Impresa 4.0 Da: La Fabbrica connessa. Luca Beltrametti e altri – Editore Guerini – giugno 2017

Impresa 4.0 Il termine «Impresa 4.0» secondo la Commissione Europea riguarda una trasformazione dell’intera sfera della produzione industriale resa possibile dalla fusione delle tecnologie digitali con la manifattura convenzionale. La disponibilità di sensori a basso costo, di dimensioni sempre più piccole e con consumi sempre più contenuti, consentono di connettere le cose oltre che le persone. La possibilità per le cose di scambiare dati (IoT) e di interagire con macchine e persone, in presenza o in remoto, mette a disposizione in tempo reale grandi quantità di dati di natura diversissima (big data).

Impresa 4.0 Si pone il problema di estrarre dai dati informazioni utili attraverso algoritmi e strumenti di “machine learning”. Le macchine, connesse fra loro, avranno memoria di quello che accade e saranno anche capaci di “consigliare” possibili soluzioni in caso di errori o guasti. Ogni oggetto nel corso della progettazione “nasce digitale” e diventa poi reale attraverso processi produttivi guidati da computer: l’oggetto reale avrà dunque sempre un “gemello digitale” che lo accompagnerà dalla produzione materiale alle manutenzioni.

Impresa 4.0 Elementi cruciali per lo sviluppo dei sistemi 4.0 sono gli “algoritmi”, già molto diffusi nei sistemi che conosciamo (Google, Siri o Cortana ad esempio). Vi sono algoritmi che mettendo in atto forme di autoapprendimento, trovano soluzioni ottimali o “soddisfacenti” a vari problemi. L’interconnessione e l’utilizzo efficace della grande mole di dati che i sistemi si possono scambiare, non sarebbe utile se non ci fossero algoritmi capaci di identificare soluzioni accettabili ai problemi che via via si presentano.

Impresa 4.0 Nell’ambito della logistica di stabilimento, già da tempo si sono realizzati progressi associabili a Industria 4.0, ad esempio con flotte di robot autonomi in grado di reperire e trasportare oggetti in base ad un piano definito. In merito ai robot che operano nei processi, merita far presente che, in particolare, i robot “collaborativi” sono macchine progettate e realizzate per operare a stretto contatto con gli umani negli stessi spazi di lavoro. Posseggono gli “skin sensor” che permettono loro di riconoscere la presenza umana per evitare collisioni.

Impresa 4.0 Nella filiera di produzione di un iPhone i robot sono all’inizio (in Giappone, Corea del sud e Taiwan) quando vengono creati i componenti a più alto valore aggiunto (processori, sensori, memorie). Nelle fabbriche di memorie di massa di Samsung lavorano in ogni linea un centinaio di robot, con una precisione ed un tempismo impossibili per qualsiasi essere umano: è l’area a più alta standardizzazione. L’ultimo segmento della filiera sarà sempre più oggetto di personalizzazione. Il costo dei robot cala molto rapidamente: sono destinati ad essere i nuovi protagonisti delle fabbriche 4.0

Impresa 4.0 La connessione fra le diverse macchine di una linea attraverso la raccolta in tempo reale dei dati forniti dai sensori posti sui macchinari rende possibile la “manutenzione predittiva”. Salvati i dati all’interno di un sistema che li renda accessibili, attraverso algoritmi di intelligenza artificiale i manutentori possono identificare pattern anomali che consentono di prevedere un imminente problema e di intervenire sulla linea prima che si verifichi un blocco.

Impresa 4.0 Un ruolo importante nell’impresa 4.0 viene giocato dal “Cloud computing” che tende a minimizzare gli aspetti tecnologici a carico degli utilizzatori. Il Cloud ha principalmente lo scopo di rendere fruibili le funzionalità di un SW, a cui si sia interessati, secondo necessità. Anche Amazon, IBM, Oracle hanno reso disponibili in Cloud SW per le vendite, per il MKT, per la gestione delle commesse e delle risorse umane. Si passa da un bene di proprietà a un servizio che si paga a consumo. I fornitori di servizi devono puntare su una gamma completa di servizi, su accessi facili e prezzi contenuti.

Impresa 4.0 Nelle aree produttive 4.0 compare la stampa in 3D come strumento di prototipazione e di personalizzazione del prodotto. Si distinguono 3 tipi di stampa in 3D: “FDM” (Fused Deposition Modeling) che deposita materiale fuso, tipicamente termoplastico; “SLA” (Stereo Lithography Apparatus) in cui un polimero liquido viene solidificato a strati da un raggio laser; “EBM” (Electron Beam Melting) che effettua la fusione di polveri di metallo attraverso un fascio di elettroni. In futuro non si conserveranno più i ricambi ma solo i file per la stampa in 3D.

Impresa 4.0 Sarà possibile inoltre, in futuro, trasmettere i file per la stampa presso distributori, utenti in possesso di stampanti adatte o stazioni spaziali. Essendo tecnologie additive eliminano lo spreco da “sfrido”. L’assenza di sfridi consente di affrontare il costo di leghe più resistenti e più leggere. Il vantaggio spesso non è nel costo ma nella possibilità di realizzare geometrie complesse in un unico pezzo. Le stampanti in 3D per uso industriale sono molto costose, ma non necessariamente debbono essere acquistate.

Impresa 4.0 La simulazione del comportamento di un prodotto in fase di progettazione può essere oggi effettuata grazie alla potenza di calcolo di cui si dispone: può trattarsi di un ponte, di un aereo, di un natante, di una motrice ferroviaria. Nel corso dello sviluppo del gemello digitale di quello che sarà il prodotto finale, si possono individuare le disfunzioni ed anticipare le correzioni al progetto prima di passare alla produzione. Per questa via si accorcia di molto il tempo di sviluppo del prodotto.

Impresa 4.0 In materia di sensori, sono da segnalare i MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), oggi realizzati in scala micro e non nano, che possono misurare campi elettromagnetici, accelerazioni, vibrazioni, pressione atmosferica. Questi sensori, in futuro basati su nanotecnologie, saranno i protagonisti dell’Internet of Things. Nel campo dei materiali interessante potrà essere il ruolo dei “materiali intelligenti” che possono ad esempio cambiare forma secondo una legge predefinita, in modo reversibile (sono detti materiali “a memoria di forma”). Questa proprietà può essere utilizzata per realizzare “attuatori” privi di parti meccaniche interconnesse.

Impresa 4.0 Entrare nella prospettiva 4.0 per l’Italia significa recuperare in produttività (oggi la produttività in Italia in ambito manifatturiero è la più bassa d’Europa) e quindi in competitività. Con alta probabilità rientreranno le produzioni decentrate nei paesi a basso costo della manodopera in quanto nelle manifatture 4.0 si riduce l’incidenza della manodopera sul costo di produzione. Di massima si alza il livello di competenza richiesto per la gestione dei processi produttivi.

Impresa 4.0 Scompaiono alcuni mestieri e ne compaiono altri che richiedono competenze più elevate. Se le macchine arriveranno a riconoscere l’operatore che in un certo momento si trova di fronte a loro, allora potranno esprimersi in lingue diverse e a livelli diversi di complessità. Un ruolo sicuramente importante sarà quello degli “Integratori di sistema” che debbono far parlare gli impianti fra loro. Servono persone in possesso delle cosiddette soft skills: capacità di relazionarsi con altri, di interagire nei gruppi, di cooperare e condurre negoziazioni.

Impresa 4.0 Guardando al passato, l’automazione ha sempre generato nuove posizioni lavorative: il saldo fra posizioni scomparse e nuove alla fine risultava sempre positivo. Non è detto che questo accada con la prospettiva 4.0. In ogni caso le posizioni nuove in gran parte richiedono competenze di alto profilo e il transitorio comporterà costi sociali pesanti. La tecnologia comunque non potrà replicare la creatività, la capacità di prendere decisioni in contesti non prevedibili e di gestire aspetti emotivi e relazionali.

Impresa 4.0 In generale: Sarà sempre meno importante la presenza di un posto fisico in cui svolgere l’attività lavorativa. Si lavorerà sempre più per obiettivi e aumenteranno di molto le premesse per bilanciare la vita privata e la vita lavorativa (Smart Working). Si potranno inoltre, grazie ai sistemi informativi connessi in rete, condividere i beni e i mezzi di produzione con molta più frequenza rispetto al passato (Sharing Economy).

Impresa 4.0 I problemi più importanti: Sicurezza informatica (non tanto per i virus quanto per il furto di informazioni o il danneggiamento dei dati)  Privacy (in particolare rischio di spionaggio da parte di organizzazioni ostili) Accumulo di regole invisibili che l’intelligenza artificiale genera al suo interno a fronte dell’esperienza acquisita: possono avere implicazioni etiche che sfuggono al controllo umano (il Robot decide che…) Disuguaglianza nella distribuzione della ricchezza