Industria 4.0: l’indagine della X Commissione Permanente

IL DOCUMENTO COMPLETO

Dal documento del 30 giugno 2016 della X Commissione Permanente

3. INDUSTRIA 4.0

a. Definizione

Con il concetto di “Industria 4.0” si intende oggi un paradigma industriale emergente, che determinerà una rivoluzione industriale paragonabile a quelle che si sono succedute negli ultimi tre secoli. Nel caso della “quarta rivoluzione industriale” non si ha una singola e rivoluzionaria tecnologia abilitante (es. il vapore o l’elettrificazione) ma, piuttosto, un insieme di tecnologie abilitanti che vengono ad aggregarsi grazie ad internet in modo sistemico in nuovi paradigmi produttivi. Questi paradigmi sottenderanno innovazioni di natura assai diversa, anche a seconda del settore: di processo, organizzative, di prodotto, e di modello di business. Pertanto, stiamo parlando di una rivoluzione in divenire.

Industria 4.0 è il termine che più frequentemente di altri (smart manifacturing, industria del futuro, industria digitale, manifattura avanzata, industria intelligente, etc…) viene utilizzato per indicare una serie di rapide trasformazioni tecnologiche nella progettazione, produzione e distribuzione di sistemi e prodotti. In particolare, descrive l’organizzazione di processi produttivi basati sulla tecnologia e su dispositivi che comunicano tra di loro.

La manifattura rimane centrale alla produzione industriale, ma non va più considerata come una sequenza di passi e fasi separate ma come un flusso integrato immaterialmente grazie alle tecnologie digitali. Tutte le fasi sono gestite e influenzate dalle informazioni rilevate, comunicate e accumulate lungo tutta la catena, dalla progettazione all’utilizzo, al servizio post-vendita.

Questo è in estrema sintesi il senso del paradigma Industria 4.0 che rappresenta la sfida attuale del sistema industriale.

La connessione tra oggetti attraverso internet è resa possibile dalla disponibilità di sensori e attuatori (congegni in grado di collegare la componente digitale con quella meccanica degli oggetti) sempre più piccoli, dalla presenza di connessioni a internet a basso costo e pressoché ubique.

Già ora, 14 miliardi di sensori sono collegati a magazzini, sistemi stradali, linee di produzione in fabbrica, rete di trasmissione di energia elettrica, uffici, abitazioni. Nel 2030, si stima che più di 100 miliardi di sensori collegheranno l’ambiente umano e naturale in una rete globale intelligente e distribuita.

La natura di questa rivoluzione tecnologica implica che il confine tra manifattura e servizi divenga sempre meno netto, con un crescente coinvolgimento delle imprese manifatturiere in attività di servizio attraverso una separazione meno netta tra componente fisica e parte digitale della manifattura: i sistemi produttivi evolvono verso i modelli cyberfsici3, i modelli di business evolvono verso modelli industriali di servizio.

I. Inquadramento storico

È la rivoluzione industriale del XXI secolo, la quarta in più di duecento anni di storia occidentale: alla fine del XVIII secolo, la prima fase è stata caratterizzata dall’introduzione del telaio meccanico (1784) e dallo sfruttamento dell’energia del vapore; all’inizio del XIX secolo, la seconda fase è stata segnata e della produzione di massa con metodi tayloristici (1870: prima catena di montaggio nei mattatoi di Cincinnati) e dall’avvento dell’energia elettrica. Nella seconda metà del XX secolo, l’informatica caratterizza la terza fase con l’introduzione del computer che ha rivoluzionato i processi produttivi grazie al progressivo crollo del costo dell’elaborazione, dell’immagazzinamento e della trasmissione dei dati (Modicon 084, primo controllore a logica programmabile). L’uso di sistemi digitalizzati caratterizza la quarta fase: la connessione tra oggetti (computer, attuatori, sensori) attraverso internet è resa possibile congiuntamente alla disponibilità di sensori e attuatori sempre più piccoli, meno costosi e a consumo ridotto, dalla presenza di connessioni internet a basso costo e pervasive e dalla disponibilità di un numero illimitato di indirizzi sulla rete attribuibili anche ad oggetti di poco valore.

II. Caratteristiche

L’Italia è, nonostante la profonda crisi economica di questi anni, una grande potenza manifatturiera. Dispone di un elevato know-how tecnico, diffuso nelle diverse filiere produttive, alimentato da atenei che preparano laureati STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) di riconosciuta professionalità, anche se in numero ancora insufficiente.

La digitalizzazione della manifattura si caratterizza per un incremento della flessibilità della produzione. L’automazione del processo di produzione, la trasmissione dei dati su un prodotto che passa attraverso la filiera manifatturiera e l’uso di robot configurabili comporta che una varietà di diversi prodotti possono essere realizzati nello stesso impianto di produzione. Questa mass customization permetterà la produzione di piccoli lotti (anche piccolo come singolo oggetto) grazie alla possibilità di configurare rapidamente le macchine e di adattarsi alle specifiche fornite dal cliente. Nello stabilimento Bosch in Baviera si producono sulla stessa linea, con velocità simili alla produzione tayloristica, ben 12 mila varianti di impianti ABS per automobili. Questa flessibilità favorisce anche l’innovazione, poiché prototipi o nuovi prodotti possono essere realizzati rapidamente senza complicate riconversioni o l’installazione di nuove linee di produzione.

Ciò consente un miglioramento della velocità di produzione: progetti digitali e modellazione virtuale del processo di fabbricazione possono ridurre il tempo tra la progettazione di un prodotto e la sua consegna. McKinsey indica dal 20 al 50% la riduzione del time to market.

Il miglioramento della qualità del prodotto ha un ruolo importante nella riduzione dei costi stimata sempre da McKinsey dal 10 al 20%.

La fabbrica digitalizzata garantisce un aumento della produttività. L’utilizzo di programmi di manutenzione preventiva può ridurre i tempi di fermo macchine dal 30 al 50% con una riduzione dei costi di manutenzione dal 110 al 40%. Alcune aziende utilizzano robot automatizzati che continuano la produzione anche senza luce e senza riscaldamento, dopo che personale è andato a casa, dirottando i lavoratori su funzioni per le quali sono davvero essenziali. Nei Paesi Bassi, Philips produce rasoi elettrici in una ‘fabbrica buia’ con 128 robot e appena nove lavoratori, che forniscono garanzia di qualità.

I cambiamenti nei modelli di business sono la conseguenza delle innovazioni dell’Industria 4.0: le aziende europee potranno competere sulla base della capacità di innovazione, di produrre oggetti personalizzati (attraverso fabbriche configurabili), o della qualità, invece che sulla base dei costi.

Tutto ciò produce un evidente rafforzamento del ruolo del consumatore, che potrà essere coinvolto nella fase di progettazione del prodotto che può essere realizzato rapidamente e a basso costo. Molte operazioni manifatturiere potranno essere localizzate più vicino al consumatore: se la produzione è largamente automatizzata, non sarà più conveniente spostare la fabbrica in Paesi in cui è inferiore il costo del lavoro. Le imprese europee potranno quindi ritrasferire in Europa gli stabilimenti (reshoring) come dimostrato dal recente caso dell’azienda Adidas che ha riportato in Germania la produzione di scarpe sportive.

Nel corso di numerose audizioni è stato sottolineato, inoltre, il ruolo strategico che la digitalizzazione dell’industria può avere in termini di sostenibilità ambientale e di economia circolare. La nuova industria manifatturiera, caratterizzata da una produzione in piccoli lotti, con bassi o zero scarti, realizzata in impianti di non grandi dimensioni localizzati vicino al consumatore, dovrebbe comportare riduzione di inquinamento, fabbisogno energetico, costi di trasporto merci e scarti da imballaggio. Sarebbe dunque pienamente coerente con gli obiettivi che l’Unione europea si è posta con il pacchetto sull’economia circolare presentato a dicembre 2015. Globalmente si stima che l’investimento su Internet industriale crescerà da 20 miliardi di dollari USA nel 2012 a oltre 500 miliardi nel 2020 (anche se con un ritmo più lento dopo tale data) e che il valore aggiunto crescerà da 23 miliardi di dollari a 1300 miliardi di dollari nello stesso intervallo di tempo.

b. Contesto tecnologico

Il settore manifatturiero italiano rappresenta il 15% del PIL generato nel nostro Paese con un fatturato di circa 900 miliardi di euro e un valore aggiunto di circa 200 miliardi di euro, cui corrisponde un’occupazione di quasi 4 milioni di lavoratori (23% della forza totale) e un numero di oltre 400 mila imprese. Per ciascun addetto si stima inoltre un’occupazione supplementare nei servizi associati pari al doppio. L’Italia è tra i primi sei Paesi al mondo per valore aggiunto generato dal manifatturiero, in una graduatoria entro la quale i primo 10 Paesi rappresentano ben il 70 per cento del valore aggiunto mondiale. Oltre che un fondamentale driver di innovazione di processo – come ha sottolineato in audizione la Conferenza delle regioni e delle province autonome – per tutti i settori industriali, l’approccio Industria 4.0 è per l’Italia un primario indirizzo per l’innovazione di alcuni dei prodotti più competitivi del nostro sistema quali l’industria aeronautica e aerospaziale, la farmaceutica, la meccanica e l’automotive.

La trasformazione digitale richiede investimenti in aree tecnologiche ben definite al fine di realizzare quella revisione dei processi industriali manifatturieri che abilita la creazione di nuovi prodotti-servizi e di nuovi modelli di business. Queste tecnologie, introdotte dal paradigma del digitale e dalla disponibilità della rete internet, rendono possibile sia la necessaria integrazione verticale ed orizzontale dei sistemi sia la loro completa interoperabilità.

L’elettronica godrà ancora di fasi di sviluppo esponenziale nel rapporto prestazioni/prezzo almeno fino al 2030. Questo andamento caratterizzerà le principali componenti dei sistemi informatici, ovvero l’elaborazione, l’immagazzinamento di dati e la comunicazione. Conseguentemente il costo marginale di elaborazione, archiviazione e trasmissione dell’informazione tenderà a zero, proprietà radicalmente diverse da quelle che caratterizzano le tradizionali attività materiali i cui costi marginali sono non nulli. Come conseguenza, ogni fase del ciclo di vita di ogni prodotto/servizio tenderà a dotarsi di una componente immateriale, abilitando la nascita di nuovi servizi per settori tradizionalmente serviti da beni.

Ogni cosa che può interessare misurare sarà misurata, generando ingenti quantità di dati archiviati (i cosiddetti big data) ed analizzati da sistemi di ausilio alle decisioni basati su tecniche di intelligenza artificiale (“Sistemi cognitivi” il cui sviluppo è favorito dall’aumento esponenziale delle potenze di calcolo). La possibilità di comunicazione di dati e comandi in tempo reale ad ogni capo del mondo determinerà una riconfigurazione delle reti di supporto alle attività core delle imprese.

c. Tecnologie abilitanti

Come già evidenziato in precedenza la quarta rivoluzione industriale non si riferisce a una singola e rivoluzionaria tecnologia abilitante, ma a un bundle di tecnologie che, grazie ad internet, vengono ad aggregarsi in modo sistemico in nuovi paradigmi produttivi ai quali si connettono innovazioni di natura assai diversa a seconda del settore: di processo, organizzative, di prodotto e di modello di business.

Fra le tecnologie abilitanti quelle attualmente considerate più mature e/o promettenti sono:

Fra le tecnologie abilitanti quelle attualmente considerate più mature e/o promettenti

• l’Internet of Things:

la rete di oggetti fisici (things) che dispongono intrinsecamente della tecnologia necessaria per rilevare e trasmettere, attraverso internet, informazioni sul proprio stato o sull’ambiente esterno. L’IoT è composto da un ecosistema che include gli oggetti, gli apparati e i sensori necessari per garantire le comunicazioni, le applicazioni e i sistemi per l’analisi dei dati; i campi di applicabilità sono molteplici, dalle applicazioni industriali, alla logistica, all’infomobilità, fino all’efficienza energetica, all’assistenza remota e alla tutela ambientale. L’innovazione che porta con sé l’IoT consiste nell’introdurre una nuova forma di interazione, non più limitata alle persone, ma tra persone e oggetti, denotata anche come Man-Machine Interaction (MMI), e pure tra oggetti e oggetti, Machine to Machine (M2M); l’IoT diventa così la prima vera evoluzione di Internet; oggi ci sono circa 14 miliardi di oggetti connessi alla rete; gli analisti di settore stimano che entro il 2020 il numero si collocherà tra 20 e 100 miliardi;

• il cloud e cloud computing:

il cloud è un’infrastruttura IT comune, flessibile, scalabile e open by design per condividere dati, informazioni e applicazioni attraverso internet in modo da seguire la trasformazione dei modelli di business con la capacità necessaria; il cloud computing abilita flessibilità, rilasci continui di servizi con cicli di vita ridotti a mesi, innovazione progressiva e trasversalità; lo sviluppo di una piattaforma tecnologica di cloud computing composta da una serie di moduli che permettano l’interoperabilità di soluzioni, anche eterogenee, sia aperte che proprietarie, può dare slancio a nuovi processi digitali e a nuove modalità di interazione tra aziende, cittadini e PA e allo sviluppo delle smart cities; i driver principali all’adozione del cloud saranno l’esplosione dell’IoT e dei dati raccolti da sensori e altri oggetti, la conseguente crescita dei big data, la pervasività del social e lo sviluppo dei dati sul consumatore;

• additive manufacturing/3D printing:

processo per la produzione di oggetti fisici tridimensionali, potenzialmente di qualsiasi forma e personalizzabili senza sprechi, a partire da un modello digitale; consente un’ottimizzazione dei costi in tutta la catena logistica e del processo distributivo;

• cybersecurity:

tecnologie, processi, prodotti e standard necessari per proteggere collegamenti, dispositivi e dati da accessi non autorizzati, garantendone la necessaria privacy. Gli attacchi e le minacce informatiche hanno colpito oltre il 90% delle realtà italiane negli ultimi anni. Nel 2014, le aziende hanno mostrato maggiore attenzione al tema della sicurezza, investendo in tecnologie, creando team interni dedicati alla cybersecurity e ricorrendo a servizi di risk e vulnerabilty assessment. Il mercato italiano della sicurezza (722 milioni di euro a fine 2014, + 2% YoY – Rapporto Assinform 2015) è previsto in crescita, a conferma dell’importanza dedicata alla tematica e dalla spinta derivante dalla compliance normativa;

• big data e data analytics:

enormi quantità di dati, strutturati e non, accresciuti dall’introduzione di tecnologie digitali raccolti e analizzati con strumenti che li trasformano in informazioni in grado di rendere i processi decisionali più veloci, più flessibili e più efficienti anche attraverso l’utilizzo di innovazioni di frontiera quali i Sistemi Cognitivi; il rilevamento, l’analisi e lo sfruttamento di questi dati da parte delle aziende sarà sempre più alla base dei processi decisionali e delle strategie di business. La crescente mole di dati eterogenei generati dal web, dai dispositivi mobili e dalle app, dai social media e dagli oggetti connessi apre nuove opportunità per le aziende date dalla possibilità di correlare e interpretare i dati destrutturati, abilitando analisi real time, predittive etc.;

• robotica avanzata:

evoluzione delle macchine verso una maggiore autonomia, flessibilità e collaborazione, sia tra loro sia con gli esseri umani, dando vita a robot con aumentate capacità cognitive; applicata all’industria per migliorare la produttività, la qualità dei prodotti e la sicurezza dei lavoratori, la robotica italiana spicca per quantità e qualità della ricerca, sia in campo accademico che in campo industriale, con importanti centri di ricerca e progetti all’avanguardia in tutto il Paese come l’Istituto di Biorobotica della Scuola Sant’Anna di Pisa o l’Ecosistema robotico dell’IIT (che annovera piattaforme robotiche assistive e riabilitative in joint lab con INAIL, piattaforme robotiche umanoidi – iCub, Walkman, Koman -, piattaforme robotiche idrauliche – HyQ).

Molte nuove imprese ad alto contenuto tecnologico hanno visto la luce nel corso degli ultimi due decenni. Sul versante della robotica industriale l’Italia annovera numerose imprese caratterizzate dalla produzione di robot industriali e di robot di servizio. In particolare, gli ambiti in cui si registra un utilizzo marcato di sistemi robotici industriali risultano quello dell’industria automobilistica, i sistemi logistici e di magazzino, gli ambiti di manutenzione industriale. Nel 2014, la produzione italiana di robot è cresciuta a 4.695 milioni di euro, segnando un incremento del 4,6% rispetto all’anno precedente;

• realtà aumentata:

per realtà aumentata, si intende l’arricchimento della percezione sensoriale umana mediante informazioni, in genere manipolate e convogliate elettronicamente, che non sarebbero percepibili con i 5 sensi; consente un impiego della tecnologia digitale per aggiungere dati e informazioni alla visione della realtà e agevolare, ad esempio, la selezione di prodotti e parti di ricambio, le attività di riparazione e in generale ogni decisione relativa al processo produttivo; moltissimi gli ambiti applicativi: museale e turistico; marketing/advertising; retail; editoria; medicale; difesa e sicurezza; gaming; entertainment; education. Gli analisti di Digi-Capital ritengono che la realtà aumentata conoscerà un vero e proprio boom nei prossimi 5 anni, raggiungendo un giro d’affari di 120 miliardi di dollari nel 2020;

• wearable technologies:

le tecnologie indossabili rappresentano un esempio di IoT dal momento che sono parte di oggetti fisici o “cose” integrati con elettronica, software, sensori e connettività per consentire agli oggetti lo scambio di dati con un produttore, un operatore o altri dispositivi collegati senza richiedere l’intervento umano; nuove generazioni di dispositivi indossabili, come orologi e braccialetti smart, contapassi, portachiavi dotati di sensori possono fornire un valido supporto per monitorare e intervenire sui parametri di comfort, salute e sicurezza, sia dei lavoratori sia dei clienti e fruitori, nei vari luoghi di attività;

• sistemi cognitivi:

oltre alle già citate possibilità applicative dei sistemi cognitivi per l’analisi di Big Data e per il controllo di robotica avanzata, i sistemi cognitivi 31 automatizzeranno attività d’ufficio ripetitive, in analogia a quanto accade con i robot per le cose materiali, emergerà un fenomeno simile con degli infobot per le cose immateriali. Laddove il valore sarà la produttività del compito, entrerà l’intelligenza artificiale. Le persone continueranno a svolgere i lavori in cui il valore sarà la creatività e l’esecuzione di attività non di routine.

d. Nuovimodelli di business

L’industria 4.0 ha in sé due aspetti fondamentali di trasformazione del sistema industriale: uno evolutivo che mira prevalentemente al miglioramento dell’azienda attraverso l’utilizzo delle nuove tecnologie; l’altro più rivoluzionario che porta a nuovi modi di competere generati da modelli di business dirompenti fino ad oggi non praticabili per mancanza di uno sviluppo adeguato delle tecnologie.

A solo titolo di esempio riportiamo:

• Nuove strategie di mercato rese possibili dalle TIC

Se lo sviluppo verso Industria 4.0 dipende dall’utilizzo sempre più massivo delle tecnologie digitali e delle tecnologie abilitanti richiamate in precedenza (tecnologie che mettono a disposizione in tempo reale una gran quantità di informazioni) si può immaginare un miglioramento in termini di efficienza e la nascita di nuove strategie di mercato che avvicinino il bene prodotto al consumatore, sulla base di informazioni più simmetriche anche sull’utilizzo di quel bene, rendendo possibile anche un modello di business in cui il produttore anziché vendere il bene lo affitta al consumatore e ne cura la manutenzione.

Si parla a questo proposito del cosiddetto “modello Xerox”: la proprietà della fotocopiatrice non è dell’utente finale che paga invece un canone di locazione con una componente fissa e una variabile legata al numero di copie fatte; il proprietario della fotocopiatrice si fa carico della manutenzione del bene e della sostituzione delle parti usurate.

La Rolls Royce ha già adottato un modello di questo tipo per i motori aeronautici: la possibilità di avere motori che comunicano in tempo reale dati relativi al loro utilizzo e all’usura dei diversi componenti rende possibile un modello di business in cui il produttore affitta i motori alla compagnia aerea e ne cura la manutenzione. La diffusione di nuovi modelli di business potrà quindi associarsi ad una diversa allocazione della proprietà dei beni, a diversi modelli contrattuali tra fornitore ed utente con importanti implicazioni anche sulla capitalizzazione delle imprese. Tutto ciò potrà influire anche sulle modalità di produzione e progettazione dei beni medesimi, alcuni dei quali dovranno essere sostituiti più frequentemente altri invece saranno soggetti ad usura in modo limitato con evidenti implicazioni positive per l’ambiente6.

• Circular economy

La necessità di un graduale ma inevitabile passaggio da un’economia lineare – estremamente costosa in termini di utilizzo delle risorse – alla cosiddetta circular economy comporta un cambio di paradigma nella definizione dei prodotti e dei processi manifatturieri che devono essere gestiti e monitorati lungo tutto il loro ciclo di vita. L’economia circolare in cui i materiali e l’energia utilizzati mantengono il loro valore il più a lungo possibile, i rifiuti sono ridotti al minimo e si utilizza il minimo possibile di risorse, risponde alla duplice esigenza di ridurre l’impatto ambientale delle attività economiche e, sul piano economico, di conseguire risparmi evitando sprechi e riducendo i costi di approvvigionamento delle materie prime. Questa transizione riguarda la generalità dei cittadini e delle imprese in quanto comporta cambiamenti radicali nell’assetto economico, nell’organizzazione sociale, nel modello imprenditoriale e nei comportamenti dei consumatori. Tutto ciò presuppone, specie in una prima fase, un consistente impegno finanziario necessario per la conversione dei processi produttivi.

Punto di riferimento in questo senso è rappresentato dal pacchetto sull’economia circolare elaborato dalla Commissione europea (COM (2014) 398 final) che riguarda l’intero ciclo di vita dei prodotti e dei materiali e contiene azioni concrete, realistiche ed ambiziose che presuppongono il passaggio a prodotti che durano di più, si possono riparare, sono meno dispendiosi sul piano energetico. L’aumento del ciclo di vita dei prodotti comporta altresì una minore produzione di rifiuti.

• Sharing economy

Nel quadro dei nuovi modelli di business si colloca anche la sharing economy.
L’articolo 2 della proposta di legge n. 3564, in corso di esame presso le Commissioni Trasporti e Attività produttive della Camera, la definisce come “l’economia generata dall’allocazione ottimizzata e condivisa delle risorse di spazio, tempo, beni e servizi tramite piattaforme digitali”.

Secondo uno studio recente, i servizi di sharing economy possono trovare diversa collocazione rispetto a tre assi, che ne identificano i tratti caratterizzanti:

1. la sharing economy favorisce pratiche basate sul riuso invece che sull’acquisto e sull’accesso piuttosto che sulla proprietà, in forma sincrona (per esempio, si condivide la propria casa con un’altra persona) o differita (per esempio, si lascia la propria casa temporaneamente a un’altra persona);

2. la presenza di una piattaforma tecnologica che supporta relazioni digitali, dove la distanza sociale è più rilevante di quella geografica e la fiducia è veicolata attraverso forme di reputazione digitale;

3. la relazione peer-to-peer: la disintermediazione favorisce il rapporto diretto tra domanda e offerta, spesso al di fuori di logiche professionali, con una caduta dei confini tra finanziatore, produttore, consumatore e cittadino attivo.

Spesso sotto l’etichetta sharing economy ricadono esperienze che presentano solo alcuni di questi elementi: è il caso, per fare un esempio, del car sharing che, pur soddisfacendo i primi due criteri, non rispetta il terzo.
L’economia della condivisione si diffonde in Italia nel 2000, in ritardo rispetto al resto del mondo, dove nascono piattaforme di condivisione già alla fine degli anni ‘90. Il grande sviluppo avviene a partire dal 2009 spinto, da un lato, dalla crisi economica che fa emergere nuovi modelli di consumo e, dall’altro, dal diffondersi delle tecnologie digitali e dei social network che consentono di mettere in contatto persone per scambiarsi oggetti o servizi.

È in atto a livello europeo un’istruttoria sull’opportunità di introdurre una legislazione armonizzata di principio sulla materia dell’economia condivisa. Nella Comunicazione della Commissione “Migliorare il mercato unico: maggiori opportunità per i cittadini e per le imprese” di ottobre 2015, la Commissione UE dedica un apposito paragrafo alle misure future per consentire lo sviluppo equilibrato dell’economia della condivisione definita come un complesso ecosistema di servizi a richiesta e di uso temporaneo di attività sulla base di scambi attraverso piattaforme online. I cinque principali settori dell’economia collaborativa: finanza peer-to-peer, staffing online, condivisione e scambio alloggio, car sharing e streaming di video e musica sono potenzialmente in grado di accrescere gli introiti globali dagli attuali 13 miliardi di euro a circa 300 miliardi di euro nel il 2025.

L’emergere di nuovi modelli di business tuttavia ha spesso un’incidenza sui mercati esistenti, creando attriti con i fornitori di beni e servizi tradizionali. Secondo la Commissione, è indispensabile un contesto normativo chiaro ed equilibrato che consenta lo sviluppo di un’imprenditoria dell’economia collaborativa, che tuteli i lavoratori, i consumatori e gli altri interessi generali e che assicuri, nella tutela delle garanzie socioeconomiche esistenti, che non siano frapposti inutili ostacoli normativi agli operatori del mercato, né nuovi né esistenti, a prescindere dal modello di business da essi utilizzato.

• Maker economy

Fenomeno connesso all’evoluzione di industria 4.0 è l’artigianato digitale, la cosiddetta “maker economy”. La maker economy è una forma di economia che viene dal basso, è l’orizzonte naturale di riferimento per gli artigiani che si stanno evolvendo in artigiani digitali in Italia e in Europa. Sostanzialmente si tratta di forme di autoproduzione artigiana che però sfruttano ed integrano tecnologie ed idee innovative. Rappresenta un mercato in continua espansione a livello globale ed è un mercato aperto all’innovazione e attento alle realtà emergenti. Non parliamo, però, solo di innovazione tecnologica. Oltre al profilo dell’innovazione digitale questo ambito economico ha prodotto un cambiamento profondo sia nella cultura sia nello stile della nostra vita. L’internet le cose, i cellulari, la fabbricazione digitale, le stampanti 3D, la sharing economy, la condivisione del sapere e l’open source hanno inciso radicalmente sul modo di studiare, comunicare, lavorare, produrre e, di fatto, vivere.

I parametri di vita delle comunità in cui nascono le nuove forme di organizzazione dal basso modificando le forme di relazioni e ibridando i ruoli della produzione e del consumo.

e. Focus su alcuni settori della manifattura industriale

Nel corso dell’indagine la Commissione ha approfondito alcuni settori industriali italiani più avanzati nell’implementazione della manifattura digitale.

i. Automotive 4.0

Il settore dell’automotive rappresenta uno degli esempi di smart factory. Porsche Consulting, intervenuta in audizione, ha sottolineato che, per garantire una personalizzazione elevata del prodotto, la Porsche ha adottato un modello produttivo chiamato “a lisca di pesce” in cui il cliente può configurare un ordine online, personalizzando la propria vettura e poi passare in concessionaria a finalizzare l’acquisto. L ́ordine registrato viene gestito da un sistema informativo centrale, che permette di sincronizzare tutte gli attori (le “lische di pesce”) coinvolti nella filiera di consegna dei componenti in linea. Ad esempio, a Corbetta, vicino Milano, la Magneti Marelli riceve periodicamente tramite EDI (Electronic Data Interchange) i programmi di produzione, e, solo 5 giorni prima dell ́assemblaggio a Stoccarda, riceve via VAN (Value Added Network, rete dedicata) il “via” per produrre esattamente la sequenza di strumenti di bordo che verranno montati oltralpe. I disegni e le distinte base sono on-line su una piattaforma del gruppo, alla quale hanno libero accesso tutti i fornitori. Porsche sta quindi già sfruttando ampiamente diversi elementi di digitalizzazione dei processi produttivi in un network esteso e collaborativo: questo processo è oggi in evoluzione accelerata. La casa automobilistica si muove in questo percorso partendo dai benefici dei cosidetti stakeholders (clienti, fornitori di componenti, fornitori di macchinari, collaboratori, management interno) e su questi definisce i casi di utilizzo (i cosiddetti use-case). Le nuove tecnologie permettono un ́evoluzione continua del modello produttivo descritto, non solo a fini dell ́efficienza, ma anche della crescita. La profilazione del cliente, ad esempio, permette di comprendere quali accessori possono essere più interessanti per il cliente. Quindi, poco prima di iniziare a produrre, è possibile chiedere al cliente che aveva se vuole aggiungere al suo ordine un accessorio. La visione – ha concluso Porsche Consulting – è quella di integrare in una progressiva evoluzione tutti gli oggetti in una rete universale, dagli impianti agli edifici, dai prodotti ai trasporti, in maniera da identificarli e localizzarli univocamente (Internet of Things), permettendo ai sistemi di prendere autonomamente decisioni ed eseguire le conseguenti azioni.

ii. Edilizia 4.0

L’Associazione nazionale costruttori edili (ANCE), intervenuta in audizione, ha evidenziato che per il settore delle costruzioni l’Edilizia 4.0 è sinonimo di un cambiamento radicale del modello di filiera che abbandoni l’individualismo (che porta spesso alla conflittualità) tra i diversi soggetti per passare a un nuovo rapporto basato sull’integrazione collaborativa. Per un moderno settore delle costruzioni è infatti sempre più indispensabile migliorare l’integrazione delle fasi e di tutti gli attori del processo chiamati a progettare, costruire, fabbricare i materiali da costruzione, elevando lo standard delle competenze e la propensione alla soddisfazione del cliente attraverso prodotti sempre più “tailor-made”. A questo rispondono i moderni sistemi informatici e ICT, già adoperati in altri campi industriali, che permettono agli operatori di governare in modo sempre più just in time il processo realizzativo per conseguire gli obiettivi di qualità-costi-tempi richiesti dal cliente. Questi sistemi permettono l’informatizzazione delle fasi del processo edilizio e la rappresentazione digitale dell’opera lungo il suo intero ciclo di vita, dalla progettazione, alla realizzazione, alla manutenzione, alla dismissione. In questo modo, tutti gli aspetti di rilievo dell’opera, dalla geometria, ai prodotti da costruzione, ai costi nonché alle specifiche riguardanti la realizzazione, possono essere rappresentati e soprattutto forniti in qualunque momento agli operatori interessati sfruttando la velocità e la immaterialità della comunicazione all’interno del processo progettuale/realizzativo/manutentivo.

Lo strumento che nel settore delle costruzioni permette la gestione integrata ed informatizzata delle attività è noto come BIM (Building Information Modelling/Management). In modalità BIM si eseguono le più importanti opere di ingegneria ed architettura nel mondo ed il nostro Paese risulta essere in notevole ritardo rispetto ai suoi competitor internazionali ed europei. Sulla base dei dati forniti da ANCE, il 70% circa delle associazioni territoriali possiede una conoscenza di base del BIM, ma solo 4 associazioni su 10 hanno riferito che vi sono sul proprio territorio imprese che adottano il BIM, soprattutto di medie e grandi dimensioni.

In Gran Bretagna il BIM è oggetto di un piano strategico iniziato nel 2011 quando fu previsto per legge, per tutti i progetti pubblici a partire dal 2016, l’utilizzo del livello 2 di BIM (esistono infatti diversi livelli di BIM, corrispondenti a un dettaglio e grado di informatizzazione dei contenuti crescente al crescere numerico del livello). Per lo stesso programma 2011-2016 sono stati investiti 5 milioni di sterline. Oggi il nuovo programma, denominato “Digital Built Britain”, prevede l’implementazione del livello 3 a partire dal 2017, con una previsione di investimento pubblico pari a circa 15 milioni di sterline fino al 2019. Il Governo britannico ha quantificato che nel biennio 2013/2014, grazie alla sola fissazione del livello 2, sono stati risparmiati complessivamente 800 milioni di sterline nei costi di costruzione negli appalti pubblici grazie al BIM, a fronte di un mercato pubblico di circa 20 miliardi di sterline (e complessivo pari a 120 miliardi di sterline) nel 2013.

In Germania nel marzo scorso 2016 è stata pubblicata la “Roadmap per la progettazione e costruzione digitalizzata”, in cui il BIM è stato riconosciuto un driver di sviluppo del settore ad elevato potenziale. La roadmap stabilisce un percorso graduale di introduzione del “primo livello” BIM nel comparto infrastrutturale (una sorta di fase preparatoria con un numero sempre crescente nel tempo di progetti in BIM), prevedendo che a partire dal 2021 l’applicazione del medesimo livello diventi obbligatoria per tutti i progetti di infrastrutture.
La Francia ha stanziato 20 milioni di euro per il piano di transizione digitale per il settore delle costruzioni, mentre i Paesi nordici (Norvegia, Finlandia, Danimarca) hanno attuato programmi sul BIM varati già nel 2007/2009.
In controtendenza rispetto agli altri Paesi europei, l’Italia ha finora visto come principale input allo sviluppo e alla diffusione del BIM il settore privato, ovvero la collaborazione tra i vari stakeholder della filiera delle costruzioni compreso l’ambito della normazione volontaria. L’ANCE si è fatta promotrice assieme ad alcune associazioni di produttori di materiali, all’università e al CNR del progetto di ricerca InnovAnce, tra i vincitori del Bando Industria 2015 sull’efficienza energetica. Si tratta di una piattaforma collaborativa di gestione delle informazioni di filiera, il prototipo è stato realizzato e per la sua messa on line serve ancora uno sforzo in termini di tempo e di costi per il suo passaggio da prototipo a prodotto finito di cui potranno beneficiare sia il settore pubblico che quello privato.

iii. Farmaceutico e biomedico 4.0

Farmindustria, intervenuta in audizione, ha sottolineato che l’industria farmaceutica rappresenta uno dei settori più avanzati nei processi di digitalizzazione e nell’utilizzo dei nuovi modelli di business connessi a Industria 4.0. L’industria farmaceutica italiana è il secondo produttore di farmaci nel contesto dei Paesi UE e aspira a diventare il primo: 63.500 addetti (90% laureati e diplomati) e altri 65.000 nell’indotto; 6.000 addetti in ricerca e sviluppo; 30,1 miliardi di euro di produzione; 73% dei quali destinati all’export; 2,5 miliardi di euro di investimenti, dei quali 1,3 in ricerca e sviluppo (il 13% è l’incidenza della ricerca farmaceutica sul totale della ricerca e dello sviluppo industriale) e 1,2 in produzione. La produzione industriale nel 2015 vede le aziende farmaceutiche in crescita di un + 5%. L’occupazione cresce di +1% (nel 2014-2015 circa 6.000 nuovi ingressi e di questi circa 2.500 giovani). Nel 2015 la produzione farmaceutica in Italia è stata pari a 30,1 miliardi.

Le biotecnologie e le nanotecnologie applicate in questo settore ne rappresentano l’ulteriore sviluppo. Il primo farmaco a base di cellule staminali approvato nel mondo è italiano. La prima terapia genica è nata da partnership pubblico-privato in Italia e il settore è all’avanguardia anche nella ricerca e produzione di vaccini e sugli emoderivati. La farmaceutica è un settore capital intensive in cui ricerca ed innovazione ne rappresentano gli elementi caratterizzanti. La via italiana verso la quarta rivoluzione industriale per la farmaceutica è quella di aumentare la connessione tra le macchine, gli oggetti, le informazioni, le applicazioni in cloud e le persone. Contaminare le aziende con le nuove tecnologie ed i nuovi servizi digitali. Coniugare prodotti e servizi sempre più interconnessi ed integrati tra loro. Si registra un aumento del 15 per cento degli investimenti privati in ricerca ma anche una modalità di approccio alla ricerca che vede crescere le sinergie con le start up innovative.
Le aziende farmaceutiche, in particolare, sono all’avanguardia nell’utilizzo di tecnologia robotica e stanno implementando investimenti per l’uso di robot intelligenti, capaci di interagire in tempo reale con l’uomo, da utilizzare nella parte dei processi organizzativi di miglioramento nella gestione del magazzino. L’implementazione dell’automazione consentirà complessivamente una migliore razionalizzazione dei costi dell’energia e ottimizzerà l’uso delle materie prime, così come una riduzione dei fermi macchina ed un miglioramento sostanziale delle modalità di etichettature. Si stanno progettando, inoltre, piani di investimento per processi di digitalizzazione interna legati alle sezioni ordini, marketing, rapporti con la filiera. Le riorganizzazioni degli stabilimenti produttivi delle imprese farmaceutiche comporteranno l’utilizzo di Internet of Things e di big data. La possibilità di migliorare il livello dell’intero processo produttivo attraverso le tecniche dell’additive manufacturing (come ad esempio la stampante 3D in alcune sezioni dei processi. Industria 4.0 consentirà il miglioramento dei sistemi informatici per tracciare la produzione dei prodotti, l’utilizzo di tecnologie di protipizzazione virtuale consentirà di diminuire il numero dei prototipi e di prove durante lo sviluppo dei nuovi prodotti con una notevole riduzione dei costi e del time to market, crescerà la possibilità di scambiare informazioni in tempo reale tra clienti, fabbrica e fornitori.

L’Università di Pavia, intervenuta in audizione, ha illustrato le applicazioni dell’additive manufacturing al settore chimico-farmaceutico (sistemi biocompatibili e a rilascio di farmaci) e medicale (modelli e protesi ottimizzate per il paziente). Uno dei temi di maggior successo sviluppati attraverso il Piano strategico di Ateneo riguarda la stampa 3D come strumento a supporto della chirurgia complessa, in particolare tumorale. Il progetto nasce dall’integrazione delle competenze del gruppo di Meccanica Computazionale e Materiali Avanzati e la Struttura complessa di Chirurgia Generale II dell’IRCCS Policlinico San Matteo. Tumore del pancreas, del rene, della milza, aneurisma e dissecazione aortica: sono solo alcuni esempi di patologie in cui la stampa 3D può avere un impatto concreto a supporto del chirurgo durante la fase di pianificazione dell’intervento. Il Policlinico San Matteo di Pavia utilizza ormai abitualmente modelli anatomici stampati in 3D, ricostruiti a partire da immagini TAC del paziente: ad oggi il 50% della chirurgia pancreatica e il 100% della chirurgia splenica e renale eseguita in quel reparto sfrutta il supporto di modelli stampati in 3D. Particolarmente interessanti – a livello di implicazioni etiche – sono le applicazioni 3D in ambito medicale e il cosiddetto ‘bio-printing’. Ognuno di noi è una macchina biologica unica, così che il nostro corpo richiede soluzioni personalizzate, non standardizzate: le life sciences sono uno degli ambiti più promettenti per il 3D Printing.

da archivio

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