UNIVERSITÀ DI PISA
DIPARTIMENTO DI ECONOMIA E MANAGEMENT
Corso di Laurea Magistrale in Strategia, Management e Controllo
TESI DI LAUREA
Gli effetti sul cost management dell’industria 4.0: Analisi della letteratura ed evidenze empiriche
CANDIDATO: RELATORE:
Ardinghi Del Cima Alessandro Prof. Riccardo Giannetti
2 INDICE
INTRODUZIONE
1. Il concetto di industria 4.0
1.1 Fasi di sviluppo dell’industria 4.0 1.2 Definizione di Industria 4.0
1.2.1 Internet of things 1.2.2 Big data
1.2.3 Additive manufacturing 1.2.4 Robot di nuova generazione
1.3 I nuovi ruoli e come cambia il modo di valorizzare le competenze 1.3.1 L’impatto dell’industria 4.0 sul lavoro
2. Gli effetti dell’industria 4.0 e della digitalizzazione sul cost management
2.1 Il concetto di cost management e di cost accounting
2.2 La digitalizzazione e i possibili effetti sulle variabili critiche per la gestione dei costi e della competitività aziendale
2.2.1 La qualità 2.2.2 Il tempo 2.2.3 Il costo 2.2.4 Il prezzo 2.2.5 La strategia
3. Analisi di alcuni casi tratti dalla letteratura
3.1 Introduzione al capitolo 3.2 Settore aerospaziale
3.2.1 Il caso Avio Aero 3.2.2 Il caso Boeing 3.3 Settore elettronico
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3.3.2 Il caso Foxconn 3.4 Settore degli autoveicoli
3.4.1 Il caso BMW
4 Conclusioni
Bibliografia Sitografia
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INTRODUZIONE
Ai giorni d’oggi si parla di quarta rivoluzione industriale, un fenomeno imponente che si sta affermando in questo periodo.
Assimilato al concetto di quarta rivoluzione industriale c’è quello di industria 4.0 che significa un nuovo modo di gestire l’azienda, un cambiamento che investe e che investirà le aziende manifatturiere.
Quello della rivoluzione industriale è un fenomeno che si è ripetuto nel tempo ed ha comportato sempre effetti dirompenti nel panorama mondiale, sociale e aziendale. Finora le rivoluzioni industriali nel mondo occidentale sono state tre: nel 1784 fu realizzata la macchina a vapore, e ciò comportò la possibilità di sfruttamento della potenza di acqua e vapore per meccanizzare la produzione.
Nel 1870 fu introdotto il motore a scoppio e ci fu l’uso sempre più diffuso della elettricità.
Più di recente, nel 1970 c’è stato l’avvento dell’informatica che, tra l’altro, ha rivoluzionato la contabilità delle aziende, passando da una contabilità manuale/cartacea ad una contabilità elettronica.
Se si vuole individuare i pilastri sui quali si basa la quarta rivoluzione industriale, possiamo dire che essa riguarda:
- l’uso dei dati come mezzo per creare valore, perché intorno ad essi si realizza la potenza di calcolo delle macchine;
- l’utilizzo dei dati;
- il rapporto di interazione uomo – macchina, cioè come ci rapportiamo con le macchine, strumenti e interfacce;
- il ponte tra digitale e reale; una volta posseduti i dati, analizzati e resi utili per fornire istruzioni alle macchine, l’ultima fase è quella di trovare i metodi e gli strumenti per realizzare i beni: stampa 3D, robot, interazione tra macchine.
Ancora non si può parlare in modo definitivo di una data certa per quanto riguarda l’inizio della quarta rivoluzione industriale; ma una cosa è evidente, che il fenomeno appare importante e che porterà con le nuove tecnologie, con i dati, la
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robotica e l’intelligenza artificiale ad una produzione automatizzata e connessa alla rete.
Il cambiamento in corso viene indicato con una serie di fenomeni per descrivere un processo innovativo particolarmente complesso e ampio: ci si riferisce alla smart manufacturing, factory of the future, industrial internet e alla fabbrica intelligente. L’evoluzione del sistema economico verso l’adozione delle tecnologie dell’industria 4.0 viene reso più agevole da politiche mirate, già attivate in molti paesi industrializzati anche se solo in pochi si sta procedendo all’implementazione effettiva.
L’industria 4.0 può essere considerata un’idea strategica del mondo industriale tedesco in accordo con il governo federale.
Infatti, l’industria 4.0 deriva il suo nome dal piano industriale del governo tedesco reso concreto alla fine del 2013 con il fine di rendere più moderno il sistema produttivo e di portare la produzione tedesca a livelli competitivi.
L’industria 4.0 porta sviluppi innovativi che sono disponibili oggi e li integra per avere un modello di produzione moderno ed “intelligente”1.
Nella fabbrica intelligente sono impiegati operai e tecnici e l’innovazione dirompente potrebbe far sorgere nuove specie di alienazione e nuova disoccupazione tecnologica.
Mazali T. e Magone A. (2016), sostengono che l’azienda di oggi vuole un operaio che vede crescere le sue mansioni e responsabilità, che sia propositivo e partecipativo, un lavoratore che sia più creativo e coinvolto.
Da non trascurare inoltre, l’impatto che l’industria 4.0 avrà sui posti di lavoro. Secondo un’indagine effettuata dal World Economic Forum nei prossimi 5 anni si perderanno 7 milioni di posti di lavoro ma ne verranno creati 2 milioni con una differenza negativa di circa 5 milioni di posti.
Con l’industria 4.0 ci sarà la possibilità di mutare gli aspetti produttivi, rendendoli più semplici, migliorando i tempi, con la possibilità di muoversi da una produzione su larga scala verso una personalizzata, più flessibile e adatta a soddisfare le esigenze dei clienti.
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Le aziende che usano nuove tecnologie hanno dei risparmi poiché producono a costi più bassi.
L’industria 4.0 ha dei riflessi significativi sull’ambiente di produzione con netti cambiamenti nella esecuzione delle operazioni e allo stesso tempo consente di pianificare i piani di produzione in tempo reale, unitamente ad una dinamica auto ottimizzante.
La lista delle tecnologie che abiliteranno l’affermazione dell’industria 4.0 è ampia e articolata, ma le principali sono: lo Iot (Internet of things), i big data e l’additive
manufacturing.
Lo IoT trasferisce nel mondo digitale gli oggetti, le cose e non solo i computer, consentendoci di interagire con i nostri elettrodomestici, auto e con i vari servizi di cui facciamo uso quotidiano come i trasporti, la sanità e la finanza.
Con il termine big data si fa riferimento all’insieme delle tecnologie che consentono di raccogliere, elaborare una grande massa di dati attraverso internet.
Relativamente all’additive manufacturing, esso è legato al ciclo produttivo per la stampa 3D.
L’industria 4.0 ha avuto ed avrà un impatto anche sul cost management.
Le tecnologie innovative introdotte con la quarta rivoluzione, infatti, hanno condotto a un cambiamento decisivo nel mondo della produzione ed hanno portato modifiche nella gestione dei costi.
Innanzitutto si assiste e si assisterà a una riduzione dei costi energetici, una maggiore efficienza, grazie allo smart control degli impianti.
Ci sarà una maggiore capacità di adattamento alle necessità dei clienti, una maggiore flessibilità legata al concetto della lean manufacturing che porterà ad una riduzione dei costi legati all’abolizione degli sprechi con il sistema Jidoka2, ad una
ottimizzazione della manutenzione con il sistema TPM3 che previene i guasti ed
2 Jidoka significa autorizzare l’operatore a fermare la produzione in modo da non inviare pezzi difettosi alla
stazione di produzione successiva; questo modo di fare riduce enormemente i difetti e gli scarti, questo termine significa anche capire le cause che hanno scatenato un problema e prendere le opportune misure
perché la situazione non si verifichi più.
Fonte:http://www.qualitiamo.com/miglioramento/jidoka/jidoka.html
33 Il TPM, è un sistema produttivo che ha lo scopo di raggiungere la più alta efficienza aziendale; garantisce
la massima efficienza dei singoli impianti puntando l’attenzione sulle attività degli operatori.
Sono strutturate anche le attività che riguardano la qualità, l’ambiente e l’industrializzazione. Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Total_Productive_Maintenance
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evita costose riparazioni e il sistema JIT che riduce sensibilmente i costi di immagazzinaggio4.
Un cambiamento nella struttura dei costi introdotto dall’industria 4.0 riguarda i costi di manodopera diretta che si stanno riducendo sostituiti dagli ammortamenti, dai costi di progettazione e quelli di elaborazione elettronica dei dati e dai costi della manodopera indiretta.
Il cost management è inteso come un insieme di iniziative (come per esempio il target costing, l’ABC) finalizzate a ridurre i costi e ad aumentare il valore creato il per il cliente5.
Secondo questa logica, a parere di chi scrive, per poter realizzare questo fine in presenza di costi indiretti, l’iniziativa più adatta per attribuire i costi in un contesto di industria 4.0 potrebbe essere l’approccio per attività (Activity based costing). Con l’industria 4.0 la possibilità di comunicazione tra le macchine nelle fabbriche, farà sì che le linee di produzione avranno la capacità autodiagnostica di segnalare errori e di apportare correzioni.
Gli impianti flessibili renderanno i prodotti sempre più personalizzati in funzione delle esigenze del singolo cliente.
L’innovazione farà sì che i robot staranno a contatto con l’uomo e da lui impareranno.
L’azienda avrà la possibilità di procurarsi energia senza sprechi e al minor costo possibile secondo i principi della smart factory.
I prodotti saranno dotati di microchip e sensori e ci sarà sempre più interattività con i loro utilizzatori.
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Fonte:https://www.agendadigitale.eu/industry-4-0/macchi-miragliotta-terzi-portioli-industria-4-0-e-lean-manufacturing-paradigmi-in-antitesi-o-sinergici/
8 Capitolo 1
Il concetto di industria 4.0
1.1 Fasi di sviluppo dell’industria 4.0
Non esiste ancora una definizione esauriente del fenomeno ma in estrema sintesi si potrebbe descriverlo come un sistema industriale trasformato dall’avvento del digitale6; un processo che porterà alla produzione automatizzata ed interconnessa7.
In un futuro ormai prossimo la facoltà di comunicare delle macchine conferirà alla linea di produzione inedite capacità autodiagnostiche, il processo produttivo verrà simulato in ambiente virtuale per individuare e risolvere problemi prima di costruirlo fisicamente.
I sistemi saranno sempre più flessibili e ciò darà la possibilità di personalizzare i prodotti tenendo conto degli interessi del singolo cliente.
Cambierà quindi il modo di pensare i beni industriali, il modo di lavorare negli uffici e nelle officine; ci sarà il rapporto tra l’uomo e il robot mentre le fabbriche saranno sempre più sostenibili, ergonomiche e intelligenti.
Il paradigma dell’industria 4.0 è abbastanza flessibile da poter essere adattato ai vari contesti nazionali, europei ed internazionali.
Il modello americano dell’industria 4.0, prende forma attraverso l’attività di consorzi e coalizioni private che coinvolgono grandi imprese dell’ICT e delle telecomunicazioni come Intel, General Electric e altre8.
Sul piano tecnologico si dà importanza all’internet of things, si pone enfasi sull’uso esteso di sensori, sui rapporti machine to machine, sui big data, sul cloud e sulla creazione di piattaforme che garantiscono l’interoperabilità dei diversi produttori9.
Magone A. e Mazali T.(2016, p. 65) aggiungono che “Il modello europeo sta invece
prendendo forma sulla base dell’attività dei singoli stati membri e sull’intervento
6“dall’inglese digital, in elettronica e informatica, qualifica che in contrapposizione ad analogico si da ad
apparecchi e dispositivi che trattano grandezze sottoforma numerica cioè convertendo i loro valori in numeri di un conveniente sistema di numerazione”; fonte: http//www.treccani.it/vocabolario/digitale2/
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Fonte:http://www.economyup.it/innovazione/3713_cos-e-l-industria-40-e-perche-e-importante-saperla-affrontare.htm
8Fonte: Magone A., Mazali T. (2016)
9 pubblico finanziato dalla commissione europea Horizon 2020”, con l’obiettivo di
aumentare la competitività industriale europea per mezzo di investimenti finalizzati alla realizzazione della smart factory.
Comunque il carattere che lega i due modelli Americano e Europeo è il fatto di puntare all’integrazione tra macchine, prodotti e persone, nel nuovo concetto di sistema ciberfisico che pervade la fabbrica, la supply chain e l’intera società.
Il sistema ciberfisico è un mondo composto da una complessa rete di macchine, beni fisici, oggetti virtuali, strutture di calcolo e memorizzazione, contenitori di energia che interagiscono tra di loro e con gli operatori economici.
L’obiettivo dell’industria 4.0 è usare questo sistema ciberfisico per migliorare i processi industriali e distributivi: si otterrà più efficienza e quindi una riduzione dei costi che fa diminuire i prezzi di vendita.
L’industria 4.0 unisce il mondo reale e virtuale ed è basata, come detto sopra, sui sistemi ciberfisici e sui sistemi di produzione ciberfisica.
Inoltre la rivoluzione 4.0 è la trasformazione dell’industria basata su una produzione centralizzata ad una produzione decentralizzata.
Questo produce anche una trasformazione, da prodotti standard a personalizzati e i fruitori si trasformano da partecipanti parziali a partecipanti totali della produzione. Helmsch R. (2017) in un suo articolo afferma che le aziende che implementano l’industria 4.0 producono più velocemente e con più flessibilità, con più efficienza e con complessità ridotta10.
Questa più elevata efficienza di materiale spesso significa logistica automatizzata e sistemi di rintracciamento che virtualmente eliminano il materiale da trattare manualmente e sono integrati con i sistemi ERP11.
I settori più coinvolti dalla rivoluzione dell’industria 4.0 sono quelli dove operano grandi imprese o imprese molto innovative come l’aeronautica, la meccanica e i mezzi di trasporto12.
10 Tale affermazione troverà conferma nel capitolo 3
11 “Il software ERP è progettato per modellare e automatizzare molti processi di base di una azienda dalla
finanza all’officina con l’intento di integrare l’informazione e di eliminare i dispendiosi collegamenti tra i sistemi di computer”, Bhimani A. (2003, p. 76, capitolo 4 scritto da Chris Chapman e Wai Fong Chua); trattasi di traduzione effettuata da chi scrive
10
Sono invece ancora poche le analisi compiute sull’ingresso dell’industria 4.0 nei settori caratterizzati dalle piccole imprese e dall’artigianato dove l’impatto dei nuovi modelli produttivi è meno chiaro e meno facile da descrivere.
Infatti, alcune industrie sono riluttanti ad implementare le nuove tecnologie a causa dei non chiari possibili benefici e per mancanza di dettagli di implementazione. Tuttavia poiché l’industria 4.0 significa far lavorare in modo più intelligente le attuali risorse produttive, si può pensare che essa possa essere utilizzata in tutti i settori economici non solo in quelli manifatturieri.
L’industria 4.0 può essere un’opportunità anche per le PMI che caratterizzano il contesto italiano anche se al momento il cambiamento ha interessato poche realtà imprenditoriali13.
Occorre investire in R&S, tecnologia, digitalizzazione e personale selezionandolo, incentivandolo e dandogli la possibilità di crescere.
Questo è il modo per vincere le resistenze che ancora permangono a livello aziendale, di fronte all’innovazione, per capire che essa è l’unico strumento per migliorare il business e consolidare la crescita aziendale, per non essere esclusi dal mercato.
Stiamo passando dalla fabbrica tradizionale basata sul concetto dell’ICT alla fabbrica intelligente basata sui media digitali; abbiamo un cambiamento dimensionale dall’hardware delle tecnologie al software del rapporto uomo/macchina.
Questo passaggio corrisponde ad uno spostamento; dalla centralità delle tecnologie dell’informazione si passa alla centralità degli ambienti di comunicazione.
Dalla dimensione hardware delle tecnologie, appunto, si passa a quella software del rapporto uomo/macchina dove la macchina sempre di più parla il linguaggio della comunicazione interpersonale.
Se l’ICT si riferisce all’idea di una tecnologia utile per eseguire compiti, i media digitali ci portano nel mondo della comunicazione ovvero di un sistema di relazioni nella società.
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Ford M. (2016) ha scritto un articolo nel quale sottolinea che ci sono quattro barriere critiche nell’adozione dell’industria 4.0: le reti, la sicurezza, le competenze e la cultura.
Ubisense (2015), un’azienda globale di soluzioni software per l’imprese, ha svolto una ricerca dalla quale emerge che:
- il 40% delle aziende non ha visibilità in tempo reale sullo stato dei processi di produzione;
- più dell’80% delle imprese confida sull’osservazione umana per supportare iniziative di crescita dei processi;
- l’85% di problemi di qualità sono causati dall’errore del lavoratore.
Queste però, non sono altro che le ultime resistenze ad un fenomeno oramai dilagante, quello dell’innovazione digitale che porterà ad una produzione intelligente connessa alla rete, ridefinendo il flusso produttivo aziendale tradizionale, adattandolo alle sfide competitive contemporanee.
Se ci chiediamo come si possa ridefinire il flusso produttivo, la risposta sta nell’unione che è in grado di istaurarsi tra macchine intelligenti, produzione additiva e nuovi materiali, alimentato con i big data e l’internet delle cose in quanto tali elementi costituiscono l’essenza della fabbrica intelligente.
Per realizzare tale unione occorre combinare alcuni elementi14:
- Cloud computing: si può usufruire di risorse e dati che sono già nella rete, elaborandoli e archiviandoli attraverso software e hardware presenti in rete. Questo comporta un risparmio di costi e tempi soprattutto a vantaggio delle PMI.
- Internet delle cose: che significa che le cose che abbiamo intorno a noi diventano un sistema di oggetti inseriti nell’elettronica, nei sensori, nel software15; i sensori si applicano ad un infinità di elementi fisici e una volta
inseriti permettono di far dialogare l’oggetto con altri oggetti, sfruttando l’uso delle reti senza fili.
14
Fonte:http://www.mo.camcom.it/modena-economica/2016/modena-economica-n-2-marzo-aprile-2016/industria-4-0-la-quarta-rivoluzione-industriale-e-iniziata
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L’industria 4.0 è un contenuto tecnologico radicale ed insieme un problema di innovazione organizzativa, riguarda cioè al tempo stesso le macchine e le persone. Essa fornisce all’industria tutti gli strumenti di cui necessita per un intelligente ed efficiente mercato che può aggiungere una significativa flessibilità alla produzione mentre riduce i costi e i tempi di produzione.
Magone A. e Mazali T. (2016) affermano che “Il termine fabbrica del futuro e i suoi
molti sinonimi hanno tutti un riferimento comune: le tecnologie digitali della comunicazione e dell’informazione”
La fabbrica intelligente è un entità che si basa sulla collaborazione “smart” tra l’uomo e la macchina, su una innovazione tecnologica allo scopo di rendere stabile la produzione manifatturiera locale e globale16.
Magruk A. (2016) in una sua ricerca afferma che lo sviluppo della quarta rivoluzione industriale coinvolge tre fenomeni che sono associati a tre grandi aree:
- digitalizzazione universale, ovvero la costante comunicazione tra le persone e delle persone con dispositivi e macchine;
- implementazione delle innovazioni tecnologiche che influenzano l’efficienza e l’efficacia del sistema socio economico;
- sviluppo della macchina, che migliora la possibilità di comportamenti autonomi attraverso l’uso di intelligenza artificiale.
L’autore, inoltre, mette in evidenza il concetto di incertezza che si genera nello sviluppo dell’industria 4.0: l’incertezza come una categoria conoscitiva che si manifesta in una mancanza di informazioni necessarie per assumere decisioni, incapacità di valutare l’impatto degli eventi che si verificano nell’ambiente.
Gosney M. (2015), sottolinea nell’ambito dello sviluppo dell’industria 4.0, cinque punti critici:
- Flusso di produzione/efficienza: le macchine intelligenti potrebbero essere i “guardiani” di qualità e di efficienza nella fabbrica del futuro.
Gli esperti predicono una proliferazione dei sensori che parlano gli uni agli altri;
16 Tratto da: “Factory of the future, estratti dal rapporto di ricerca” che cita una frase della “European
commission”(2010,p.7),https://www.ialnazionale.it/attachments/article/202/Factory_of_the_future_ABST RACT_press.pdf
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- Manutenzione: l’internet delle cose sarà precursore autonomo della manutenzione;
- Catena del valore e personalizzazione a bassi costi: la comunicazione in tempo reale, combinata con una automazione più intelligente accrescerà la flessibilità nell’azienda e ci sarà una più ampia personalizzazione dei beni; - Servitization: i reali vincitori dell’industria 4.0 saranno le aziende che
possono trarre nuovi profitti dai loro prodotti, non più proposti o venduti da soli ma erogati insieme ad un servizio;
- Il cambiamento dell’organizzazione del lavoro; le aziende in Germania hanno già incominciato a modellare il loro sistema per essere certe che i futuri lavoratori siano orientati agli aspetti tecnici e industriali per lavorare in un’industria 4.0.
Anche se il cambiamento al momento non ha interessato tutte le realtà imprenditoriali, si avverte una forte sensibilità verso il processo innovativo, verso un processo di trasformazione.
Per quanto riguarda il contesto europeo si conta molto sulla strategia Horizon 2020 che costituisce una tabella di marcia delle aziende del futuro basate sulle macchine di produzione intelligente.
1.2 Definizione di Industria 4.0
“Con il termine industria 4.0 intendiamo un insieme di nuove tecnologie, nuovi fattori produttivi e nuove organizzazioni del lavoro che stanno portando decise modifiche al modo di produrre e alle relazioni tra gli attori economici compresi i consumatori, con rilevanti effetti sul mercato del lavoro e sulla stessa organizzazione” Magone A., Mazali T. (2016, p. 63).
L’industria 4.0 è senza dubbio la “IT-ficazione” della produzione, infatti se il processo di produzione deve essere veramente guidato, tramite l’intelligenza in tempo reale, dai sensori attraverso la catena del valore, allora l’IT assumerà un ruolo centrale e primario17.
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Il concetto di industria 4.0, per lungo tempo sconosciuto al contesto nazionale, sta attualmente suscitando l’interesse da parte della stampa specializzata e sicuramente monopolizzerà l’attenzione e il dibattito pubblico sul futuro della nostra economia. La definizione di industria 4.0 non è condivisa da tutti ed è stata usata per la prima volta ad una fiera di elettronica ad Hannover nel 2011; in quell’occasione si intendeva definire il fenomeno come un processo destinato a portare alla produzione industriale del tutto automatizzata e interconnessa18.
Il concetto di industria 4.0 fondato in Germania, è basato sulle catene intelligenti di sviluppo costruite sulla comunicazione dei mezzi di produzione gli uni con gli altri, sui prodotti, sui componenti, sugli impianti e sugli uomini19.
Secondo questa idea il network basato sul web, supporterà le aziende intelligenti ad ogni stadio del lavoro sul prodotto: dalla progettazione del bene, fino all’ultima fase del ciclo di vita dello stesso.
L’industria 4.0 dà all’industria tutti gli strumenti di cui necessita per un mercato intelligente ed efficiente che potrebbe aggiungere significativa flessibilità e ridurre i costi e i tempi di produzione.
Infatti, secondo uno studio dell’istituto Frounhofer20, svolto sulla base dell’analisi delle compagnie tedesche nelle seguenti industrie: ingegneria, produzione di componenti elettriche e automazione, nel periodo 2014/2025 ci si aspetterà un incremento dei profitti lordi di circa il 30%.
Tra le iniziative nate per la diffusione del paradigma dell’industria 4.0 si possono citare il programma americano “industrial internet”, il tedesco “industrie 4.0” ad oggi il più strutturato d’Europa, il francese “industrie du future”, “high value manufacturing” nel UK e il “cluster fabbrica intelligente” in Italia21.
Il Consiglio di Stato della Cina ha annunciato la sua strategia del made in Cina per aggiornare il suo settore industriale, attraverso un ampio raggio di industrie e focalizzandosi sul prodotto della produzione intelligente e sull’innovazione del processo e di materiali all’avanguardia22.
18 Fonte: http://startupitalia.eu/57350-20160531-industria-4-0-spiegazione 19 Fonte: Magruk A. (2016, p. 275)
20 Fonte: Magruk A. (2016, p. 276)
21 Fonte: Mazali T., Magone A. (2016, p. 64) 22 Fonte: Prause M., Weugand J. (2016, p. 104)
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In confronto a molti altri tradizionali concetti manifatturieri come l’advanced manufacturing o la lean production, che è stata descritta ampiamente nella letteratura scientifica, l’industria 4.0 può essere identificata come un termine che è principalmente usato in differenti contesti23.
Sviluppata dal governo federale tedesco per promuovere la sua strategia di alta tecnologia, questo termine multiforme comprende una varietà di concetti interdisciplinari senza una chiara distinzione.
Da un punto di vista tecnico l’industria 4.0 può essere descritta come l’incremento della digitalizzazione e automazione nell’ambito manifatturiero ovvero la creazione di una catena del valore digitale per permettere la comunicazione tra i prodotti e i loro partner di business24.
Oesterreich T .D., Teuteberg F. (2016) per l’implementazione dell’industria 4.0 segnalano le seguenti caratteristiche chiave:
- Integrazione orizzontale attraverso reti di valore: l’integrazione dei sistemi IT, dei processi e dei flussi di dati tra diverse società, per esempio, clienti, fornitori ed altri partner esterni, permette una più completa collaborazione con i partner della catena del valore;
- Integrazione digitale dell’ingegneria attraverso l’intera catena del valore con il proposito di creare molti prodotti personalizzati;
- Riduzione dei costi operativi interni, quindi una integrazione digitale della catena del valore usando i sistemi di ciberfisica;
- Integrazione verticale e sistemi di produzione in rete: l’integrazione dei sistemi IT, processi e dati entro l’azienda, dallo sviluppo del prodotto alla produzione, logistica e vendite per una collaborazione funzionale incrociata. Gli stessi autori affermano che non esiste una chiara definizione dell’industria 4.0 per cui è necessario un tentativo per decifrare un significato per questo termine. Riguardo all’industria 4.0 essi affermano che tra le varie tecnologie e concetti sono ben conosciuti quelli di manifattura come il ciclo di vita del prodotto, la modularizzazione e la robotica come tecnologie di informazione e comunicazione.
23 Fonte: Oesterreich T. D., Teuteberg F. (2016, pp. 122-137) 24 Fonte: Oesterreich T. D., Teuteberg F. (2016)
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Tipiche tecnologie di base e concetti di industria 4.0 sono quindi secondo gli autori l’internet delle cose, l’internet dei servizi, il cloud computing, i big data, l’azienda intelligente, la stampante 3D, il sistema ciberfisico e le realtà virtuali.
I sistemi IT attuali saranno connessi a tutti i sub sistemi, ai processi, agli oggetti interni ed esterni.
Robot ed esseri umani lavoreranno insieme su compiti interconnessi25; si avranno metodi innovativi per trattare i big data e per captare il potenziale del cloud computing.
Sarà possibile creare prodotti su misura per le necessità di un singolo cliente ad un margine di costo relativamente basso; la produzione fisica potrà essere fatta localmente attraverso l’uso delle stampanti 3D.
Vari autori hanno dato una definizione base di una manifattura26;essa può essere
descritta come un sistema a 5M, che consiste in: - Materiali (proprietà e funzioni)
- Macchine (precisione e competenze) - Metodi (efficienza e produttività)
- Misurazioni (miglioramento della rilevazione)
- Modeling o Modellismo27 (ottimizzazione e prevenzione rispetto al prodotto)
Il sistema informativo può essere ulteriormente migliorato con 5C che consistono in:
- Connessione (sensori e reti)
- Cloud (dati su richiesta e in ogni tempo) - Contenuto (correlazione e significato) - Comunità (condivisione)
- Customization (personalizzazione e valore)
L’avvento dell’industria 4.0 potrebbe cambiare decisamente la pianificazione del ciclo di vita del prodotto e il modo in cui l’azienda gestirà i prodotti, li seguirà e li
25 Fonte: Oesterreich T.D., Teuteberg F. (2016) 26 Fonte: Magruk A. (2016, p. 280)
27 Per modellismo si intende un’attività di creazione di prototipi con l’utilizzo di vari materiali che hanno la
funzione di servire da modello per una produzione industriale. Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Modellismo
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controllerà anche quando i processi di produzione si svolgeranno su più imprese diverse, in contesti diversi, con partner diversi, in zone geografiche diverse.
Questo perché l’industria 4.0 si basa sulla connessione e integrazione e consente di ottenere una visione d’insieme di tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto sia quando esso esce dall’azienda di produzione ed entra nel circuito della distribuzione sia quando entra nelle case o nelle fabbriche dei clienti28.
Siamo alle soglie di un cambiamento che sconvolge prodotti, servizi e metodologie produttive: la combinazione tra mondo reale degli impianti industriali e il mondo virtuale della così detta internet of things.
1.2.1 Internet of things
L’IoT sta cambiando il panorama competitivo della produzione industriale nello stesso modo in cui internet ha impattato sul business mondiale fin dalla metà degli anni 90: è chiaro comunque che per essere competitiva l’industria necessita di capire il potenziale che l’IoT comporta29.
Magone A. e Mazali T. (2016, pp. 70-71) definiscono l’Internet delle cose come “un
sistema integrato di dispositivi intercomunicanti e intelligenti che sa mettere in contatto attraverso la rete, oggetti, persone e luoghi”.
La definizione di IoT implica secondo le stesse autrici, componenti e dispositivi tecnologici che sono inseriti in oggetti fisici e macchinari che permettono il collegamento tra mondo fisico e digitale e assicurano di comunicare attraverso internet con altri oggetti, di condividere informazioni, di mutare il comportamento in base agli input ricevuti e di memorizzare le istruzioni.
Lo sviluppo dell’IoT comporta conseguenze sulla fabbrica digitale ed effetti dirompenti: flessibilità, personalizzazione dei prodotti, dialogo in tempo reale tra mercato, progettazione, fornitori e produzione, con conseguenze rilevanti sulle caratteristiche degli impianti30.
28 Fonte: http://www.internet4things.it/iot-library/internet-of-things-gli-ambiti-applicativi-in-italia/ 29 Fonte: Sutton D. (2016, p. 29)
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Sta divenendo sempre più evidente che il cambiamento di utilizzazione dello IoT non è tecnologia; lo IoT guarderà ai propri clienti per prima cosa e alla tecnologia per seconda e l’attenzione sarà focalizzata a creare soluzioni personalizzate e prodotti innovativi.
Lo IoT significa che le cose che abbiamo intorno a noi diventano un sistema di oggetti inseriti nell’elettronica, nei sensori, nel software e nelle connessioni alla rete globale dei computer.
Il sistema IoT condurrà ad una diffusione su larga scala di prodotti e oggetti intelligenti, con applicazioni senza limiti poiché ad ogni oggetto o prodotto fisico può essere applicato un terminale con la capacità di scambiare informazioni e ottenere istruzioni anche a distanza31.
Con l’IoT ci si può focalizzare su un insieme di tecnologie che consentono di collegare ad internet qualsiasi tipo di dispositivo.
Questo tipo di soluzioni ha come fine quello di monitorare, controllare e trasferire informazioni per poi compiere azioni conseguenti32.
L’IoT lega internet con gli oggetti reali della vita quotidiana, oggetti che si connettono per creare una rete di intensa presenza sul territorio e in tutti gli ambienti che hanno bisogno di controllo, automazione e rilevamento: tutti oggetti smart destinati a scambiarsi informazioni in un modo sempre più interconnesso. Fondamentale però è che questi dispositivi siano connessi ad internet e che abbiano la possibilità di trasmettere e ricevere i dati.
In questo modo questi oggetti diventano smart e possono rendersi attivi e disattivi da soli a seconda delle circostanze.
Far sì che l’IoT divenga un sistema diffuso mediante la tecnologia necessaria, non è un problema di facile risoluzione.
Tutti gli oggetti connessi hanno bisogno di un indirizzo IP unico, per cui vi è la necessità di rendere attivi un numero molto elevato di IP; ciò non è possibile con il vigente sistema di generazione del protocollo IPV 433.
31 Tratto da: Mazali T., Magone A. (2016, pp. 70 -71)
32 Fonte: http://www.internet4things.it/iot-library/internet-of-things-gli-ambiti-applicativi-in-italia/ 33 Tratto da: Mazali T., Magone A. (2016, pp. 70-71)
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Usando l’internet delle cose, i prodotti avranno la possibilità di raccogliere e trasmettere i dati, di comunicare con le attrezzature e far assumere decisioni intelligenti.
Quanto più cresce la diffusione di apparati e sensori, tanto più è in crescita la quantità di dati che dovranno essere gestiti e cresce il numero di applicazioni che dovranno essere sviluppate34.
L’idea base dell’IoT secondo l’autore O’leary D. (2013), è che virtualmente ogni cosa fisica in questo mondo può anche diventare un computer che è connesso ad internet.
Fleisch E. (2010) evidenzia le differenze tra internet ed IoT concludendo che l’IoT non è allo stesso livello di internet ma che è soltanto una applicazione di esso.
L’IoT può essere così concettualizzato come una estensione di internet.
Si apprende dall’articolo di O’leary D., che Chui ed altri35 definiscono l’internet
delle cose come sensori attuatori inseriti in oggetti fisici, uniti attraverso reti con fili e senza fili.
Le “cose” possono essere sensori, database, altri dispositivi o software.
Le applicazioni prevalenti nel territorio nazionale, sono quelle che mirano a soluzioni più semplici e di immediata realizzazione; ma incomincia tuttavia la diffusione di soluzioni più aderenti al paradigma dell’IoT.
Tra queste secondo una fonte online36, “troviamo i contatori intelligenti per
misurare i consumi, la sicurezza delle persone, i servizi di info-mobilità e la registrazione dei parametri di guida”.
Queste soluzioni applicative in Italia procedono con lentezza, ma se si pensa al valore reale che da loro proviene nel lungo periodo, si potrà avere la loro diffusione nel breve tempo.
I seguenti sei casi37 sono esempi di come le produzioni stanno collocando l’IoT
nell’uso del business intelligente:
34 Fonte: http://www.internet4things.it/iot-library/internet-of-things-gli-ambiti-applicativi-in-italia/ 35 Fonte: O’leary D. (2013, p. 55)
36 Fonte: http://www.internet4things.it/iot-library/internet-of-things-gli-ambiti-applicativi-in-italia/ 37 Fonte: Jamwal A. (2016, p. 44) (trattasi di una traduzione di chi scrive)
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- RAPID COSTING: le difficili dinamiche del mercato richiedono “rapid costing”38,ossia stime tempestive dei dati di costo utili per definire i prezzi,
ad esempio, di un particolare pezzo di attrezzatura.
I dati storici che includono i tassi, le preferenze richieste dal cliente ed i documenti del passato devono essere combinati in una strategia di IoT con il fine di ridurre il lead time ed incrementare la qualità.
- NON CONFORMITA’ DEI REPORT ANALITICI: viene fuori quando un prodotto, un processo o una procedura non è conforme al set di standard, l’IoT è uno strumento usato per ridurre gli errori quanto più possibile e trattenere i prodotti difettosi prima che raggiungano i clienti.
- OTTIMIZZAZIONE DELL’IMPIANTO: le vendite e le operazioni di processi di pianificazione sono la parte centrale di una azienda manifatturiera.
L’IoT permette al management non soltanto di gestire il business ma anche di creare un sistema di comando e controllo che integra i piani del business strategico e le operazioni tattiche giorno per giorno.
- MIGLIORAMENTI OPERATIVI: i big data in una soluzione IoT possono aiutare ad aumentare complessivamente l’efficacia dell’impianto, minimizzando l’errore dell’impianto e permettendo un mantenimento proattivo per ridurre o eliminare i tempi di inattività.
- I FORNITORI E LA SUPPLY CHAIN: connettendo le fabbriche con i fornitori, tutte le parti coinvolte nella catena del valore possono individuare interdipendenze, flussi di materiale e tempi del ciclo di produzione.
L’IoT può essere configurato per la tracciabilità della posizione, il monitoraggio remoto e il reporting di parti e prodotti poiché essi si trovano attraverso la catena del valore.
- SALUTE, SICUREZZA E AMBIENTE: gli indicatori chiave di perfomance per la salute, la sicurezza e l’ambiente includono dati relativi alle malattie, alle assenze di breve o lungo termine, incidenti con veicoli, danni alla proprietà.
38 Una definizione del costo rapida; la relazione tra costi e prezzi sarà spiegata ampiamente nel paragrafo
21
Tali elementi verranno isolati e indirizzati per essere gestiti al meglio attraverso l’IoT.
In conclusione, i dati che provengono da tutti gli oggetti connessi in rete, implicano il bisogno di nuove tecnologie per la loro raccolta, archiviazione e interpretazione, ben al di là delle consuete soluzioni di applicazioni analitiche di elaborazione: si tratta delle tecnologie dei big data.
1.2.2 Big data
Il termine big data è alquanto fuorviante.
La traduzione grandi dati o grossi dati, infatti, ci spinge a considerare l’enorme quantità di dati oggi disponibili in diversi settori e, di conseguenza, porta a definire che per rivoluzione big data ci si riferisce alle opportunità di avere tante informazioni al servizio del business39.
Comunque, ci sono varie definizioni che sono state date per big data, per esempio l’azienda Gartner40 ha definito i big data come risorse di alto volume, velocità e
varietà di informazione, innovative forme di processo di informazione per migliorare le intuizioni e prendere le decisioni.
Magone A. e Mazali T. (2016, p. 71) affermano che “Il termine viene utilizzato per
sintetizzare l’insieme di tecnologie che permettono di raccogliere ed elaborare la grande massa di informazioni che transitano attraverso internet e descrivono per esempio i trend del mercato, le abitudini dei consumatori, la reputazione dei marchi, la domanda di beni ed altro ancora”.
Il termine big data quindi rimanda a come trattare questa quantità di informazioni, ossia agli algoritmi che hanno potere di gestire così tante variabili con poche risorse computazionali.
Le definizioni di big data sembrano evidenziare la complessità, la diversità e la natura dei dati generati.
La definizione di big data fornita dall’EMC, considerata leader tra i provider di soluzioni IT, sottolinea la necessità di cambiamenti nella architettura delle
39 Fonte:http://www.cloudtalk.it/big-data-esempi/
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informazioni tecnologiche, poiché c’è una trasformazione verso un processo più parallelo41.
Con l’industria 4.0 l’automazione degli impianti potrà trasferire grosse quantità di dati grezzi sulle caratteristiche del ciclo produttivo, oggi non significativi perché difficilmente interpretabili.
Con i big data questi milioni di dati potranno essere presi in considerazione per rendere migliore l’efficienza del sistema, con riferimento a 3 variabili: la velocità con la quale i dati giungeranno ai centri di lavorazione e saranno soggetti ad essere analizzati in tempi brevissimi, il volume dei dati che verrà elaborato, la varietà dei dati presi in considerazione, che provengono da fonti eterogenee e differenziate42.
Il modello si è ampliato andando ad aggiungere le seguenti caratteristiche:
la variabilità che si riferisce alla possibilità di inadeguatezza dei dati; la
complessità che si riferisce al compito più impegnativo cioè quello di collegare le
informazioni ed averne di interessanti43.
Il concetto di big data mette in risalto le differenze con la business intelligence relativamente ai dati e al loro utilizzo44: la business intelligence si avvale della
statistica descrittiva con dati ad alto numero di informazioni per misurare cose, mettere in rilievo tendenze, cioè utilizzare data set limitati, dati puliti e modelli semplici.
I big data utilizzano invece la statistica inferenziale e concetti che identificano sistemi non lineari per ricavare leggi da enormi quantità di dati e per mettere in evidenza i rapporti, le dipendenze e prevedere risultati e comportamenti.
A tal proposito un esempio di che cosa sono capaci i big data potrebbe essere il fatto che tutti i dati provenienti dalla navigazione di un utente, dai suoi precedenti acquisti, dai prodotti valutati o ricercati, permettono ai colossi del commercio di suggerire i prodotti più adatti agli scopi del cliente, quelli che solleticano la sua curiosità e lo spingono a comprare per necessità momentanee, o per semplice impulso.
41 Fonte:O’leary D. (2013, p. 54)
42 Fonte:Magone A., Mazali T. (2016, pp. 71-72) 43 Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Big_data 44 Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Big_data
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I vantaggi che i big data garantiscono a livello aziendale sono numerosi45; ma i
sistemi di manifattura industriale futura necessitano di fare migliore uso dei dati. In primo luogo occorre analizzare un numero più alto di informazioni rispetto al passato e ciò consente di avere output più precisi.
Inoltre, la digitalizzazione di tutto il processo di trattamento dei dati offre la possibilità di focalizzarsi di più sulle scelte di gestione lasciando alle macchine lavori prevalentemente esecutivi come l’organizzazione delle informazioni46.
I dati di basso livello devono essere trasformati in informazioni utili47 e i servizi
intelligenti necessitano di essere integrati per supportare le decisioni da prendere. In più i futuri sistemi di produzione necessitano di essere flessibili, competitivi, sostenibili e sicuri.
Nell’era digitale tutte le aziende che sono state capaci di valorizzare il più possibile il patrimonio di dati a loro disposizione, hanno conseguito un evidente vantaggio competitivo rispetto ai diretti concorrenti: il 49% delle aziende che hanno rilevato alti livelli di consenso da parte degli executive hanno concluso iniziative vantaggiose dal punto di vista economico legate ai big data48.
I benefici che l’analisi big data può dare sono numerosi49:
- Aumentare il fatturato: si sintetizzano i dati in un’analisi quantitativa per far aumentare una vendita, per individuare la dimensione di un mercato, per valorizzare un profilo cliente.
- Rendere prevedibile lo sviluppo della domanda: basarsi su come si comportano i clienti ovvero sulla loro propensione all’acquisto è rischioso; analizzare i big data che non sono conformi a ciò che riguarda la vendita dei brand e dei prodotti dell’azienda può invece evidenziare interessi dei potenziali clienti che altrimenti non sarebbero evidenti.
45Fonte:http://www.bollettinoadapt.it/big-data-possibilita-e-pericoli-derivanti-dallintroduzione-azienda/ 46Fonte:http://www.bollettinoadapt.it/big-data-possibilita-e-pericoli-derivanti-dallintroduzione-azienda/ 47Fonte:Theorin A., Bengtsson K., Provost J., Lieder M., Johnsson C., Lundholm T., Lannartson B.(2016, p.
1297)
48
Fonte:http://www.ilsole24ore.com/art/management/2016-06-13/l-azienda-guadagna-se-big-data-arrivano-top-management-115011.shtml?uuid=ADyTA5a
49
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- Dare più valore all’account management: considerando le operazioni tra fornitori e clienti e aggiungendo informazioni di come operano i clienti al di fuori del rapporto di business, si può porre attenzione alla relazione B2B sui reciproci obiettivi rendendo migliore il servizio al cliente e aiutando gli account manager50 a fare in maniera più efficiente il loro lavoro.
- Prevedere ciò che è meglio fare per qualsiasi cliente: analizzando la grande quantità di dati interni e esterni, siamo preparati ad evadere con soddisfazione una richiesta del cliente o meglio ancora a prevenirla con un offerta idonea.
- Aprire nuove opportunità di business: se ne discute spesso con riferimento a nuovi prodotti o servizi che l’analisi dei big data suggerisce di fare.
Il discorso comunque ha una valenza anche per chi voglia estendere il mercato riferendosi a nuovi clienti.
Per quanto riguarda i big data è di assoluta importanza essere capaci di catturare ed archiviare tutti i dati che sono di una certa utilità per l’azienda; spesso questa non è valutabile a priori, e quindi la vera sfida è quella di poter avere tutti i dati a disposizione.
Qualche tempo fa, gli sforzi ed i costi per essere in grado di catturare e mantenere i dati erano troppo elevati, ma l’attuale contesto fortemente innovativo ed il basso costo hanno reso possibile tale approccio51.
La gestione del mondo dell’informazione che proviene da numerose fonti come i sensori, il web e i social media cresce sempre di più ed è in continua espansione. Poiché quindi i volumi di dati e la loro varietà sono molto elevati, non è possibile utilizzare la tecnologia del passato che diventerebbe troppo costosa e limitata; servono sistemi più complessi, nuove configurazioni hardware e spazi di memoria più grandi52.
50L’account manager è un soggetto che lavora per una azienda e risponde della gestione delle vendite e
delle relazioni con particolari clienti. Fonte: https://it.wikipedia.org/wiki/Account_manager
51
Fonte:http://www.zerounoweb.it/approfondimenti/big-data/come-fare-big-data-analysis-e-ottenere-valore-per-le-aziende.html
25 1.2.3 Additive manufacturing
I termini stampanti 3D e additive manufacturing sono spesso usati in modo intercambiabile in quanto entrambi si riferiscono alla creazione di oggetti fisici basati su file digitali che rappresentano il loro design53.
Cinquini L. (2017, p. 34) afferma che “L’additive manufacturing o stampa in 3D è
una modalità produttiva che, usando tecnologie anche molto diverse tra loro, consente la realizzazione di oggetti, parti componenti, semilavorati o prodotti finiti generando o sommando strati successivi di materiale”; la stampante 3D crea parti
finali e componenti metalliche differenziandosi dal tradizionale processo sottrattivo54.
Magone A. e Mazali T. (2016 pp. 72/74) danno un’idea di modalità di stampa, affermando che “La stampante stende sottili strati di polveri che vengano aggregati
e fusi l’uno all’altro, strato su strato creando il prodotto finale”.
Da qui deriva il nome che viene dato alla tipologia di produzione cioè, “additive manufacturing” ovvero processo caratterizzato da aggiunta di materiale, contrapposto alla tecnologia in uso di produzione sottrattiva, per esempio i procedimenti di tornitura e fresatura55.
Cinquini L. (2017) definisce anche due caratteristiche della produzione additiva che sono di estrema importanza per capire le possibilità di sviluppo:
- consentire una produzione di elementi con caratteristiche complesse, che non possono essere realizzate in un manufatto unico con le tecniche tradizionali cambiandone la struttura, utilizzando minor quantità di materie prime e aumentandone le prestazioni;
- fare in modo che i costi relativi alle varianti del prodotto rispetto al modello base siano nulli.
Dal testo dello stesso autore si evidenzia che l’ additive manufacturing sia una metodologia propria di produzioni di grandi serie e che possa offrire nuove opportunità alla personalizzazione di massa.
53 Fonte:Petrick I. & Simpson T .W. (2013) 54 Fonte: Magone A., Mazali T. (2016, pp. 72/74) 55 Fonte: Cinquini L. (2017, p. 34)
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La personalizzazione di massa del prodotto significa la realizzazione di un pezzo su misura per il singolo consumatore, evitando di fare uno stampo unico, ad un costo per il quale il prodotto finale risulterebbe molto costoso e destinato ad una fascia alta di mercato56.
Si tratta di una novità di grande importanza nella sfera della più ampia tendenza alla digitalizzazione della manifattura che trova attuazione attraverso il dialogo tra computer e macchine, in virtù dello scambio di informazioni tra persone e tra macchine e persone, reso attuabile dalla diffusione di internet.
Per quanto riguarda la tecnologia, l’innovazione non è recente poiché la stampa 3D si utilizza da metà degli anni 80 nella prototipazione rapida, ma ultimamente si è allargato il campo di utilizzo di questa tecnologia poiché è possibile stampare oggetti di maggiori dimensioni in una gamma ampia di materiali (metallo, ceramica, cera, gesso e polimeri)57.
Il costo delle macchine ha subito una riduzione e l’insieme di tutti questi fattori ha consentito uno sviluppo decisivo di questa tecnologia nella produzione di componenti per uso finale.
Siamo lontani dalla diffusione su larga scala di questa tecnologia all’interno delle aziende, ma si pensa agli effetti di grande importanza in ambiti come la proto tipizzazione, dove consentirebbe vantaggi di efficienza58.
Con la stampa 3D si attua un cambiamento di paradigma per alcune ragioni59 poiché:
- permette la personalizzazione di massa del prodotto, la produzione non è più legata allo stampo che non consentirebbe la realizzazione di forme complesse;
- dà la possibilità di usare la stessa linea produttiva per produzioni diverse; - fa reagire velocemente ai cambiamenti del mercato il quale risulta più
volatile tanto da costringere le aziende a modificare velocemente quantità e tipologia della produzione.
56 Fonte: Mazali T. e Magone A. (2016, pp. 72/74) 57 Fonte: Cinquini L. (2017, p. 34)
58 Fonte: Mazali T. e Magone A. (2016, pp. 72/74) 59 Fonte: Mazali T. e Magone A. (2016, pp. 72/74)
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La tecnologia 3D è un cambiamento che si riferisce non soltanto alla produzione ma anche alla progettazione flessibile60: l’industria 4.0 e l’additive manufacturing
permettono la coprogettazione del prodotto con l’apporto di più imprese, ognuna con una specializzazione particolare in una piccola fase del ciclo produttivo che viene realizzato in modo successivo con la stampa 3D.
La stampa 3D produce un effetto sulla struttura dei costi di produzione. L’economista Petrick I. (2013) propone di prendere in considerazione insieme al concetto di economie di scala, il concetto di economies of ones, ovvero i vantaggi ottenuti dall’azienda grazie alla personalizzazione di massa a causa della riduzione dei costi fissi a vantaggio di quelli variabili.
Secondo Cinquini L. (2017, p. 36) “La convenienza della produzione di massa
risiede nella possibilità di ripartire i costi fissi per essa necessari su elevati volumi di produzione, in caso contrario essa non è efficiente”.
Lo stesso autore riporta il pensiero di Atzeni e Salmi (2012), che dimostrano che dal confronto dei costi di produzione dell’additive manufacturing con il sistema di produzione tradizionale emerge l’esistenza di volumi di break even al di sopra dei quali non è conveniente produrre con la stampante 3D.
La stessa Petrick I. insieme a Simpson T.W. (2013), in un breve cenno storico sul sistema 3D sottolineano che la rivoluzione industriale inaugurò un’era di innovazione nei metodi della produzione, creando strumenti e macchine utensili che permettevano una produzione di massa e la sostituzione del lavoro con le macchine. Essi affermano che la crescita dell’additive manufacturing sostituirà le dinamiche competitive delle tradizionali economie di scala.
In sintesi le future manifatture saranno governate da 2 gruppi di regole: le economie
di scala per parti intercambiabili prodotte ad alti volumi ed economie di prodotti personalizzati che possono essere costruiti strato su strato.
I benefici legati alle applicazioni delle tecnologie additive possono essere ricondotti a quattro categorie che fanno riferimento agli elementi sui quali un’azienda può agire per crearsi un vantaggio competitivo rispetto ai propri concorrenti61:
60Fonte:Mazali T. e Magone A. (2016, pp. 72/74)
61
28
- Qualità: sono compresi in quest’area tutti i benefici relativi alla possibilità di sviluppare prodotti con funzionalità incrementate, proprietà e prestazioni molto elevate, geometrie e forme più complesse.
Spesso la stampa 3D permette di realizzare sia componenti che prodotti che hanno delle prestazioni superiori rispetto agli stessi ottenuti con tecnologie tradizionali sottrattive.
- Tempo: in questa categoria sono inseriti tutti i benefici che comportano la facoltà di un intervento sui processi aziendali riducendone il tempo di esecuzione; si riduce complessivamente il time to market del prodotto offrendo un servizio migliore al cliente.
Questa categoria di benefici è quella su cui puntano più le aziende che desiderano ridurre i tempi di progettazione e prototipazione.
Ciò è possibile poiché le stampanti 3D sono capaci di realizzare il pezzo direttamente dal modello 3D senza dover creare attrezzature, utensili e stampi.
- Costo: l’obiettivo principale di ogni azienda in passato era quello di raggiungere l’efficienza, ovvero la possibilità di ridurre i costi e di proporre al mercato prodotti a prezzi competitivi.
Adesso le aziende hanno la consapevolezza di agire anche sulle leve di differenziazione anche se in diversi settori continua ad esserci la ricerca di maggiore efficienza.
Le tecnologie additive permettono di perseguire una riduzione dei costi, la riduzione delle materie prime in ingresso, la riduzione degli scarti e delle non conformità.
Alcune aziende rendono efficiente il processo di produzione/assemblaggio grazie alla possibilità di realizzare in un unico processo di stampa differenti componenti.
- Flessibilità: una maggiore personalizzazione dei prodotti e dei servizi ha come conseguenza una maggiore dipendenza dalle esigenze del singolo cliente che difficilmente possono essere previste e sono standard.
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E’ possibile mediante la flessibilità determinare le quantità da produrre in funzione della moda del momento.
Si apprende dalla stessa fonte che vengono considerati di una certa significatività i benefici connessi alla possibilità di ridurre e comprimere i tempi di progettazione e di prototipazione, in aderenza a quanto chiede il mercato che impone una sempre maggiore velocità nel rispondere alle esigenze dei clienti, che desiderano sempre di più ricevere prodotti personalizzati e di qualità elevata.
1.2.4 Robot di nuova generazione
L’industria 4.0 prevede tra le tecnologie quella di usare robot in grado di lavorare insieme con gli uomini, senza barriere.
I robot sono programmati ed impiegati per eseguire operazioni molto semplici o eseguire lavori più pericolosi all’interno degli impianti produttivi62.
Mazali T. e Magone A. (2016, p. 75) definiscono i nuovi robot, “collaborativi in
quanto vivono una profonda interazione, in autonomia e sicurezza, con gli operatori umani, comportandosi come una sorta di assistente personale”.
Essi stanno cambiando profondamente le attività della logistica in particolar modo nei magazzini automatizzati poiché sono capaci di effettuare tutte le operazioni di magazzino63.
La tecnologia dei nuovi robot avrà un impatto significativo sul fattore lavoro anche se la loro funzione è in parte sostitutiva del lavoro manuale e ripetitivo e in parte complementare poiché sarà di aiuto al sorgere di attività nuove e diverse64.
Jarvis G. (2015), cita un report della società ACCA (Association of chartered certified accountants) che inizia con una frase emblematica: “i robot stanno arrivando”.
L’autore sostiene che la crescita dei robot è guidata dalla macchina che insegna, in modo da automatizzare ripetitivi e banali processi di accounting così come
62 Fonte: Mazali T. e Magone A. (2016, p. 75) 63 Fonte: Mazali T. e Magone A. (2016, p. 75) 64 Fonte: Mazali T. e Magone A. (2016, p. 75)
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l’inserimento dati, l’elaborazione dell’ordine, la fatturazione, il cost accounting e gli ordini di acquisto.
Jarvis G. (2015) cita anche il report di “Deloitte’s london Futures Agiletown”, che afferma che uno su tre lavori nella capitale britannica è a rischio di divenire ridondante a causa della tecnologia nei prossimi 10, 20 anni, e che il processo di automazione della robotica può portare a perdita di lavoro in un’epoca caratterizzata da insoddisfazioni economiche: i lavori delle persone possono essere lasciati ai robot nel futuro.
Ci saranno comunque servizi finanziari di più alto valore come i cicli di budgeting e di pianificazione che richiederanno più competenze umane e così gli esseri umani saranno ancora necessari per garantire il mantenimento della accuratezza65.
In sintesi secondo Jarvis G. (2015), le organizzazioni investiranno sia nella automazione dei processi robotici sia nella specializzazione dei dipendenti per quanto riguarda conoscenza ed esperienza.
C’è anche la possibilità che il CFO non veda il processo automatico di robotica come una priorità di valore nonostante che produca una riduzione dei costi ed un aumento di benefici.
Lo stesso autore crede che la lenta penetrazione della robotica sia dovuta allo “storico dominio” dell’ERP, all’esternalizzazione, alla mancanza di cultura intorno al processo di automazione robotica.
Egli conclude affermando che quando un CFO capisce e vede che il processo di automazione robotica è più sicuro ed economico, la fiducia si svilupperà con il tempo.
Così i robot stanno arrivando ma essi sembrano rappresentare più un’opportunità che una minaccia.
Di recente vari tipi di autonomi robot sono stati sviluppati per supportare le aziende edilizie, per esempio, si è avuta l’automazione robotica per l’assemblaggio delle fasce d’acciaio, che ha sostituito il lavoro umano66.
65Fonte: Jarvis G. (2015, pp. 38-39)
31 1.3 I nuovi ruoli e come cambia il modo di valorizzare le competenze
L’industria 4.0 è un complesso di tecnologie della comunicazione e dell’informazione e allo stesso tempo, un insieme di innovazioni che coinvolgono macchine e persone.
L’elemento umano, con la sua formazione e le proprie competenze sarà al centro della fabbrica 4.0; si assisterà ad una trasformazione occupazionale67.
Dalla stessa fonte web si stima che ci sarà un cambiamento nei lavori e nelle professioni richieste in quanto ci sarà maggiore domanda di manodopera qualificata e ci sarà la necessità di competenze nuove, di figure con qualifiche, come programmatori, sviluppatori di software, tecnici dei materiali e delle stampanti 3D. Emergeranno quindi le figure degli analitycs, che saranno in grado di leggere i big data e di captare in anticipo trend e sviluppi futuri del consumo.
La formazione per la crescita delle competenze sarà vista come un elemento fondamentale, data la necessità di nuove figure professionali, già a livello scolastico e universitario.
La fabbrica del futuro e i suoi sinonimi si riferiscono tutte alle tecnologie digitali della comunicazione e dell’informazione68.
La fabbrica trova le sue radici nella collaborazione intelligente tra uomo e macchina, e nell’innovazione tecnologica che ha come scopo quello di assicurare stabilità alla produzione manifatturiera locale e globale69.
Occorre considerare la fabbrica come protagonista al tempo stesso sia di innovazione tecnologica sia di innovazione sociale, e che sia portatrice di una nuova cultura del lavoro, che prenda in considerazione anche gli interessi dei lavoratori.
Essere protagonista della nuova fabbrica significherà per il lavoratore fare di più e meglio, per affrontare la complessità del lavoro ed avere una capacità di problem solving.
67
Fonte:http://www.mo.camcom.it/modena-economica/2016/modena-economica-n-2-marzo-aprile-2016/industria-4-0-la-quarta-rivoluzione-industriale-e-iniziata
68Fonte:Magone A., Mazali T. (2016) 69Fonte:Magone A., Mazali T. (2016)
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Questo significa per il lavoratore una capacità di assumersi responsabilità affrontando i problemi, cercando, quando necessario, di agire di propria iniziativa; egli dovrà essere comunicativo e sapere organizzare un lavoro in team70.
Il lavoratore dovrà essere disponibile a mettere al servizio dell’azienda le proprie potenzialità e capacità soggettive che risultano fondamentali per la qualità del lavoro, per assicurare un ambiente più interessante, per favorire autonomia e migliorare l’esperienza professionale.
Il ruolo dell’operaio non sarà più quello che interviene manualmente nel ciclo e che opera in una relazione di reciprocità con una sola macchina: gli operai si dedicheranno al monitoraggio di più fasi, di più macchinari, di frazioni più ampie del processo produttivo71.
Rispetto al vecchio lavoro parcellizzato taylorista, il grado di polivalenza, il livello delle competenze di base possedute, il rapporto con le nuove tecnologie, la ricomposizione delle mansioni, faranno emergere un lavoro operaio del tutto modificato.
I cambiamenti più radicali riguardano in particolare le figure dedicate allo sviluppo e alla progettazione dei processi72.
Questi, quasi sempre ingegneri, operano secondo logiche di integrazione con i responsabili di funzione a valle, lavorando direttamente in reparto come nei laboratori di realtà virtuale; l’importanza decisiva che si dà alla collaborazione e alla rottura delle rigidità, sta facendo crescere una nuova figura di ingegnere che sarà una figura multitasking, riunendo insieme professionalità che un tempo si presentavano divise: tipicamente il progettista e il disegnatore73.
Il fatto che le macchine a causa della nuova tecnologia operino in autonomia, fa cambiare il ruolo del tecnologo74, che diviene esperto di programmazione del sistema; egli fornirà le istruzioni operative ai processi in modo che l’operatore
70Fonte: Magone A., Mazali T. (2016) 71Fonte: Magone A., Mazali T. (2016) 72Fonte: Magone A., Mazali T. (2016) 73Fonte: Magone A., Mazali T. (2016)
74Egli è una figura professionale nella quale confluiscono caratteristiche dello scienziato con quelle
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intervenga il meno possibile, occupandosi che il processo fluisca senza troppi intoppi75.
In questo scenario figure come il revisionista, il leva bolli, il batti lastra che sono proprie dell’era dello stampaggio, probabilmente scompariranno e saranno sostituite da figure più sfaccettate e analitiche.
Oltre a queste vi sono molte altre figure interne alla azienda che potrebbero ricoprire un posto importante nella manifattura che cambia.
La crescita delle attività di monitoraggio, gestione, analisi, trattamento dei dati generati dai prodotti intelligenti, potrebbe portare ad una maggiore domanda di analisti.
Una delle novità introdotte dall’industria 4.0 è quella di accelerare il processo di creazione ed evoluzione delle competenze76 richieste da un mondo del lavoro
sempre meno stabile.
Bisogna chiederci quali competenze sono necessarie.
“Addestrare all’analisi e alla diagnostica, allenare all’astrazione, costruire
relazioni inedite tra elementi che si presentano separati, sono le esigenze che più spesso si sentono esporre dalle imprese, non solo quelle di maggiori dimensioni”77. Il tema della formazione costituisce elemento di costante attenzione da parte del management sebbene esso sia sviluppato in forme differenti in base alla natura della produzione e al grado di sviluppo tecnologico delle imprese.
In qualche circostanza, ad esempio, assume rilevanza la trasmissione di know how tra vecchie e nuove generazioni, il tutoraggio e l’apprendistato.
Nella fabbrica che sta prendendo vita dalla trasformazione tecnologica dell’industria 4.0, organizzare il sapere dei lavoratori è una delle sfide più importanti; si dovranno organizzare piani formativi per lo sviluppo professionale degli stessi.
L’impresa manifesta bisogni complessi e ciò si riflette nella varietà dei ruoli che essa occupa nel proprio ecosistema e nella capacità di adeguarsi rispetto a quanto imposto da un mercato volatile78.
75 Fonte: Magone A., Mazali T. (2016)
76 “è oggetto di dibattito se la digitalizzazione operi a favore di un aumento generalizzato delle competenze
nel lavoro o viceversa porti ad un impoverimento dell’esperienza e alla semplificazione della capacità umana”; fonte:Magone A., Mazali T. (2016)
