Cos’è l’ Industria 4.0

Le rivoluzioni nel campo dell’industria sono avvenimenti che si verificano ogni giorno. Per la maggior parte degli studiosi però, ce ne sarebbero solo 3 di importanti. La prima è databile nel 1700 grazie all’introduzione sul commercio del motore a vapore. La seconda rivoluzione è avvenuta nel ventesimo secolo con lo sfruttamento intensificato dell’energia elettrica e dell’aumento della produzione della stessa. La seconda e, per ora, ultima rivoluzione industriale avviene dopo la seconda Guerra Mondiale, con l’avvento dei personal computer.

Potrebbe sembrare troppo presto per annunciare che la quarta rivoluzione industriale, stimolata dall’interconnessione della tecnologia digitale, sia cominciata. Ma è proprio quello che è successo con Henning Kagermann, il capo della National Academy di Scienza e Ingegneria in Germania, quando nel 2011 ha usato il termine Industry 4.0 per descrivere un’ iniziativa industriale sponsorizzata dal governo.

Guardando il rapido ritmo di digitalizzazione che sta avvenendo ai giorni nostri, è facile dedurre che il termine Industry 4.0 non è affatto fuori luogo. Si tratta di un cambiamento radicale che sta interessando già molte aziende e che piano piano si sta diffondendo tra quelle ancora rimaste fuori.

Il termine Industry 4.0 si riferisce alla combinazione di diversi importanti innovazioni nella tecnologia digitale che stanno maturando proprio oggi, in grado di trasformare i settori energetico e manifatturiero. Queste tecnologie includono robotica avanzata e intelligenza artificiale, sensori sofisticati, cloud computing, acquisizione dati e analisi, fabbricazione digitale (inclusa la stampa 3D), software-as-a-service (software = servizio) ed altri nuovi modelli di marketing, smartphone ed altri dispositivi mobili, algoritmi in grado di pilotare veicoli a motore (inclusi gli strumenti di navigazione, servizi di consegna, veicoli autonomi) e l’inclusione di tutti questi elementi in un’interoperabile catena dal valore globale, condivisa da molte aziende in tutto il mondo.

Queste tecnologie sono spesso pensate separatamente. Ma quando operano insieme, riescono ad integrare tra loro il mondo fisico (reale) e virtuale. Questa unione permette di potenziare ed organizzare ulteriormente le operazioni globali portando la velocità e la funzionalità del software, all’interno dei macchinari di produzione su larga scala.

Secondo il modello Industry 4.0, la progettazione e sviluppo dei prodotti avviene in ambienti simulati, utilizzando software di sviluppo: il prodotto finale diventa “tangibile” solo quando la maggior parte dei problemi di progettazione e fabbricazione sono stati risolti.

Questa tecnologia è ancora alle prime fasi dello sviluppo, ma sta già trasformando le produzioni in positivo: le aziende che hanno abbracciato il modello Industry 4.0 sono oggi in grado di tenere traccia di ogni componente realizzato, dalla materia prima alla consegna verso i distributori, con la possibilità di rilasciare aggiornamenti e migliorie anche quando il prodotto è già uscito di fabbrica (un po’ come avviene con gli aggiornamenti software). Queste aziende stanno imparando anche a realizzare prodotti di massa personalizzati: con la diminuzione dei costi è possibile creare prodotti in lotti completamente personalizzati in base alle richieste del committente.

Mentre questo campi si sviluppo, in trend di richiesta accelera, come l’invenzione di nuovi prodotti e servizi in grado di affrontare le problematiche più diffuse oggi: il cambiamento climatico e l’inquinamento, la richiesta di energia, l’urbanizzazione in aumento e tutti quei problemi che accompagnano la popolazione.

Il movimento Industry 4.0 è partito in Germania e molte delle principali aziende industriali di questo paese hanno introdotto importanti iniziative. Secondo l’ Economist, l’elenco comprende BASF, Bosch, Daimler, Deutsche Telekom, Klöckner & Co., e Trumpf. Il movimento è in rapida crescita anche altrove, in particolare negli Stati Uniti, Giappone, Cina, paesi nordici e nel Regno Unito. Colossi mondiali come Siemens e GE hanno pienamente abbracciato l’approccio all’ Industry 4.0: i CEO di entrambe le società e i dirigenti hanno dichiarato che è ormai una parte fondamentale della loro identità.

Nel 2015, PwC ha intervistato più di 2.000 aziende provenienti da 26 paesi nei settori della produzione industriale, tra cui aerospaziale e della difesa, settore automobilistico, settore chimico, elettronica, ingegneria ed edilizia, prodotti forestali, carta e imballaggi, produzione industriale, metalli, trasporto e logistica. In questo sondaggio, un terzo degli intervistati ha affermato che la loro società aveva già raggiunto livelli avanzati di integrazione e di digitalizzazione, e il 72 % prevede di raggiungere quel punto entro il 2020.

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Questo impulso riflette aspettative di profitti rapidi nei risultati ottenuti. Il risparmio sui costi sono in gran parte il risultato di una maggiore efficienza ed integrazione tecnologica. L’Industr 4.0 sostituisce i vecchi sistemi ridondanti, come quelli per la gestione delle operazioni e la pianificazione delle risorse aziendali, con un unico sistema interoperabile molto meno costoso. Grazie all’esperienza e la familiarità con i sistemi operativi e i computer, avvenuta negli ultimi 20 anni, i dipendenti tendono ad essere più felici ed operativi con l’Industry 4.0: questo riduce i costi per la formazione, il supporto e il turnover del personale, e aumenta la velocità delle operazioni svolte.

I guadagni introdotti, provengono in gran parte dall’offerta di nuove funzionalità digitali e prodotti, o dall’introduzione di raccolta dati e statistiche (analytics) e altri nuovi servizi digitali per i clienti. Inoltre, la disponibilità di dati in tempo reale consente alle aziende di offrire prodotti più personalizzati, che di solito generano margini significativamente più elevati rispetto offerte per il mercato di massa. Le opportunità sono promettenti: circa il 55 % degli intervistati prevede di vedere il loro investimento restituito entro 2 anni, un breve periodo di tempo considerando la quantità di capitale necessario.

Tecnologie interconnesse

Con l’introduzione della vostra azienda nell’Industry 4.0, scoprirete subito che i vantaggi vanno ben oltre offrire e vendere nuove tipologie di prodotti e servizi digitali. La vostra azienda, i vostri dipendenti, l’intero ecosistema di fornitori, partner, clienti, distributori saranno interconnessi tra loro in un digital network connesso con altri network di tutto il mondo.

Tre aspetti della digitalizzazione costituiscono il cuore di un approccio Industry 4.0:

  • La completa digitalizzazione delle attività di una società, integrata verticalmente (per includere tutte le funzioni e l’intera gerarchia) e orizzontalmente (che collega i fornitori, partner e distributori permettendo il trasferimento di dati tra loro in maniera trasparente). Un esempio sono i sistemi di gestione avanzata dell’inventario, che collegano tra loro rivenditori, centri di distribuzione, trasportatori, produttori e fornitori. Ogni sistema riceve in modo trasparente i dati sui livelli di approvvigionamento degli altri, effettua automaticamente gli ordini, programma manutenzioni e aggiornamenti. Tutto ciò permette di evitare le eccedenze o di rimediare alle carenze presenti in una specifica filiera, consentendo inoltre di compensare le improvvise interruzioni (ad esempio causa calamità naturali,…) e di testare nuovi prodotti e servizi in determinate aree geografiche. Un esempio più avanzato è la progettazione di impianti di costruzione flessibili, che utilizzano robot programmabili per eseguire la maggior parte delle operazioni. Questi rappresentano la virtualizzazione del mondo fisico. Nuovi prodotti – e nuove linee di montaggio – possono essere prototipate nel software, prima di essere realizzate. La simulazione di un nuovo prodotto, effettuato via software, permette di testarlo a fondo alla ricerca di bug ed errori, prima di realizzarlo fisicamente. Queste procedure rendono molto più facile e meno costoso lanciare nuovi prodotti sul mercato.
  • La riprogettazione di prodotti e servizi per essere integrati con software progettato su misura, in modo che diventino reattivi e interattivi, monitorando la propria attività e immagazzinando risultati, rendendoli usufruibili con l’attività di altri prodotti. Quando rilevati ed analizzati, i dati generati da questi prodotti e servizi indicano la loro funzionalità e come vengono utilizzati. Ad esempio, l’attrezzatura utilizzata in un impianto di spedizioni o in un cantiere può ora rilevare un guasto meccanico imminente e prevenirlo. La prossima generazione di questi prodotti e servizi sarà in grado di confrontare l’efficienza delle varie macchine e suggerire distribuzioni più efficienti. Un altro esempio è un software di gestione autoveicoli, che si evolve permettendo ad auto, camion e altri veicoli di essere riparati tramite aggiornamenti software scaricati invece di interventi meccanici. Prodotti industriali che tracciano la propria attività possono anche fornire informazioni più dettagliate: come funzionano, dove si verificano ritardi, e come risolvono i problemi. I produttori possono utilizzare questi dati per sviluppare nuovi prodotti e servizi più redditizi.
  • Una più stretta interazione con i clienti, resa possibile da questi nuovi processi, prodotti e servizi. L’Industry 4.0 rende tutto il sistema più reattivo, consentendo ai produttori industriali di raggiungere i clienti finali in modo più diretto e adattare i loro modelli di business di conseguenza. Prodotti diversi come motori per aerei e software sono sempre offerti come servizi, spesso su abbonamento. Uno dei molti esempi è Atlas Copco, un produttore di compressori con sede a Nacka, Svezia, che si allontana dalla vendita diretta delle sue attrezzature, e, invece, realizza introiti solo per l’aria compressa che viene utilizzata. Le macchine installate presso i clienti possono monitorare il flusso di aria compressa e regolare l’uscita in base alle esigenze del cliente.

L’Industry 4.0 permette un modello di business anche nel campo della personalizzazione di massa, dove ogni prodotto è, in effetti, realizzato da un prototipo standard. Attualmente, la fabbricazione digitale viene utilizzata principalmente per la prototipazione. Con lo sviluppo sofisticato e l’integrazione di software con le linee di montaggio, la specificazione delle caratteristiche dei prodotti sarà sempre più la norma. Il produttore di elettrodomestici Haier, ad esempio, in Cina già rende le sue lavatrici e frigoriferi customizzabili. I clienti specificano le caratteristiche che vogliono attraverso il loro PC o smartphone, o nei negozi Haier del paese, e quelle specifiche vengono trasmesse direttamente alla catena di montaggio.

Per far funzionare il modello Industry 4.0 sono necessari grandi cambiamenti nelle pratiche e strutture organizzative. Questi cambiamenti includono nuove forme di architettura IT e gestione dei dati, nuovi approcci per regolamentare il lato fiscale, nuove strutture organizzative, e – soprattutto – una nuova cultura orientata al digitale.

Per capire il motivo per cui l’analisi dei dati è così importante per l’industry 4.0, consideriamo l’ultima grande rivoluzione: l’approccio alla qualità nella produzione che ha avuto inizio nel settore auto giapponese e si è diffusa in tutto il mondo. Esercizi come i “cinque perché” e le analisi statistiche hanno insegnato ad ingegneri di produzione – e addetti sulla linea di montaggio – a monitorare la variazione nei loro sforzi, cercare opportunità di miglioramento, e adeguarsi meglio al flusso di lavoro. Ciò ha determinato livelli senza precedenti di qualità e affidabilità. L’Industry 4.0 porta la stessa consapevolezza nelle macchine stesse. Le macchine possono essere programmate, per esempio, per rilevare quando stanno sprecando materiale, stanno lavorando in maniera non efficente, o qualsiasi altro problema si sta verificando. Possono inviare tali informazioni all’attenzione dei leader aziendali, nello stesso modo in cui un navigatore GPS può trasmettere informazioni sulla congestione del traffico per aiutare il guidatore a optare per un nuovo percorso.

In una ricerca svolta, nell’Industry 4.0 la difficoltà più ricorrente nella costruzione di un modello analitico è stata la mancanza di persone con l’esperienza necessaria per condurre analisi. Altre preoccupazioni importanti sono: scarsa qualità dei dati, la mancanza di accesso ai dati corretti, mancanza di supporto di livello superiore. Fare analisi è difficile. I processi dell’Industry 4.0 forniscono una montagna di dati utili, ma se non si ha la capacità di dare un senso a questi dati e sfruttarli per aumentare l’efficenza, sviluppare nuovi servizi e prodotti in base alle informazioni raccolte, tutto questo sforzo è vano.

I dati raccolti posso dare una visione d’insieme in grado di aiutare a ripensare la struttura operazionale. Per esempio i dati giornalieri o stagionali dell’utilizzo dei macchinari di un cliente possono suggerire nuove e più efficenti programmi di produzione. I dati di produzione possono evidenziare possibilità di diminuire tempi di inattività o velocizzare i processi. I dati raccolti possono anche aiutare a raggiungere obiettivi che prima si ipotizzavano impossibili. Ad esempio molte aziende mirano a migliorare il proprio impatto ambientale: grazie all’analisi dei dati è possibile identificare i materiali di scarto e suggerire un metodo di recupero, ad esempio come materia prima all’interno di altri processi produttivi. L’analisi permette anche di individuare nuove opportunità di mercato, che prima non erano facilmente messe in evidenza.

Le sfide dell’Industry 4.0

Ci sono, naturalmente, molte sfide associate all’Industry 4.0. E’ necessaria una forma di apertura verso nuovi sistemi di gestione dei dati e a nuove collaborazioni, che molte aziende fanno fatica a focalizzare ed attuare. Si tratta di nuove e sconosciute forme di organizzazione di produzione che hanno bisogno di un investimento immediato per poter esser sviluppate: mentre il risultato è tangibile solo dopo un certo lasso di tempo. Le aziende che si frenano nell’attesa di vedere i risultati prima di qualsiasi investimento, rimarranno indietro rispetto alla concorrenza. Come Klaus Schwab (fondatore del World Economic Forum) ha scrittonel suo recente libro The Fourth Industrial Revolution (World Economic Forum, 2016): “Contrariamente alle precedenti rivoluzioni industriali, questa si sta evolvendo in maniera esponenziale piuttosto che a ritmo lineare.Non sta solo cambiando il ‘cosa’ e il ‘come’ di fare le cose, ma anche il chi’ siamo.

Un piccolo gruppo di aziende – 71 dei rispondenti al nostro sondaggio, che rappresentano solo il 4 % del totale – hanno scelto di intraprendere questa strada. Questi “pionieri dicono di aver investito il 6 % o più dei loro ricavi dal 2013 nell’Industry 4,0 e di aver riconosciuto elevati livelli di digitalizzazione e di competitivi vantaggi. Queste aziende sembrano aver trovato un rapido ritorno in termini di efficienza, riduzione dei costi e opportunità per l’innovazione.

Alcuni dei vantaggi di cui godono i primi promotori, ha a che fare con il circolo virtuoso che prenderà il via quando si muoveranno più velocemente rispetto ai concorrenti che arriveranno dopo. Se le prime aziende riescono a reinvestire i guadagni portati dalla riduzione dei costi e dalle entrate, nella loro strategia di Industry 4.0, riusciranno ad aumentare il vantaggio di innovazione rispetto ai concorrenti sempre di più. Di conseguenza, gli investimenti necessari alle aziende ritardatarie per rimanere al passo, sarà più oneroso.

Un fattore ancora più interessante è la realizzazione di “piattaforme” tecnologiche nella quale fornitori e clienti possono interagire tra loro senza necessaria continuità: il maggior successo dei primi promotori dell’industria del software e Internet sono Amazon, Apple, eBay, Facebook, Google, Microsoft  i quali hanno instaurato basi solide con le loro piattaforme potenti e distintive sul mercato. Apple e Google, per esempio, raccolgono il 30 per cento delle entrate per le applicazioni vendute nei loro app store.

I primi promotori per l’industry 4.0 cercheranno un vantaggio analogo. GE e Siemens si stanno già muovendo per consolidare la loro posizione di fornitori di piattaforme. Ognuno di loro ha sviluppato un sistema basato su cloud per il collegamento di macchine, dispositivi e sistemi (come i sistemi di Enterprise Resource Planning) da una varietà di aziende – facilitare le transazioni, operazioni e logistica senza soluzione di continuità tra di loro, e la raccolta e l’analisi dei dati per l’utilizzo da parte di tutti.

Anche le aziende più piccole possono immettersi nel mercato attraverso il concetto di piattaforma. Alcuni produttori di pannelli solari, per esempio, hanno costruito modelli di business innovativi: invece di vendere direttamente i pannelli ai loro clienti, vendono l’energia elettrica che i pannelli generano. Il produttore installa i pannelli (finanziando i pesanti costi) effettuando manutenzione e aggiornamenti a un prezzo interessante. In cambio, il cliente firma un contratto di 20 o 30 anni. Il fornitore manterrà i pannelli puliti, controllerà i sensori di rilevamento guasti degli impianti e aggiornerà i pannelli fotovoltaici quando le tecnologie si evolveranno.

I punti fondamentali

Le innovazioni digitali sono fondamentali per entrare nell’ottica dell’Industry 4.0: il loro sviluppo richiede tempo e impegno costante. Questi 6 punti sono stati fondamentali per le aziende di successo che abbiamo visto:

  1. Delineare una strategia Industry 4.0 in anticipo rispetto la concorrenza
  2. Iniziare con progetti pilota
  3. Definire le funzionalità necessarie
  4. Capacità di raccogliere e decifrare i dati raccolti
  5. Trasformare l’azienda in digitale
  6. Creare un ecosistema interconnesso

Per concludere, l’Industry 4.0 porta innumerevoli vantaggi alle aziende che ne sfruttano a pieno le caratteristiche e permettono di superare i loro confini aziendali interni, oltre a permettere un’espansione del business verso nuovi mercati nazionali ed internazionali.

Fonte: strategy-business.com

 

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