico di Milano, nel cui senior board siede anche il Prof. Marco Taisch.

Le crescenti richieste provenienti dal mercato in termini di personalizzazione di prodotti e di velocità di risposta, la globalizzazione e il galoppante sviluppo tecnologico hanno imposto al mondo manifatturiero di ripensare i propri processi e la propria organizzazione, ponendo di fatto le basi di quella rivoluzione che tutti riconosciamo essere la quarta della storia del mondo industriale. Il collegamento in tempo reale di oggetti, macchine e persone, l’intelligenza distribuita e l’integrazione di dati e informazioni sono i driver principali alla base della creazione di questo nuovo modello industriale. Una rivoluzione che si caratterizza per la connessione tra oggetti attraverso internet, grazie alla disponibilità di sensori e di attuatori più piccoli, meno costosi e con consumi energetici più ridotti, alla presenza di connessioni a internet a basso costo e pressoché ubique e alla disponibilità di indirizzi sulla rete in numero praticamente illimitato e quindi attribuibili anche a oggetti di poco valore.

I nuovi confini fisici ed economici delineati dalle nuove tecnologiche

I microprocessori incorporati negli oggetti danno a questi ultimi “intelligenza” perché consentono di raccogliere e trasmettere in tempo reale informazioni sugli oggetti stessi ad altri oggetti, senza la mediazione necessaria dell’uomo. Viene a cadere la separazione gerarchica netta tra chi ordina e chi esegue, che ha caratterizzato anche l’avvento delle tecnologie di informazione e comunicazione a partire dagli anni ‘70. La natura di questa rivoluzione tecnologica definisce un confine tra manifattura e servizi sempre meno netto, con un crescente coinvolgimento delle imprese manifatturiere in attività di servizio. A questo si associa anche una separazione meno percepibile tra parte fisica e parte digitale della manifattura: i sistemi produttivi evolvono verso modelli “cyber-fisici”.

Lo Stato deve esserci

Il potenziale di queste tecnologie è dunque in grado di cambiare per sempre il mondo manifatturiero e lo studio del tema è ormai da qualche tempo oggetto di convegni e di incontri industriali e accademici internazionali. L’interesse deriva dal fatto che questa è una rivoluzione diversa da quelle che il mondo industriale ha affrontato in precedenza perchè impatta a 360 gradi i processi industriali. Per questo motivo le aziende non possono essere in grado di affrontare da sole questo cambiamento, come invece erano riuscite a fare in precedenza le più mature e le più resilienti. Per capire e sfruttare i vantaggi derivanti dallo sviluppo e dall’implementazione di queste tecnologie, e per guidare le aziende nel processo di trasformazione, diversi governi nazionali, centri di ricerca e università a livello mondiale hanno messo in campo interventi diretti che hanno preso forma nei vari piani di azione di sviluppo nazionale.

I Piani Industry 4.0 nel Mondo
I piani Industry 4.0 nel Mondo

I piani dei governi europei

Il governo tedesco per primo nel 2011 ha definito una strategia nazionale (Industrie4.0) a sostegno della digitalizzazione del comparto manifatturiero, creando un effetto epidemico nei confronti di tutti gli altri paesi. Questo programma, frutto della collaborazione del governo federale, delle imprese fornitrici di tecnologie e delle associazioni di settore con le università e i centri di ricerca nazionali, ha promosso politiche di lungo termine per la digitalizzazione e l’innovazione del settore manifatturiero. Obiettivo rafforzare la competitività tedesca. La Danimarca (2012) con il piano Made, il Belgio (2013) con il programma Made Different, l’Inghilterra con Catapult – High Value Manufacturing – e l’Olanda con Smart Industry (2014) hanno messo in campo piani e azioni destinati a stimolare l’innovazione e la trasformazione (Danimarca e Inghilterra), a dare prova della fattibilità e della sostenibilità delle fabbriche del futuro (Belgio) e a sensibilizzare governo, industria e centri di ricerca sulla rilevanza del tema (Olanda).

Nel resto del Mondo

Nel 2012 il piano d’oltreoceano (Manufacturing USA) prende vita grazie allo stanziamento di circa 500 milioni di dollari, con l’obiettivo di far tornare in USA i centri di produzione delle aziende statunitensi (strategia di re-shoring). Fanno capo al 2015 i piani e le iniziative di Cina (Made in Cina), Giappone (Industrial Value Chain Initiative – IVI), India (Make in India), Canada e Corea (Innovation in Manufacturing 3.0) e i vari centri di ricerca e di innovazione industriale e forum a cui questi hanno dato origine.

Carlo Calenda
Il Ministro dello Sviluppo Economico, Carlo Calenda

Il Piano Nazionale Industria 4.0: flessibilità e adattabilità

È dello scorso 21 settembre 2016 la presentazione ufficiale da parte del Governo italiano del piano di investimenti (circa 13mld€), produttività e innovazione, la cui peculiarità risiede nella estrema flessibilità e adattabilità, caratteristiche dettate dalla necessità di voler far fronte ad un contesto produttivo eterogeneo e complesso come quello italiano. Le aziende italiane non si son viste designare un’unica strada da intraprendere per la digitalizzazione dei propri processi e il piano non identifica un’unica tecnologia né un’unica filiera su cui puntare, ma suggerisce le opportunità che si possono cogliere e i benefici che si possono ottenere dall’implementazione di diverse tecnologie (abilitanti) digitali. La strategia è quindi quella di operare in una logica di neutralità tecnologica, intervenendo con azioni orizzontali e non settoriali. Quindi azione  sui fattori abilitanti, e orientamento degli strumenti esistenti per favorire il salto tecnologico e la produttività, coordinando i principali stakeholder senza ricoprire un ruolo dirigista. Investimenti innovativi, creazione di competenze e di consapevolezza sono le direttrici chiave su cui l’intervento è stato studiato.

 Il confronto tra il modello di sviluppo europeo e quello statunitense

Entrambi i piani di sviluppo puntano sull’integrazione tra macchine, oggetti e persone, con queste ultime nella veste di lavoratori e di consumatori, nel nuovo concetto di sistema cyber-fisico che pervade la fabbrica, la supplychain e l’intera società. Quali sono le differenze? Mentre l’Europa si propone di ottimizzare soprattutto il settore manifatturiero, nel caso statunitense gli obiettivi di ricerca puntano a migliorare anche, e soprattutto, le attività dei servizi. Il modello europeo preferisce uno standard comune al quale tutte le imprese possano fare riferimento per lo sviluppo delle tecnologie adeguate, mentre il modello statunitense definisce piattaforme pensate per consentire l’interconnessione degli oggetti in modo aperto e adattabile.

I punti in comune e i diversi focus

C’è un aspetto di carattere generale che accomuna tutti i piani analizzati: l’utilizzo di sempre più cospicue quantità di dati e informazioni e l’uso sempre più pervasivo di tecnologie digitali per interconnettere e far cooperare le risorse operanti all’interno della fabbrica e, in maniera allargata, nell’intera catena del valore. La terza considerazione riguarda i diversi driver e tecnologie abilitanti da cui tali piani hanno avuto origine. Sono i Cyber-Physical Systems (CPSs) i sistemi di tecnologie da cui parte la trasformazione dei modelli di business e delle fabbriche tedesche, olandesi e giapponesi. I Big data e le piattaforme IoT-based sono gli abilitatori alla rivoluzione che si giocherà sul campo statunitense e giapponese. Belgio e Danimarca, più di tutte, hanno puntato il focus sull’innovazione e l’integrazione di smart robot e smartworkers come chiave del cambiamento.

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Le azioni concrete avviate dai piani nazionali in Germania e Regno Unito

Il gruppo di lavoro tedesco Industrie 4.0, coordinato da Acatech, ha formulato una strategia concreta di innovazione e una roadmap di implementazione  che fanno leva su cinque Gruppi di Lavoro: Architettura di riferimento e standardizzazione, Ricerca e innovazione, Sicurezza dei sistemi e di network, Quadro legale, Lavoro.Tutti hanno  come focus le tecnologie che abilitano la piena integrazione lungo la catena del valore. L’iniziativa inglese ha portato alla realizzazione di 7 centri di ricerca di innovazione industriale avviati sul territorio nazionale nelle principali università   con l’obiettivo di offrire a tutte le aziende accesso a strutture, stabilimenti e competenze a supporto di processi manifatturieri ad alto valore aggiunto. Di fatto viene data vita   ad una partnership tra industria, governo e centri di ricerca.

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Giappone e Olanda

Le azioni chiave messe in campo dal Giappone, invece, vedono la creazione di un forum in cui le grandi aziende nazionali formano, sensibilizzano e veicolano gli sforzi dell’industria nazionale nell’unica direzione del miglioramento dei processi produttivi e di business. Nella stessa direzione si è mosso anche il piano olandese, dichiarando la messa a punto di azioni volte a sensibilizzare centri di ricerca, aziende e governo sui temi dello Smart Industry. Viene rafforzarta e unita la ricerca, lo sviluppo e le attività di business nonché l’istruzione, la formazione e i piani d’azione a supporto dello Smart Industry.

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Stati Uniti e Corea del Sud

Gli sforzi messi in campo dal piano statunitense vanno oltre la sensibilizzazione delle aziende e mirano alla creazione di una piattaforma cloud-based in grado di generare previsioni sui dati futuri di fabbrica, di integrarli a quelli esistenti, e di effettuare simulazioni grazie a questa integrazione al fine di prendere decisioni di business in real time. In altri termini, essendo già in possesso di tecnologie di produzione  notevolmente avanzate, gli Stati Uniti possono ambire alla costruzione di fabbriche intelligenti altamente sofisticate. A differenza di quest’ultimo, il piano sviluppato in Corea dà invece priorità allo sviluppo e alla standardizzazione di tecnologie indigene a supporto delle Pmi, al fine di diffondere a livello nazionale tecnologie di fabbrica intelligenti soprattutto tra le aziende di piccola taglia. L’innovazione della Corea nel settore manifatturiero è tesa a seguire un approccio incrementale o step-by-step.

 L’Italia

Obiettivo del piano italiano è quello di dar vita ad una serie di “Competence Center” specializzati su ambiti tecnologici specifici e complementari in cui il forte coinvolgimento di poli universitari di eccellenza e di grandi player privati favorirà la formazione e la creazione di consapevolezza, il lancio ed l’accelerazione di progetti innovativi e di sviluppo tecnologico oltre che il coordinamento con gli altri centri di competenza europei. Accelerare l’innovazione, stabilire un ambiente digitale dinamico e agevolare la ricerca strategica e la ricerca applicata, sono in estrema sintesi le leve da bilanciare e con cui giocare per vincere la nuova sfida della digitalizzazione industriale. Gli action-plan dei vari Paesi sono diversi, e danno evidenza delle diverse interpretazioni nelle scelte e negli approcci seguiti, ciò che si può naturalmente addebitare alle esigenze di politica nazionale.

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Il manufacturing group del Politecnico di Milano

Il Manufacturing Group, afferente alla School of Management del Politecnico di Milano, è formato da più di 30 tra professori, ricercatori e dottorandi e si occupa di attività di ricerca sui temi dell’industria manifatturiera. Le principali aree trattate riguardano la progettazione e la gestione della fabbrica, dello Smart Manufacturing, la gestione integrata del ciclo di vita del prodotto e degli asset aziendali, gli aspetti di sostenibilità sociale della fabbrica, i servizi manifatturieri innovativi, e le nuove forme e necessità educative per il settore. Il gruppo ha all’attivo 40 progetti già completati in ambito Europeo, in particolare sul tema della “Fabbrica del Futuro”. Attualmente ha 10 progetti internazionali attivi nelle sue aree di ricerca. Inoltre il gruppo collabora con diversi centri di ricerca europei e con numerose aziende italiane e straniere. E’ autore di molteplici pubblicazioni sulle principali riviste scientifiche sul manifatturiero. Dal 2011 è organizzatore del World Manufacturing Forum.














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