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Industria 4.0: Cos'è, come fare ed esempi concreti di smart manufacturing

Grazie alla digitalizzazione del settore manifatturiero si sta rinnovando profondamente la catena del valore, sta cambiando il modo di lavorare ma sta cambiando anche la natura delle organizzazioni grazie anche a un forte impegno da parte del Governo. Per le imprese sfruttare gli incentivi diventa un'occasione strategica per innovare

Che cos’è industria 4.0?

Che cosa vuol dire industria 4.0? L’Industria 4.0 indica quel processo di digitalizzazione del settore manifatturiero che, rinnovando la catena del valore, cambia il modo di lavorare ma anche la natura delle organizzazioni. Il livello di innovazione è tale per cui oggi il sinonimo di Industria 4.0 è smart manufacturing, dove il suffisso “smart” diventa il denominatore comune di una gestione integrata delle informazioni, associata all’uso della tecnologia digitale.

Dai robot a industria 4.0 avanzata

Dai robot auto-apprendenti all’adozione pervasiva di una sensoristica avanzata (atta a potenziare la capacità di monitoraggio e di controllo lungo tutta la filiera), unitamente a una potenza elaborativa e a connessioni sempre più affidabili e sicure; dall’utilizzo di stampanti 3D a una programmazione di ultima generazione che introduce modalità di simulazione e applicazioni inedite di realtà aumentata, il digitale favorisce l’integrazione e la cooperazione aziendale e interaziendale, elevando all’ennesima potenza la qualità dei flussi informativi e il time to market del business. Lo smart manufacturing e la smart supply chain, infatti, sono declinazioni di quel paradigma Internet of Things che sta portando più efficacia e più intelligenza in molteplici settori e ambiti aziendali.

Come ottimizzare i processi con industry 4.0

Ottimizzare i processi portando efficienza e maggiore visibilità in ogni anello della supply chain garantisce una comunicazione multidirezionale nell’ambito di tutti i processi produttivi. I dati, messi a sistema e registrati senza soluzione di continuità, dal fornitore al consumatore, offrono alle aziende una nuova capacità di analisi di tipo predittivo, che assicura un’ampia base informativa per migliorare i prodotti e i servizi, supportando al meglio le decisioni. Non c’è Industry 4.0 senza Big Data Management e una Business Intelligence supportata da Analytics sempre più personalizzate a misura di azienda. Ma quel suffisso 4.0 significa anche un’innovazione rispetto alle modalità di fruizione delle risorse tecnologiche che, grazie alle varie formule del Cloud, cambia approcci e strategie di sviluppo. Attraverso modalità as a Service e pay per use, infatti, le imprese possono scegliere la migliore innovazione tecnologica rispettando i sempre più stringenti vincoli di budget, trasformando gli investimenti iniziali (Capex) in costi ricorrenti (Opex).

Esempi di industria 4.0 in Italia 

Dalla macchina a vapore all’automazione, dall’information technology a quella digital transformation che ha sancito il passaggio alla cosiddetta quarta rivoluzione industriale, molte cose sono cambiate per le imprese. Secondo gli Osservatori Digital Innovation del Politecnico di Milano, l’Industria 4.0 italiana oggi vale 1,2 miliardi di euro. In particolare, il mercato dello Smart Manufacturing nel 2015 ha movimentato quasi il 10% del totale degli investimenti complessivi dell’industria e per il 2016 gli analisti hanno stimato una crescita del 20%. In Italia sono state censite oltre 600 applicazioni: i ricercatori sottolineano che la crescita annua sia pari a un +30% in cui hanno fatto da protagoniste tecnologie di Industrial IoT e Industrial Analytics. Una crescita, però, non sempre consapevole: infatti, analizzando il livello di maturità con cui l’industria italiana sta affrontando la digital transformation aziendale, emerge come meno di 4 aziende su 10 (38%) non abbia ancora chiari i temi dell’Industry 4.0. Molti dei progetti, infatti, sono in fase pilota e coinvolgono soprattutto le grandi imprese: le PMI sono quasi assenti. Uno dei motivi legati a questo gap culturale è attribuito dagli esperti alla mancanza di competenze digitali: più di 6 aziende su 10 (62%), infatti, hanno diverse lacune da colmare.  A cambiare le cose e ad accelerare i tempi di una conversione al digitale del Sistema Paese è il Governo che, con il piano Calenda, ha offerto alcune linee guida ma, soprattutto, una serie di incentivi che favoriranno l’Industry 4.0 italiana.

Chi fa Industria 4.0 oggi (e in che modo)

«L’intelligenza tecnologica non è più legata soltanto alle macchine e alle persone – ha spiegato Enrico Tantussi, Country Manager di Econocom Italia  -, ma è diventata ubiqua e pervasiva: sono diventati intelligenti e tecnologici gli edifici ma anche i mezzi di trasporto, i prodotti e i loro imballi. Con l’Industria 4.0 l’ecosistema tecnologico si allarga, incrementando i livelli di monitoraggio e di controllo che ci aiutano a gestire una pluralità di risorse all’insegna di una sostenibilità più virtuosa e di una sicurezza che migliora la qualità della vita. Il digitale ci sta insegnando a condividere e a collaborare attraverso una nuova capacità di fare di più e di fare meglio, aiutandoci a ridurre i costi operativi e a lavorare nel rispetto delle normative».

Esempi di industria 4.0 – caso Servair

È il caso di Servair, player internazionale per servizi aerei che per automatizzare la ricezione merci e automezzi ha sposato un modello di Industria 4.0 grazie a Econocom che, in qualità di provider tecnologico, ha predisposto un sistema che, coniugando piattaforme Cloud, paradigmi SaaS e un approccio fortemente mobile, ha permesso di razionalizzare l’operatività e incrementare la sicurezza aeroportuale, non solo ottimizzando i consumi e i costi, ma anche riducendo il numero di veicoli circolanti e il carbon footprint.

Esempi di industria 4.0 – caso Aldes

Un altro caso di eccellenza dell’Industria 4.0 è Aldes, azienda specializzata in sistemi di condizionamento e qualità dell’aria. Grazie a Econocom, Aldes ha integrato una nuova intelligenza di sistema che, rendendo connessi e comunicanti i dispositivi con il sistema centrale e con i dispositivi dei clienti finali, consente di gestire in tempo reale le informazioni, garantendo un accesso in real time dei dati raccolti, che sfruttando il paradigma del Cloud, evita di appesantire i sistemi, terziarizzando la complessità. Il tutto introducendo una migliore tracciabilità dei dati che permette di garantire il presidio e la qualità dei processi.

Strategie smart manufacturing: sono disruptive

«Che si parli di Industria 4.0 o di smart manufacturing – ha concluso Tantussi – è importante che le aziende capiscano quante opportunità ci sono nel progettare, costruire e mettere in produzione tecnologie integrate e capaci di rispondere in modo scalabile e flessibile alle esigenze del business senza appesantire eccessivamente il dipartimento IT. In questo percorso di innovazione il ruolo dei partner tecnologici è fondamentale. Il gruppo Econocom, che comprende anche i suoi satelliti (Bizmatica e Asystel), grazie alle sue competenze di ingegneria tecnologica e finanziaria, rappresenta un po’ l’alter ego dell’Industria 4.0, la forza trainante che accelera il progresso portato dalle tecnologie digitali, liberando le aziende dall’obbligo di doversi accollare onerosi investimenti iniziali e di gestire una complessità che non fa parte del core business».

Come implementare Industria 4.0: i modelli flessibili

Una delle chiavi di successo dell’Industria 4.0 e dello smart manufacturing, infatti, è proprio la possibilità di scegliere modelli di implementazione flessibili per innovazioni estremamente disruptive. Abbandonare il concetto di proprietà della tecnologia, puntando a ottenere la migliore qualità dei servizi che la tecnologia deve garantire, è parte integrante di una visione strategica di lungo periodo dell’innovazione che permette di ottenere differenziali competitivi importanti.

La prospettiva Industria 4.0

Nel mondo industriale la diffusione dell’IoT e dell’Industrial IoT permette di riorganizzare e rivedere radicalmente la produzione in forma integrata con la progettazione, l’organizzazione del lavoro, il controllo di prodotto, il marekting e le vendite, la relazione con i clienti e la successiva manutenzione. Tutti queste componenti possono essere gestite in Real Time facendo leva sull’intelligenza ambientale (ad esempio quella della building automation e del Facility Management) connessa con l’intelligenza che anima i prodotti stessi. Con L’Industria 4.0 cambia completamente la pianificazione del ciclo di vita e il modo in cui l’azienda gestisce i prodotti, li segue e li controlla anche quando i processi di produzione si svolgono su più imprese diverse, in contesti diversi, con partner diversi in zone geografiche diverse.

L’Industria 4.0 e la Smart Manufacturing ha le proprie basi nella connessione e nella integrazione e permette di avere una visione di insieme di tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto, anche quando esce dall’azienda di produzione ed entra nel circuito della distribuzione per entrare nelle case o nelle fabbriche dei clienti.

L’Industry 4.0 nelle imprese deve prevedere tre grandi assi di sviluppo tecnologico e organizzativo:

  1. Lo sviluppo che porta a una integrazione di tipo verticale
  2. Una forma di organizzazione baata sull’integrazione orizzontale
  3. La capacità di gestire l’intero ciclo di vita di tutto cià cioà attiene alla produzione vale a dire ai prodotti stessi, agli strumenti di produzione intelligenti e agli stessi ambienti (impianti) in cui avviene la produzione. A loro volta da considerare come componenti intelligenti della produzione.

Industria 4.0: Integrazione verticale

Con l’integrazione verticale permette la gestione di tutti i servizi digitali di factory. I non sono più passivi ma diventano oggetti “intelligenti” e attivi e partecipano al processo di produzione, trasferendo informazioni e mantenendo un legame informativo con la produzione anche dopo che sono usciti dal ciclo produttivo per entrare nel mondo dei clienti. 

Industria 4.0 Integrazione orizzontale; il collaborative manufacturing

Con l’integrazione orizzontale la catena del valore che viene ridefinita da reti di collaborative manufacturing che si estendono sul territorio per connettere e integrare le  informazioni e i processi di diverse aziende in diversi contesti. In Germania il Piano Industrie 4.0 tedesco ha voluto incoraggiare e favorire proprio questa forma di integrazione per valorizzare le capacità produttive delle imprese in ogni contesto e in ogni fase del mercato.

Le aziende manifatturiere possono aumentare l’efficienza, possono ridurre i costi, e possono creare nuove forme di collaborazione tra produttori, fornitori e clienti e, all’interno delle imprese stesse, possono attivare il dialogo tra macchinari, sistemi, attrezzature e mettere in connessione interi stabilimenti anche distanti fisicamente e logicamente tra loro. Per il collaborative manufacturing sarà necessario passare da una organizzazione a silos, monolitica e verticale, a una visione integrata e aperta basata sulla collaborazione tra persone e tra sistemi intelligenti.

Research report: nell’Industria 4.0 vincono gli attaccanti 4.0

Il profilo comportamentale delle imprese italiane nei confronti del paradigma 4.0 è decisamente variegato. Ci sono imprese che si comportano come “Belle addormentate” pericolosamente indecise, ci sono i Teorici che pensano solo alla strategia, ci sono i Praticoni che “fanno” magari senza un piano preciso e ci sono le aziende in cammino che lavorano per trasformare idee e strategie in progetti concreti, e ci sono infine gli Attaccanti 4.0, le imprese che puntano tutto sull’innovazione e che sanno unire la capacità di lettura del fenomeno Industria 4.0 con la sua implementazione.

Il fenomeno Industria 4.0 e il comportamento delle imprese è al centro di una ricerca che di segnaliamo e che potete leggere qui Gli Attaccanti 4.0 dell’Industry 4.0 in Italia

I4.0: IT, OT, Vision ed Execution

La ricerca ha analizzato la capacità di Execution, a livello di OT e di IT, e la capacità di Visione e di disegno strategico delle imprese italiane verso l’Industria 4.0. Dai risultati sono emersi 5 grandi cluster di imprese con diverse tipologie di approccio e di maturità verso l’Industria 4.0.

  1. Attaccanti 4.0
  2. Belle addormentate
  3. Teorici
  4. Praticoni, in versione 3.0 e in chiave 4.0
  5. Imprese In cammino

Il 20% delle imprese intervistate appartiene alla categoria degli Attaccanti 4.0 che esprimono al meglio le potenzialità del fenomeno Industria 4.0 e dimostrano di coniugare in modo equilibrato visione e capacità esecutiva. Il 21% sembra non saper reagire a queste opportunità e sembrano avvolte in un “sonno” da Belle addormentate, bloccate tanto dalla mancanza di visione quanto dalla scarsa capacità di azione.

La ricerca ha poi identificato negli atteggiamenti verso l’Industria 4.0 i Teorici (29% del campione) costituiti da coloro che hanno sviluppato una buona visione dei percorsi che conducono all’Industria 4.0, ma che esitano a passare all’azione; i Praticoni (un 15% complessivo tra chi è attivo sul 3.0 e chi già lavora sul 4.0) che sono preoccupati di passare all’azione e alla sperimentazione e le imprese In cammino, che dopo essersi interrogate sulla visione Industria 4.0 stanno completando il percorso verso l’Industria 4.0.

Lo Smart Manufacturing inizia dall’Industria 3.0 e arriva all’Industria 4.0

La capacità progettuale per l’Industria 4.0 si misura nel livello di adozione delle tecnologie 3.0 sia nell’IT sia nell’OT. In particolare all’OT 3.0 fanno riferimento tutte le soluzioni digitali più “tradizionali” per la gestione della produzione e della logistica, come il Computer aided design/Computer aided manufacturing (CAD/CAM) e tutti gli strumenti di analisi ingegneristica, come il Computational fluid dynamics (CFD) e il Finite elements method (FEM). Sempre in questo ambito si considerano poi i sistemi di Product data management (PDM) destinati alla gestione e alla condivisione dei dati tecnici e i sistemi di Product lifecycle management (PLM).

Sul lato IT il percorso verso l’Industria 4.0 necessita di contare su una solida diffusione dell’IT di tipo gestionale più “tradizionale”, come ad esempio nell’ERP, nel CRM, nelle applicazioni per la dematerializzazione dei documenti, così come pure nelle soluzioni per l’Information security, la compliance e il risk management.

La ricerca mette in evidenza che sul versante OT, i “fondamenti” delle soluzioni tradizionali, sono ampiamente adottate nelle imprese mentre le soluzioni 3.0 più avanzate, ovvero quelle più vicine alla lettura tipica dell’Industria 4.0, fanno fatica ad entrare in azienda. 

Un pensiero comune tra IT e OT nell’I4.0 in azienda

Oltre i due terzi dei manager intervistati condividono l’importanza assoluta del cambiamento culturale e la necessità di portare anche nelle imprese manifatturiere l’approccio che caratterizza le Internet company. E’ pure molto diffusa l’attenzione al grande tema della centralità dei dati, sia a livello gestionale sia nell’ambito delle operations. L’altro importante elemento di riflessione nell’analisi dei dati raccolti è da individuare nella necessità di stimolare e sostenere una visione dell’Industria 4.0 che non sia limitata solo alla fabbrica e alla “manifattura”, ma che sappia vedere nell’integrazione tra tutte le componenti dell’impresa uno degli elementi fondamentali per vincere le grandi sfide del passaggio “dal prodotto al servizio” o dell’implementazione di architetture di tipo “Manufacturing as a Service“.

Budget 4.0 per Industria 4.0

La lettura dell’Industria 4.0 in chiave di opportunità per le imprese è confermata anche dall’atteggiamento delle imprese nei confronti di una tematica solitamente delicata come quella del budget. Dalla ricerca effettuata emerge che a differenza di quanto si potrebbe pensare il budget non è infatti percepito come un ostacolo allo sviluppo delle progettualità I4.0.
Nelle imprese prevale il senso di concretezza e nel momento in cui arrivano i risultati le risorse per gli investimenti non sono un problema. L’atteggiamento pragmatico lo si legge nei numeri della ricerca: nel 31% dei casi le aziende dichiarano che il budget c’è e può crescere a fronte del raggiungimento degli obiettivi. Ma la conferma di questo atteggiamento arriva anche dalla lettura del dato relativo alla “categoria” degli scettici, ovvero coloro che non prevedono nessuna crescita del budget e che la ricerca limita a una quota davvero marginale pari al 2%.
Infine nella lettura dello specifico atteggiamento verso il Piano Nazionale Industria 4.0, l’11% del campione è convinto che porterà un incremento degli investimenti, con una “fiducia” che si avvicina al 50% del campione considerando anche la quota di imprese (35%) convinte pragmaticamente che se arrivano risultati dai progetti in corso, il Piano Calenda rappresenterà una leva per attuare e attivare nuovi investimenti.

Nasce una nuova visione da Industria 4.0 a Impresa 4.0

L’awareness creata sul fenomeno ha fatto sentire i suoi effetti e quasi la metà del campione interpellato (46%) ha deciso di attuare progetti I4.0. Il 48 per cento di coloro che hanno progetti in corso, dichiara di aver dato il via alle iniziative nel corso di questo 2017. Ma c’è una preoccupante mancanza di senso di urgenza che caratterizza le aziende che ancora non hanno iniziato progetti I4.0, convinte che vi sia ancora tempo per valutare questa prospettiva. E’ un atteggiamento culturale opposto a quello delle aziende che sono invece partite e che sembrano condividere la convinzione che l’Industria 4.0 è un fattore di cambiamento aziendale che si affianca e si integra con altri progetti di trasformazione digitale o di innovazione e che dovrebbe portare al passaggio da Industria 4.0 a Impresa 4.0.

Industria 4.0 e Big Data per la Service Transformation

Uno dei fattori chiave del fenomeno Industria 4.0 che è anche alla base dei processi che portano all’Impresa 4.0 è rappresentato dalla Service Transformation. La virtualizzazione e la rappresentazione dei prodotti in dati permette alle aziende più innovative di sviluppare modelli di business non più basati sulla vendita di prodotti ma sulla vendita di servizi.

Nell’attuale scenario di business cresce il numero di imprese che cambiano la value proposition attraverso la migrazione da prodotto a servizio (Product-Service Systems). Un processo definito anche come “servitizzazione” e che ha l’obiettivo di sviluppare nuove forme di vendita e costruire un vantaggio competitivo basato sui servizi. Siamo in una Digital Transformation che diventa Service Transformation basata sullo sviluppo di una strategia dove le imprese estendono la propria offerta di prodotto attraverso l’erogazione di servizi avanzati, che possono sostituire la vendita dei prodotti stessi o che sono a supporto del prodotto o che partendo dal prodotto vanno a supporto dei clienti e dei loro processi. Siamo nella trasformazione dei servizi da opportunità a reale fonte di business, che prevede l’estensione del business dei servizi come una delle leve principali per garantire la differenziazione dell’offerta, per sviluppare vantaggi competitivi difficilmente imitabili e nuove fonti di profitto. E siamo in un costesto che appartiene ai Big Data, alla Data Analytics e in definitiva alla Data Driven Economy dove le imprese devono non intervenire sui processi per modificare l’offerta, ma creare un insieme coerente e complesso di modifiche nell’intero modello di business aziendale.

I modelli della Service Transformation nella Data Driven Economy

La Service Transformation prevede di fatto quattro diversi modelli di riferimento

  • Vendita del prodotto al cliente con servizi accessori: in questo caso il cliente paga il prodotto e i servizi, che sono venduti come “accessori” del prodotto stesso. Nella maggior parte dei casi i servizi offerti sono legati ad assistenza, manutenzione o in generale al ripristino delle funzionalità del prodotto;
  • Vendita del prodotto al cliente con servizi strategici: in questo caso il cliente paga sempre il prodotto e paga per disporre di servizi che non sono più solo accessori ma che permettono di agire sul piano dell’ottimizzazione dei processi a livello di pre e di post vendita. I servizi in questo caso superano gli ambiti applicativi del prodotto stesso per guardare e gestire il contesto nel quale il prodotto viene collocato.
  • Non c’è una vendita del prodotto, ma il cliente usufruisce di un servizio basato sull’utilizzo del prodotto. Il modello di business in questo caso è basato sul pagamento di una fee periodica (es. mensile) che comprende l’utilizzo del prodotto e servivi correlati alla sua assistenza e manutenzione.
  • Non c’è una vendita del prodotto, ma il cliente usufruisce di un servizio in modalità Pay per Use. In questo caso il servizio non è basato su un canone, ma sull’effettivo utilizzo (consumo) del prodotto e sul raggiungimento di una serie di parametri di utilizzo sia delle caratteristiche del prodotto sia dei servizi collegati all’assistenza e alla manutenzione del prodotto stesso.

Il ruolo del Cloud nell’Industry 4.0

L’Industria 4.0 è caratterizzata dalla flessibilità della produzione e dall’unione e armonizzazione delle tecnologie chiave per fornire connettività e apertura necessarie a una nuova generazione di Manufacturing. L’orchestrazione della produzione in tempo reale, prende in considerazione la disponibilità di tutte le risorse coinvolte. In questo scenario, il Cloud è un fattore abilitante e fondamentale per completare in tempi rapidi il processo di trasformazione digitale delle imprese grazie alla guida e al supporto di player tecnologici specializzati in particolare nella System Integration.

Ma il rapporto  tra Cloud e Industria 4.0 ha avuto bisogno di tempo per dare i suoi frutti, adesso permette alle aziende di ripensare  tutti i processi di digitalizzazione con maggiore flessibilità sotto tutti gli aspetti, dalla capacità di risposta alle richieste del mercato, al controllo dei costi per arrivare a una vera e completa gestione del ROI.

Il punto focale delle aziende che operano integrando l’Internet of Things è una gestione automatizzata delle informazioni, associata all’uso diffuso delle tecnologie digitali. Una  “intelligenza tecnologica”, non più legata solo ai macchinari, ma ubiqua e pervasiva, resa possibile appunto dal Cloud. Per questo non necessari nuovi livelli di monitoraggio e controllo, che permettono alle aziende di operare più facilmente nel rispetto dei dettami normativi e del controllo qualità, e contemporaneamente si riducono i costi operativi.

Il Cloud diventa così il tessuto connettivo dell’Industria 4.0, permette di costruire una strategia di produzione innovativa, più efficace ed efficiente, sfruttando sensori, intelligenza artificiale e robotica. Il Cloud ( leggi il servizio su come sfruttare il Cloud per l’Industria 4.0 e per l’Impresa 4.0 ) è a tutti gli effetti un vero e proprio acceleratore della digital transformation nelle aziende manifatturiere che permette di avere a disposizione la potenza di calcolo necessaria per individuare e sfruttare al meglio nuove opportunità di business.

Cloud
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23 giugno 2017