4. Piani nazionali
4.1 Industrie 4.0
La nazione da cui ha preso piede la rivoluzione è la Germania che ne ha coniato il termine nel 2011 durante la Fiera di Hannover, Industrie 4.0. Il motivo per cui la Germania sia riuscita ad essere la pioniera di tale rivoluzione è riconducibile a due fattori principali: la sua costante superiorità nel settore industriale e manifatturiero che le hanno assicurato un vantaggio competitivo e i grandi investimenti nella ricerca e sviluppo industriale in particolar modo nel campo tecnologico.
Da questi fattori ne è derivata l'esigenza di predisporre un piano d'azione che sostenga la ricerca e lo sviluppo nel campo dell'high tech "High-Tech Strategy 2020 Action Plan" nel quale è stato compreso anche l'Industrie 4.0 come progetto dei prossimi anni per innovarsi e diventare leader mondiale in questo settore.
Dall'analisi di ogni piano nazionale è emerso come ogni nazione concentri la sua attenzione su alcuni aspetti specifici della rivoluzione e dia una sua interpretazione al significato di Industry 4.0. La Germania, da parte sua, considera la rivoluzione come "l'evoluzione tecnologica da sistemi integrati a
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sistemi cyber-fisici" e come capace di "connettere le tecnologie produttive dei sistemi integrati e i processi produttivi intelligenti per aprire la strada ad una nuova era tecnologica che trasformi l'industria e la catena del valore produttiva e i modelli di business" ( Report di GTAI su Industrie 4.0,2014). Da questa sua definizione si deduce come la Germania concentri la sua attenzione particolarmente sui sistemi integrati di cui è già leader, attraverso i quali genera ogni anno 20 miliardi di euro, raggiungendo così il terzo mercato più grande al mondo dopo USA e Giappone. Attraverso ricerche e sviluppi in questo campo la Germania è intenta a trasformare questi sistemi integrati in veri sistemi cyber-fisici.
L'altro tema su cui la Germania sta concentrando la sua attenzione e i suoi investimenti è la
fabbrica intelligente o smart factory che è manifestazione dello sviluppo dei sistemi integrati e che
rappresenterà il futuro della manifattura ormai destinata ad essere sempre più automatizzata. Ciò comporterà vantaggi in termini di efficienza del processo produttivo e di migliore soddisfazione del singolo cliente, utilizzo di risorse più convenienti e collaborazione tra uomo e macchina nell'attività lavorativa.
Individuati i temi principali su cui vertono le iniziative proposte dal piano tedesco, ora si può analizzare nello specifico cosa prevedono queste ultime.
Nel 2010 lo stato tedesco ha lanciato High-Tech Strategy 2020 come un insieme di proposte e iniziative per rendere la Germania un paese innovativo anche nel campo tecnologico favorendo una migliore comunicazione tra scienza ed economia. La strategia tedesca dell'high-tech si rivolge a diversi settori: energetico, comunicazioni, salute, mobilità e sicurezza.
Il piano d'azione associato agli obiettivi avanzati nell' High-Tech Strategy 2020 prevede 10 Future
Projects, tra cui anche Industrie 4.0, considerati fondamentali per raggiungere gli obiettivi di crescita
ed innovazione entro 10-15 anni come è stato prefissato dal Governo.
Entrando più nello specifico di Industrie 4.0, la Germania ha stanziato fondi superiori a 200 milioni di euro, superando le cifre degli altri paesi europei e dei fondi per gli altri "Future Projects". Di seguito sono presentati alcuni programmi principali del Piano nazionale (tutte le informazioni sono tratte dal Report di GTAI su Industrie 4.0, 2014):
Agenda CPS
Una parte consistente del progetto si rivolge allo sviluppo dei sistemi cyber-fisici, individuata nell'Agenda CPS che viene gestita dalla German National Academy of Science and Engineering (acatech) per conto del Ministero Federale di Educazione e Ricerca (BMBF).
Il ministero ha individuato quattro principali campi di applicazione dell'Agenda fino al 2025: energia, mobilità, salute e industria. Per ciascun campo sono state individuate delle precise attività che devono essere messe in opera per garantire la realizzazione di sistemi cyber-fisici.
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Il Ministero Federale di Educazione e Ricerca (BMBF) ha disposto un programma per sostenere la ricerca nel campo dell'informazione e della comunicazione tecnologica, l'ICT Research for innovations. Il tema principale del programma è rappresentato dall'impiego dell'ICT nei sistemi complessi come i sistemi integrati, oppure nei processi di business o nei metodi di produzione o nell'Internet of Things. I progetti di ricerca sono realizzati con la collaborazione di istituti di ricerca universitari o altri istituti che danno il loro contributo in termini di competenze, legando in questo modo assieme l'ambito scolastico-scientifico con quello economico-produttivo. In particolare, la ricerca e i fondi sono destinati a tre categorie specifiche:
-sistemi integrati con alto contenuto di software collegati all'elettronica, tecnologie di comunicazione e i microsistemi;
-realtà aumentata e simulata, logistica dell'informazione e sviluppo di software ad alte performance; -interazione tra uomo e macchina, tecnologie e processi per gestire queste relazioni.
Autonomics for Industrie 4.0: Production, Products, Services in the Multidimensional Internet of the Future
Questo programma, sempre legato all'ambito tecnologico, sostiene la ricerca e l'innovazione per rendere le macchine e i robot del futuro ed altri sistemi capaci di svolgere attività in modo totalmente autonomo senza l'intervento dell'uomo, spingendo a migliorare le competenze in ambito di robotica e cercando di conquistare successi nel campo dell'automazione.
Il Ministero per gli Affari economici e l'energia (BMWi) ha stanziato 40 milioni di euro alle imprese e istituti di ricerca per continuare a trovare delle soluzioni che possano migliorare l'automazione e le interazioni tra i dispositivi e soprattutto lo sviluppo di una più sofisticata intelligenza artificiale.
CyProS: Cyber-Physical Production Systems
Il progetto di ricerca CyProS è sviluppato da un consorzio di persone nel campo della scienza e dell'industria guidata da Wittenstein AG10 che si occupa di portare avanti la ricerca dei moduli dei sistemi cyber-fisici per l'uso industriale.
Res-com
L'ultimo progetto a sostegno dell'Industry 4.0 è RES-COM, nato nel 2011 dal Ministero Federale di Educazione e Ricerca. Esso si occupa della conservazione automatizzata delle risorse attraverso dei sistemi basati su sensori interconnessi e integrati. Quest'iniziativa sfrutta tecnologie all'avanguardia, come la memoria digitale del prodotto e software associati a sensori e attuatori integrati.
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Wittenstein alpha GmbH è un'azienda manifatturiera tedesca leader nel campo delle trasmissioni meccatroniche. Essa offre moltissimi prodotti all'avanguardia e di grande tecnologia, adatti anche all'ambito della robotica e dell'automazione.
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I progetti descritti brevemente rappresentano le iniziative più importanti che la Germania ha messo in atto per sostenere la ricerca e la crescita dell'Industry 4.0. Inoltre, si può notare come siano numerosi i soggetti coinvolti, dal governo con il Ministero Federale di Educazione e Ricerca (BMBF) o il Ministero per gli Affari economici e l'energia (BMWi), fino a moltissimi istituti di ricerca come l'acatech, il German Research Center for Artificial Intelligence e moltissimi altri.