I benefici dell’implementazione delle tecnologie sulla supply chain circolare

Un'organizzazione decentralizzata orientata alla sostenibilità per lo sviluppo dell’economia circolare in una fabbrica intelligente si concentra sull'allocazione efficiente di prodotti, materiali, energia e acqua, tenendo conto dei vincoli dinamici del CPS, ad esempio della logistica intelligente, delle smart grid190_{, dell'approvvigionamento autosufficiente del}

cliente191_{. Un tale concetto di efficienza delle risorse nel senso di un Economa Circolare è}

visto come uno dei vantaggi essenziali dell'Industria 4.0.192 _{In un mondo di informazioni}

perfette è possibile produrre in modo ancora più efficiente rispetto all'automazione già abilitata. Diventa possibile utilizzare meno risorse, ottenendo gli stessi risultati di prima e la produzione diventa più flessibile. Di conseguenza sono possibili lotti di produzione più piccoli. Sistemi integrati, sensori, attuatori, dispositivi mobili e impianti di produzione sono in grado di comunicare tra loro via Internet.

189 _{Lichtblau, D. K. et al., (2014), Industry 4.0 Readiness, pp.0–76.}

190 _{Per smart grid si intende l'insieme di una rete di informazione e di una rete di distribuzione elettrica in} modo tale da consentire di gestire la rete elettrica in maniera efficiente per la distribuzione di energia elettrica e per un uso più razionale dell'energia minimizzando eventuali sovraccarichi e variazioni della tensione elettrica.

191 _{Stock, T. & Seliger, G.,(2016) Opportunities of Sustainable Manufacturing in Industry 4.0, Procedia CIRP,} 40, pp.536–541.

192 _{Kagermann, H., Lukas, W.-D. & Wahlster, W., (2011), Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem}

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L'informazione è della massima importanza per garantire che le imprese di tutto il mondo siano in grado di prendere le decisioni giuste, di eliminare gli sprechi e di utilizzare le risorse in modo efficace. L'industria 4.0 e le sue tecnologie possono svolgere un ruolo chiave nel fornire informazioni preziose su temi quali l'uso dell'energia, i beni sottoutilizzati e i flussi di materiali.193

Attraverso l’IoT e i CPS194 _{è possibile osservare i processi in tempo reale. L'interconnessione}

delle macchine, e gli esseri umani e le informazioni onnipresenti permettono di reagire in modo rapido, efficiente e completamente automatizzato ad ogni circostanza durante la produzione. Se tutto diventa tracciabile anche il consumo di risorse diventa sempre più trasparente all'interno di questi processi produttivi avanzati. In questo modo sarà in grado di valutare esattamente la quantità di risorse necessarie per ogni fase di produzione. I processi con un consumo eccessivo di risorse possono essere identificati e ottimizzati o eliminati. Attraverso l'incorporazione di "materiali intelligenti", dotati di tecnologia di sensori e attuatori, queste risorse possono essere osservate non solo durante il processo di produzione, ma anche durante l'intero ciclo di vita del prodotto in cui sono incorporate. L'osservazione dello stato e dell'ubicazione di materiali preziosi (ad esempio metalli rari utilizzati nelle parti elettroniche) mediante l'uso della tecnologia RFID195 _{ridurrà i rifiuti e}

aumenterà il riutilizzo di queste risorse scarse.196

193 _{Ellen MacArthur Foundation, (2016), Intelligent Assets: Unlocking the Circular Economy Potential.} 194 _{IoT (Internet of things): è un neologismo riferito all'estensione di Internet al mondo degli oggetti e dei} luoghi concreti. CPS (cyber-physical system): è un sistema informatico in grado di interagire in modo continuo con il sistema fisico in cui opera

195 _{Acronimo di Radio-frequency identification: in telecomunicazioni ed elettronica, si intende una tecnologia} per l'identificazione e/o memorizzazione automatica di informazioni inerenti ad oggetti basata sulla capacità di memorizzazione di dati da parte di particolari etichette elettroniche (tag) e sulla capacità di queste di rispondere all'interrogazione a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili, chiamati reader

196_{Blunsk E. Werthmann H., (2017), INDUSTRY 4.0 – AN OPPORTUNITY TO REALIZE SUSTAINABLE} MANUFACTURING AND ITS POTENTIAL FOR A CIRCULAR ECONOMY, DIEMDubrovnik International Economic Meeting, Vol. 3 No. 1.

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Attraverso l’implementazione delle tecnologie di industri 4.0 si avranno vantaggi in termini di:

• Utilizzo degli asset: attraverso il retrofitting degli asset le apparecchiature vengono aggiornare con sistemi di sensori e attuatori e in questo modo vengono rese "intelligenti".197 _{Diventa così possibile raccogliere informazioni sulle condizioni e la}

disponibilità delle risorse, lo stato di avanzamento dei processi e la raccolta di dati per monitorare le condizioni di un bene consentirà agli utenti di programmare la manutenzione preventivamente e la sostituzione di componenti difettosi (prima del guasto) e consentirà di ridurre al minimo i tempi di inattività di aumentare la coordinazione delle attività all’interno della supply chain. L'utilizzo delle tecnologie Industry 4.0 consente quindi di estendere la fase di utilizzo degli asset, diminuendo lo spreco di risorse, che è uno degli scopi dell’economia circolare.198

• Produttività del lavoro: All'interno di Industry 4.0 gli esseri umani saranno ancora protagonisti. Tuttavia, il fabbisogno di competenze cambierà e le diverse competenze saranno importanti. I lavori di routine cesseranno di esistere e attraverso un'accelerazione della digitalizzazione nuove funzioni diventeranno più complesse e sorgeranno nuove aree occupazionali.199

• Gestione delle scorte: Le applicazioni Industry 4.0 facilitano sicuramente la gestione delle scorte. Attraverso i dati in tempo reale sui livelli di stock è possibile ridurre i

197 _{Stock, T. & Seliger, G.,(2016) Opportunities of Sustainable Manufacturing in Industry 4.0, Procedia CIRP,} 40, pp.536–541

198 _{Ellen MacArthur Foundation, (2016), Intelligent Assets: Unlocking the Circular Economy Potential.}

199 _{McKinsey Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft e.V., (2016) Hochschul-Bildungsreport 2020:}

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tempi di attesa, i costi di inventario e lo spazio di stoccaggio.200 _{Questo nasconde}

un grande potenziale anche per quanto riguarda le attività economiche sostenibili, perché un inventario eccessivo, come già detto nel capitolo precedente, porta non solo a grandi costi di capitale, ma anche a risorse inutilizzate e in eccesso. Inoltre, attraverso le tecnologie Industry 4.0 si può creare, per esempio, un sistema intelligente, che riordina automaticamente se viene raggiunto il livello minimo di giacenza, evitando scorte in eccesso o assenze di materie e semilavorati, e ciò si riflette in un’ottimizzazione in tempo reale della supply chain201_{. Tali riduzioni dei}

livelli di inventario portano ad una diminuzione del fabbisogno energetico per un corretto stoccaggio delle scorte e ad una riduzione dei rifiuti prodotti dalla trasformazione di materiali vecchi o obsoleti a causa del progresso tecnico. Di conseguenza, utilizzando le applicazioni Industry 4.0 può essere raggiunto l'utilizzo ottimale dei componenti di produzione202

• Miglioramento della qualità: Il miglioramento della qualità dei prodotti e dei processi mediante l'utilizzo di soluzioni di problemi in tempo reale, il controllo avanzato dei processi o la correzione degli errori in tempo reale sono indispensabili per raggiungere una produzione più sostenibile. Attraverso le tecnologie di industria 4.0 diventa possibile progettare sequenze di produzione più efficienti dal punto di vista del consumo delle risorse. Oltre all'ottimizzazione dei processi, una maggiore qualità del prodotto porterà a minori rilavorazioni e minori sprechi

200 _{Song, Z. & Moon, Y., (2016). Assessing Sustainability Benefits of Cybermanufacturing Systems, The} International Journal of Advanced Manufacturing Technology, pp.1–18.

201 _{McKinsey, (2015), Industry 4.0 - How to Navigate Digitization of the Manufacturing Sector, pp.22–29, 35–} 37, 50.

202_{Song, Z. & Moon, Y., (2016). Assessing Sustainability Benefits of Cybermanufacturing Systems, The} International Journal of Advanced Manufacturing Technology, pp.1–18

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durante il processo produttivo. In questo modo si ridurranno anche gli sprechi e i tempi di produzione. Inoltre, prodotti di qualità superiore avranno meno problemi nella circolazione lungo la supply chain203

• Riduzione del time-to-market: Le nuove tecnologie Industry 4.0 consentono processi di R&S più rapidi e meno costosi. Attraverso procedure come la produzione additiva si possono creare parti geometricamente complesse, che richiedono un alto grado di personalizzazione, utilizzando meno materiale e producendo meno scarti. La capacità della produzione additiva di costruire pezzi direttamente da una rappresentazione digitale ne fa un'ottima alternativa rispetto ai metodi tradizionali. Oltre al fatto che la produzione additiva produce meno scarti perché le parti sono stampate o scolpite da pezzi di materiale più grandi, non sono necessari utensili o attrezzature speciali. Questo rende il metodo ampiamente efficiente dal punto di vista dei materiali se confrontato con i processi tradizionali. Inoltre, il materiale utilizzato ha un impatto minore nel corso del suo ciclo di vita, con conseguente minore impronta di carbonio e minore consumo di energia.204

• Corrispondenza tra domanda e offerta: previsioni più accurate della domanda portano a una riduzione dei rifiuti e la sovrapproduzione può essere ridotta. Questo ridurrà la necessità di grandi quantità di materie prime all'interno della catena di approvvigionamento e di trasporto, perché vengono creati solo pezzi di ricambio su richiesta. Previsioni accurate della domanda faciliteranno anche l'applicazione dei

203_{Blunsk E. Werthmann H., (2017), INDUSTRY 4.0 – AN OPPORTUNITY TO REALIZE SUSTAINABLE} MANUFACTURING AND ITS POTENTIAL FOR A CIRCULAR ECONOMY, DIEM:Dubrovnik International Economic Meeting, Vol. 3 No. 1.

204 _{Mani, M., Lyons, K.W. & Gupta, S.K., (2014), Sustainability Characterization for Additive Manufacturing.}

Journal of Research of the National, Institute of Standards and Technology, 119, pp.419–428.Mani et al. 2014,

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principi di economia circolare, perché anche il riutilizzo e la preparazione dei materiali già utilizzati possono essere pianificati con maggiore precisione205

• Servizio e post-vendita: Attraverso Industry 4.0 i modello di business circolare e il passaggio dalla vendita dei prodotti a quella di servizio, come spiegato nel primo capitolo, avranno una diffusione sempre maggiore. L'assistenza e l'assistenza post- vendita diventeranno sempre più importanti all'interno di questi modelli. Questo nasconde anche il potenziale di miglioramenti sostenibili. Da un lato i prodotti forniti possono essere mantenuti più a lungo operativi attraverso servizi di manutenzione e riparazione. D'altra parte, sarà più facile per il fornitore recuperare i prodotti dopo la fase di utilizzo, perché i prodotti e le parti possono essere rintracciati dal fornitore.

Le tecnologie Industry 4.0 come l'RFID consentono una maggiore visibilità nella supply chain, perché tutto diventa tracciabile. Ciò consente alle aziende, ad esempio, di tracciare e gestire le scorte in modo efficiente, riducendo di conseguenza le esigenze di trasporto non necessarie e l'uso di carburante, il che diventa importante quando si pensa a una progettazione più sostenibile delle supply chain206 _.

205_{Mani, M., Lyons, K.W. & Gupta, S.K., (2014), Sustainability Characterization for Additive Manufacturing.}

Journal of Research of the National, Institute of Standards and Technology, 119, pp.419–428.Mani et al. 2014,

pagg. 419-421

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