3. I temi strategici trasversali
3.1 Industria 4.0
29 http://www.plattform-i40.de/ 30 http://www.economie.gouv.fr/nouvelle-france-industrielle 31 https://www.smartindustry.nl 32 http://www.produktion2030.se/en/ 33 https://hvm.catapult.org.uk
I temi strategici trasversali
3.1 Industria 4.0
Industria 4.0 è un termine introdotto per la prima volta dal governo tedesco nel 2011, in un programma strategico di investimenti per rilanciare il settore manifatturiero. Oggi il concetto di Industria 4.0 è utilizzato come paradigma della quarta rivoluzione industriale, rappresentando un processo evolutivo della produzione manifatturiera che supera e ridefinisce il concetto di automazione attraverso un uso più incisivo della sensoristica, che permette di aumentare l’integrazione ad ogni livello, dalla progettazione alla fabbrica. Inoltre, Industria 4.0 è diventato sinonimo di Cyber Physical System, cioè di dispositivi in grado di interagire in modo intelligente e di trasmettere i propri segnali attraverso Internet, realizzando così una significativa interconnessione di sistemi produttivi non più solo fisicamente prossimi.
Oltre alla Germania29 molti paesi hanno messo a punto programmi che promuovono l’adozione di soluzioni 4.0. Tra questi la Francia30, l’Olanda31, la Svezia32 e il Regno Unito33.
Nel corso del 2016, il Ministero dello Sviluppo Economico Italiano ha pubblicato il Piano nazionale industria 4.0, poi rinominato Impresa 4.0, che allinea l’Italia ai paesi che intendono supportare l’adozione di soluzioni 4.0 grazie a un set di provvedimenti che affrontano tutti gli aspetti connessi, dagli investimenti, alle competenze, alla ricerca industriale. Il piano ha individuato 9 tecnologie, definite abilitanti, che sottendono la trasformazione verso il modello industria 4.0.
Robot collaborativi interconnessi e rapidamente programmabili. Stampanti in 3D connesse a software di sviluppo digitali.
Realtà aumentata a supporto dei processi produttivi. Simulazione tra macchine interconnesse per ottimizzare i processi
Integrazione informazioni lungo la catena del valore dal fornitore al consumatore.
Comunicazione multidirezionale tra processi produttivi e prodotti.
Analisi di un’ampia base dati per ottimizzare prodotti e processi produttivi.
Gestione di elevate quantità di dati su sistemi aperti. Sicurezza durante le operazioni in rete e su sistemi aperti. Advanced Manufacturing Solution Simulation Cloud Augmented Reality Industrial Internet
Big Data Analytics Additive Manufacturing Horizontal/ Vertical Integration Cyber-security
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A livello regionale, nel 2017, è stata condotta un’indagine34 sul livello di penetrazione di Industria 4.0 nelle Università e negli enti di ricerca del territorio. Tale analisi si è concentrata sul livello di adozione e sulle competenze negli ambiti delle tecnologie abilitanti andando anche a rilevare l’offerta formativa, le infrastrutture e la capacità progettuale.
In particolare è emerso che gli enti di ricerca regionali nel periodo 2007-2016 hanno realizzato circa 500 progetti di ricerca (europei, nazionali e regionali) in cui fosse coinvolta almeno una delle tecnologie abilitanti 4.0. Tali progetti hanno portato per gli enti coinvolti circa 150 milioni di euro di finanziamento, di cui il 65% distribuito nelle 5 aree di specializzazione regionale, soprattutto in ambito Meccatronica e Motoristica e Agroalimentare, e il 35% verticale sulle tecnologie abilitanti (cfr figure di seguito riportate).
34 Industria 4.0 in Emilia-Romagna, https://goo.gl/R9BP7Y
Dal punto di vista dell’offerta formativa le Università della regione erogano 96 Corsi di laurea di primo e secondo ciclo, 39 Corsi di dottorato e 31 Master su tematiche Industria 4.0.
Anche in riferimento alla formazione professionale, la Regione Emilia-Romagna ha delineato una strategia di programmazione del Fondo Sociale Europeo indirizzata specificamente al tema Industria 4.0 erogando attraverso la Rete Politecnica 7 corsi ITS e 32 IFTS correlati al tema.
Oltre che sul piano delle competenze, anche livello infrastrutturale la Regione dispone di un insieme di asset, che possono vantare una o più specializzazioni relative alle tecnologie abilitanti:
• 58 laboratori della rete alta tecnologia e 66 laboratori interni ai dipartimenti universitari • 2 sedi locali dei consorzi nazionali CINI e CNIT
• SMILE, il Digital Innovation Hub Europeo per l’industria 4.0 • il datacenter T1 localizzato al INFN/CNAF
• 3 HPC T0/T1 localizzati al CINECA
A questi si aggiungeranno nel breve periodo anche il datacenter del centro meteo ECMWF e il Competence Center Nazionale BI-REX.
Relativamente alla Strategia regionale di specializzazione intelligente, Industria 4.0 impatta notevolmente tutte le aree di specializzazione e su quasi il 50% degli obiettivi strategici emersi nel corso dei Forum S3 2018.
Complessivamente, su 71 obiettivi strategici, 32 sono correlati ad industria 4.0.
Di seguito per ogni area di specializzazione viene presentato l’elenco di tali 32 obiettivi strategici, specificando le interconnessioni con le tecnologie abilitanti.
Agroalimentare
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
IoT e Big data per generare elementi di conoscenza indispensabili alla gestione di processi produttivi sempre più sostenibili
Utilizzo di sensoristica avanzata e distribuita per il
monitoraggio di tutta la supply-chain agroalimentare. Utilizzo di tecniche di Big Data analytics per la gestione dei dati e analisi predittiva
Innovazione dei processi tecnologici, impianti e materiali industriali, per aumentare la sostenibilità e la competitività dei prodotti alimentari
Impiego di tecnologie di manifattura additiva, controllo di processo real time
Applicazione di sistemi avanzati per la digitalizzazione dei processi alimentari
Applicazione di IOT al processo industriale e robotica avanzata nel settore della lavorazione e trasformazione industriale
Tecniche di controllo avanzate per la sicurezza e la
tracciabilità alimentare Sensoristica, IOT e analisi dati per il controllo della sicurezza, autenticità e tipicità di prodotti alimentari
Edilizia e costruzioni
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
Migliorare le prestazioni del patrimonio costruito attraverso l’utilizzo di materiali smart ecosostenibili (o di nuova generazione)
Sensoristica e IOT per l’analisi e diagnostica predittiva Manutenzione predittiva, preventiva e programmata
per la conservazione, il recupero e il restauro Sensoristica e IOT per l’analisi e diagnostica predittiva Building Information Modeling (BIM):
digitalizzazione del processo edilizio applicata al patrimonio costruito
Digitalizzazione di processo e analisi dati. Applicazioni di realtà aumentata
Meccatronica e motoristica
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
Sviluppo di Applicazioni Digitali nel Manifatturiero
Industria 4.0 per il manifatturiero regionale e italiano, progettazione. Progettazione, gestione e manutenzione basata su CPS/Digital Twin
Tecnologie additive e innovative sostenibili Manifattura avanzata, materiali ad alte prestazioni, tecnologie additive per una maggiore flessibilità e produttività
Automazione di nuova generazione
Linee di produzione e di macchine intelligenti e adattative secondo i concetti di Industria 4.0 (IOT/CPS, Big data e Analytics, realtà virtuale/aumentata)
Robotica mobile, intelligente e collaborativa
Manifattura avanzata/robotica mobile, autonoma,
collaborativa. Utilizzo di sensoristica e interfacce avanzate uomo/macchina
Connettività e funzionamento autonomo dei veicoli per la progettazione e produzione di sistemi di mobilità intelligenti
Tecnologie big data e data analytics, intelligenza artificiale, machine e deep learning, cyber security a supporto della guida autonoma
Sviluppo delle Applicazioni legate al monitoraggio ambientale e difesa del territorio mediante micro/ mini piattaforme aeree a elevata automazione
Sensoristica avanzata e tecnologie IOT a supporto dei sistemi avionici
Sviluppo di un comparto regionale per lo sviluppo di tecnologie per la produzione rapida sostenibile
Manifattura additiva, sensoristica, CPS per la produzione rapida nel settore nautica
Industrie della salute e del benessere
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
Integrazione del settore MedTech con altre tecnologie, in particolare dell’area meccatronica/ robotica al fine di ampliare le potenzialità applicative di tutte le aree
Robotica, additive manufacturing, Big data e analytics per l’innovazione del settore MedTech
Industrie culturali e creative
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
Una moda smart, personalizzata e funzionalizzata Manifattura additiva a supporto della personalizzazione e prototipazione Filiere Fashion 4.0: filiere ad alto livello
di integrazione digitale e servizio
Integrazione Orizzontala/Verticale per la comunicazione intra-filiera. Manifattura additiva e sensoristica per la digitalizzazione dei processi
Fruizione e comprensione del patrimonio
e degli archivi attraverso nuovi modelli tecnologici di Intelligenza Artificiale
Intelligenza artificiale, Big data e analytics per la
rappresentazione digitale e relativa analisi del patrimonio culturale
Personalizzazione di prodotto e shelf innovation Personalizzazione di prodotto tramite manifattura additiva. Applicazione di tecnologie IOT/sensoristica e Big Data Realtà immersiva e nuove piattaforme di realtà
aumentata, realtà virtuale e gamification, per il settore spettacolo e per altri ambiti di applicazione
Realtà aumentata/virtuale applicata in ambito teatrale Tecnologie abilitanti nei percorsi di inclusione
didattica e formativa (anche per gli studenti con Bisogni Educativi Speciali)
Realtà aumentata/virtuale, intelligenza artificiale e robotica applicate in ambito didattico
Turismo: la filiera, le piattaforme multicanale
e gli open data per la promozione Big data e Integrazione Orizzontala/Verticale per la collaborazione tra imprese;
Innovazione nei servizi
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
Servizi Scalabili e Intelligenti
per Scenari Smart Cities Cloud computing, Big Data, IOT a supporto della Smart City IoT e Cybersecurity Cybersecurity per scenari IOT/CPS e architetture cloud Servizi Innovativi e Big Data per Scenari Smart
Industry 4.0
Big data per la realizzazione di servizi innovativi e scalabili Industria 4.0
Tecnologie dirompenti per la logistica delle merci - Technology Disruptive Logistics
Robotica avanzata per la logistica; Integrazione verticale/ orizzontale per la connessione dei diversi attori della filiera; cybersecurity per il tracciamento delle unità di carico AI e Machine Learning per industria 4.0
Intelligenza Artificiale e Deep/Machine Learning affiancate a tecnologie IOT e Big data per predictive analytics per la gestione, comprensione ed ottimizzazione dei processi produttivi nell’industria
Piattaforme abilitanti di servizi intelligenti per le aziende ICT
Cloud, cognitive computing, intelligenza artificiale e machine learning a supporto dell’innovazione ICT
Energia e sviluppo sostenibile
OBIETTIVI STRATEGICI CORRELAZIONE CON INDUSTRIA 4.0
Smart Energy Systems Big Data e Analytics a supporto degli Smart Energy Systems
Efficienza energetica e soluzioni low carbon per l’industria
Sensoristica avanzata, IOT, Big Data e analytics a supporto del monitoraggio per l’efficientamento energetico dei processi produttivi
Impatti antropici sulla qualità dell’aria e i cambiamenti climatici
Sensoristica avanzata, IOT, Big Data e analytics, ’integrazione delle reti di monitoraggio con prodotti satellitari (Copernicus) per monitoraggio e definizione di strategie di adattamento.
Economia circolare e sviluppo sostenibile Big Data e analytics a supporto della sostenibilità e dell’uso efficiente delle risorse