Tecnologie Informatiche ed Elettroniche per le Produzioni Animali CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI ANIMALI Tecnologie Informatiche ed Elettroniche per le Produzioni Animali (corso TIE) Massimo Lazzari Scienze veterinarie per la salute, la produzione animale e la sicurezza alimentare – VESPA Università di Milano

Macchine che sostituiscono il lavoro intellettuale CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI ANIMALI Macchine che sostituiscono il lavoro intellettuale TIE per le Produzioni Animali Massimo Lazzari Scienze veterinarie per la salute, la produzione animale e la sicurezza alimentare – VESPA Università di Milano

PREREQUISITI DEL CORSO

CAPITOLO 3 – La mungitura meccanica PREREQUISITI DEL CORSO CAPITOLO 3 – La mungitura meccanica CAPITOLO 5 – Impianti e sale di mungitura. Caratteristiche e dimensionamento CAPITOLO 13 – La sicurezza in mungitura

QUALE E’ IN PROCESSO CHE E’ IN ATTO ORA??? UN POCO DI STORIA E DI CONFRONTI TUTTO QUESTO E’ QUELLO CHE E’ SUCCESSO FONDAMENTALMENTE FINO ALL’ANNO 2000 QUALE E’ IN PROCESSO CHE E’ IN ATTO ORA??? Brynjolfsson & McAfee et Al. – The second machine age

UN POCO DI STORIA E DI CONFRONTI

UN POCO DI STORIA E DI CONFRONTI SONO APPARSI ALTRI OBIETTIVI QUALI: BENESSERE ANIMALE, SOSTENIBILITA’ AMBIENTALE, MULTIFUNZIONALITA’ CHE FINO AL 1980 NON VENIVANO ASSOLUTAMENTE CONSIDERATI

DOVE STUDIARE QUESTA LEZIONE

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE L = F * s L = monitoraggio e controllo

MECCANIZZAZIONE AUTOMAZIONE LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE MECCANIZZAZIONE SOSTITUZIONE DELLA FORZA LAVORO UMANA MEDIANTE MACCHINE AUTOMAZIONE SOSTITUZIONE DEL CONTROLLO UMANO MEDIANTE MACCHINE

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE

AUTOMAZIONE: sostituzione dell’operatore umano con sistemi automatici LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE MECCANIZZAZIONE: sorveglianza dell’uomo AUTOMAZIONE: sostituzione dell’operatore umano con sistemi automatici CONTROLLO AUTOMATICO CENTRALIZZATO: elettronica e informatica per il governo dei processi

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE Ordine Attributo sostituito Esempio Nessuno Utensili manuali 1 Energia/lavoro fisico Utensili motorizzati a controllo manuale (trattore + macchine operatrici classiche) 2 Destrezza Automazioni a ciclo singolo (trattore con controllo del sollevatore, macchine scavalcaceppi per trattamenti in vigneto con sensori meccano idraulici) 3 Diligenza Automazione a ciclo ripetuto (trattore con controllo delle procedure di regolazione in capezzagna) 4 Giudizio Controllo a ciclo chiuso (trattore con macchine operatrici VRT guidate da sensori ottici per concimazione differenziata in base a vigore vegetativo, bracci robotizzati per l’attacco dei prendicapezzoli in mungitura) 5 Valutazione Capacità di ottimizzazione del ciclo (AMS nella loro concezione integrale per la mungitura, prototipi di trattori per trattamenti alle colture in pieno campo eseguite autonomamente in base alle previsioni meteo) 6 Apprendimento Limitate capacità di auto- programmazione (macchine utensili nei processi industriali) 7 Ragionamento Capacità di ragionamento induttivo 8 Creatività Capacità di creare manufatti originali 9 Dominio (HAL9000, 2001 Odissea nello spazio) 10 Dominio II Distruzione dell'umanità (matrix)

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE L’importanza dell’uomo come principale fattore di produzione è destinata a calare allo stesso modo in cui il ruolo del cavallo nella produzione agricola è prima diminuito e poi scomparso dopo l’introduzione dei trattori Wassily Leontief, 1983

Il contesto agroalimentare Il comparto agroalimentare italiano è una realtà strategica per il nostro paese. È il secondo in termini di fatturato dopo il metalmeccanico e fattura più di 100 miliardi di Euro Fonte: stime Federalimentare e ISTAT, 2011

IL CONTESTO AGROALIMENTARE Coinvolge: circa 60 mila imprese dell’industria alimentare e bevande (fonte federalimentare); Circa 1,6 milioni di aziende agricole, per la maggior parte medie e piccole (solo circa 500.000 sono però vere imprese). Meno 33% in circa 10 anni (dal 2000 al 2010 – fonte censimento) un totale di più di 1.000.000 di operatori (400.000 nel solo settore dell’industria).

IL CONTESTO AGROALIMENTARE Non sempre è stato così!!! Dall’autoconsumo al mercato

DALL’AUTOCONSUMO….. Dall’autoconsumo … Filiera super corta

…AL MERCATO Filiera lunga Sicurezza alimentare e qualità?

MAGGIORI DIMENSIONI AZIENDALI IL CONTESTO AGROALIMENTARE MAGGIORI DIMENSIONI AZIENDALI NECESSITA’ DI CONTROLLARE CICLI PRODUTTIVI SEMPRE PIU’ AMPI SPECIALIZZAZIONI PRODUTTIVE

L’ “INFORMAZIONE” COME FATTORE PRODUTTIVO L’INFORMAZIONE, benchè immateriale, tende ad assumere tutte le caratteristiche tipiche degli altri FATTORI PRDUTTIVI materiali input (fattore) reimpiego output (prodotto) L’informazione, infatti, deve essere: RACCOLTA  costi approvvigionamento IMMAGAZZINATA  sistemi archiviazione USATA  sistemi presa decisioni, certificazione

Sistema sempre esistito e disponibile presso l’impresa in diverse SISTEMI INFORMATIVI SI INSIEME DI MEZZI E PROCEDURE CHE CONSENTONO L’IMPIEGO DELL’INFORMAZIONE Obbiettivo finale DISTRIBUZIONE DI INFORMAZIONI ALLE PERSONE CHE OPERANO ALL’INTERNO DELL’ORGANIZZAZIONE NEL MOMENTO IN CUI L’INFORMAZIONE E’ NECESSARIA VIRTUALE CARTACEA FORMATO ELETTR. Sistema sempre esistito e disponibile presso l’impresa in diverse FORME:

I RUOLI DELL’INFORMAZIONE L’informazione può definirsi come tale quando ASSUME un preciso RUOLO nell’ambito dell’organizzazione forma del suo UTILIZZO uso INTERNO ESTERNO attività DECISIONALI CERTIFICATIVE Ruolo di fattore di input della produzione, o di bene reimpiegato Ruolo di prodotto dell’organizzazione

OBIETTIVO CORSO Disciplina che studia: l’impiego delle informazioni nella zootecnia, organizzata in imprese, aziende, consorzi etc. l’influenza dell’automazione della gestione dell’informazione sulle diverse categorie di elementi che costituiscono il sistema zootecnico aziendale ed extra aziendale Principale obbiettivo del corso Definire il quadro metodologico e applicativo dell’informazione (specie di quella automatizzata – INFORMATICA) in imprese che operano nel settore ZOOTECNICO Target principale: AZIENDA ZOOTECNICA PMI micro Impresa primario secondario e terziario

DATI E INFORMAZIONI (1) DATO INFORMAZIONE sistema semplificato Le aziende operano su sistemi reali descrivibili attraverso astrazioni sistema semplificato sistema reale astrazione il sistema identificato e rappresentato dipende dal DOMINIO DI INTERESSE DATO MESSAGGIO, relativo ad aspetti specifici del sistema reale, estraibile dal sistema semplificato determinato dal dominio di interesse; detto anche DATO GREZZO, può avere natura sia quantitativa sia qualitativa INFORMAZIONE DATO GREZZO, o DI SINTESI (previa elaborazione da insiemi di dati grezzi), che assume un RUOLO all’interno dell’azienda (dato che trova una sua forma di utilizzo)

DATI E INFORMAZIONI (1) sistema reale: conoscenza esperienziale sistema semplificato: conoscenza analitica astrazione Sensori fisici automatizzano la raccolta dei dati ma soli non servono a nulla DATO GREZZO, o DI SINTESI (previa elaborazione da insiemi di dati grezzi), che assume un RUOLO all’interno dell’azienda (dato che trova una sua forma di utilizzo)

INFORMAZIONI E DATI (2) decisione azione Utilizzo INTRA-AZIENDALE delle informazioni: SISTEMI DI PRESA DELLE DECISIONI UTILIZZO RACCOLTA ELABORAZIONE ANALISI decisione azione Attività di controllo monitoraggio Dati grezzi Selezione e sintesi dei dati valutati Informazioni

INFORMAZIONI E DATI (3) RACCOLTA ELABORAZIONE ANALISI UTILIZZO

ma cos’è un PROCESSO DECISIONALE ? RICOGNIZIONE DEL PROBLEMA ELABORAZIONE DATI e INFORMAZIONI eventuali Dati Grezzi NON utilizzati DEFINIZIONE DEGLI SCOPI SCELTA DEI CRITERI DI VALUTAZIONE IDENTIFICAZIONE DELLE POSSIBILI ALTERNATIVE RACCOLTA DATI GREZZI esperienza del decisore base cognitiva ed ci deve innanzitutto essere un problema da risolvere nel sistema reale PROCESSO DI VALUTAZIONE SELEZIONE TRA LE ALTERNATIVE e DECISIONE

I COMPONENTI DEI SISTEMI INFORMATIVI SISTEMI DI COMUNICAZIONE E TRASFERIMENTO DATI Controllo e decisione C C C Valutazione dati e aumento di conoscenza B C Acquisizione dati grezzi A C C B SISTEMI E SENSORI PER AUTOMAZIONE, CONTROLLO E RACCOLTA DATI MODELLI E SISTEMI DI SUPPORTO ALLE DECISIONI Elaborazione dati grezzi

I COMPONENTI DI UN SI Aziendale Applicativi specifici e sistemi di supporto alle decisioni Applicativi di utilità generale Database Management Systems SOFTWARE Sistemi di elaborazione, comunicazione e trasferimento dati Dispositivi e sistemi di regolazione e controllo, automazione e raccolta dati HARDWARE Sistemi INFORMAZIONALI Sistemi OPERAZIONALI TEC. ELE. TEC. INF. CORSO T.I.E.

SISTEMI OPERAZIONALI MONITORAGGIO DOCUMENTAZIONE CONTROLLO “INFRASTRUTTURA INFORMATICA” dell’attività esecutiva MONITORAGGIO DOCUMENTAZIONE CONTROLLO raccolta e memorizzazione dati relativi al contesto produttivo capacità di rendere disponibili le informazioni per regolazioni, controlli funzionali o certificazioni capacità di guidare un responsabile esecutore attraverso procedure e flussi predefiniti (automazione) gestione di problemi BEN STRUTTURATI

SISTEMI INFORMAZIONALI Potenziamento delle capacità di ANALISI della direzione aziendale data warehouse ANALISI SIMULAZIONE SINTESI elaborazioni tecniche ed economiche in base a diversi approcci di calcolo interattivi sviluppo di scenari alternativi e valutazione comparativa del loro comportamento ricerca di correlazioni e aggregazioni dati, analisi storiche, formulazione prescrizioni per l’ambiente operativo gestione di problemi NON STRUTTURATI non standardizzabili e non automatizzabili, scelte condizionate dai modelli di realtà dei singoli decisori

STRUMENTI GESTIONALI OLTP OLAP Sistemi ON LINE TRANSACTION PROCESSING modifica, aggiornamento o ricerca di informazioni puntuali Sistemi OLAP ON LINE ANALYTICAL PROCESSING analisi globali su informazioni aggregate, massima flessibilità nelle interrogazioni Sistemi OPERAZIONALI Sistemi INFORMAZIONALI due diversi sistemi tecnologici per mantenere SEPARATE le elaborazioni di tipo analitico da quelle legate alla gestione delle singole transazioni

CICLO TRASFORMAZIONE DATI GREZZI IN INFORMAZIONI Automazione del processo Management informatizzato

STRUMENTI GESTIONALI

AMBITI DECISIONALI AZIENDALI L’azienda è una struttura produttiva organizzata gerarchicamente piramide di Anthony (1965) Livello gerarchico Alta direzione (attività strategiche) – Obiettivi primari dell’azienda ne confronti del mercato (e della concorrenza); scelta degli investimenti STRATEGICO DIRETTIVO OPERATIVO Direzione funzionale (attività tattiche) – Analisi economiche e previsionali a medio termine; piani di produzione e piani esecutivi; verifiche periodiche di attuazione Personale esecutivo (attività operative) – Attuazione dei piani ed esecuzione dei processi ambito entro cui si pongono diversi gradi di limitazione al POTERE DI INTERVENTO di un ATTORE

ORGANIGRAMMI STRATEGICO DIRETTIVO OPERATIVO

ORGANIGRAMMI X

ORGANIGRAMMI STRATEGICO DIRETTIVO OPERATIVO Addetto contabilità Amministratore Direzione settore stalla Operai stalla Mungitore Operaio preparazione alimenti Direzione settore campagna Addetto manut. macchine Addetti campagna Direzione contabilità Addetto acquisti Addetto vendite Addetto contabilità Responsabile sicurezza Responsabile qualità STRATEGICO DIRETTIVO OPERATIVO

NATURA DEI PROCESSI DECISIONALI NON STRUTTURATI processo assai poco standardizzato assolutamente NON automatizzabile fondamentale la base cognitiva e l’esperienza del decisore più istintivo che analitico molto sporadico SEMISTRUTTURATI processo poco standardizzato, solo talvolta automatizzabile fondamentale l’esperienza del decisore più analitico che istintivo frequente (a cadenza regolare) STRUTTURATI processo fortemente standardizzato facilmente automatizzabile utile l’esperienza e la manualità del decisore tendenzialmente ripetitivo

La pianificazione strategica opera: LIVELLO STRATEGICO STRATEGICO Tipo di decisioni Ipotesi su scenari futuri, analisi mercati e concorrenza, scelta indirizzi produttivi (cosa produrre), valutazione nuovi investimenti La pianificazione strategica opera: con frequenza tendenzialmente sporadica su dati estremamente sintetici e poco strutturati… … provenienti sia dall’interno sia dall’esterno dell’azienda con bassi volumi di dati IMPRENDITORE, ALTA DIREZIONE

LIVELLO DIRETTIVO DIRETTIVO Tipo di decisioni Verifica dell’attuazione della pianificazione strategica, definizione degli obbiettivi a breve, scelta gestione produttiva (come produrre), scelta misure correttive, suggerimento nuovi investimenti La gestione direttiva (controllo tattico) opera: con frequenza prefissata (pianificazione annuale, con verifiche mensili; pianificazione settimanale, con verifiche giornaliere) su dati strutturati, sintetici o analitici … … provenienti prevalentemente dall’interno dell’azienda con medi volumi di dati MEDIA DIREZIONE, QUADRI

LIVELLO OPERATIVO con frequenza molto elevata, se non costantemente Tipo di decisioni Esecuzione dei processi, finalizzata all’attuazione dei piani e allo svolgimento dell’attività corrente; registrazione degli eventi, quando non automatizzata La gestione esecutiva (controllo operativa) opera: con frequenza molto elevata, se non costantemente su dati fortemente strutturati e dettagliati (analitici)… … provenienti dall’interno dell’azienda con elevati volumi di dati IMPIEGATI, OPERAI, BRACCIANTI

RIASSUMENDO…

RIASSUMENDO…

RILEVANZA DEL LIVELLO DIRETTIVO Management ha la responsabilità della GESTIONE propriamente detta dell’azienda Deve intensamente interagire, a monte e a valle, con gli altri due livelli SINTESI STRATEGICA OPERATIVA piani strategici registrazioni eventi, dati su processi e attività svolte

LAVORO MECCANICO E LAVORO INTELLETTUALE http://www.slideshare.net/TheBostonConsultingGroup/robotics-in-manufacturing

INFORMAZIONI E DATI (4) Utilizzo EXTRA-AZIENDALE delle informazioni: CERTIFICAZIONE PROPRIE ATTIVITA’ Prestazioni effettive e documentate UTILIZZO Attività di documentazione Prestazioni attese Informazioni Disciplinare produzione Dati formattati ANALISI RACCOLTA Dati grezzi Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

Dall’autoconsumo al mercato: LA DOCUMENTAZIONE DIVENTA OBBLIGATORIA UTILIZZAZIONE EXTRA-AZIENDALE DELL’INFORMAZIONE Dall’autoconsumo al mercato: LA DOCUMENTAZIONE DIVENTA OBBLIGATORIA “Fare della sicurezza alimentare l’ingrediente di base della nostra alimentazione” David Byrne Commissario europeo per la sanità e la protezione dei consumatori

Differenza tra sicurezza e qualità INFORMAZIONE COME PARTE DEL PRODOTTO Differenza tra sicurezza e qualità la sicurezza alimentare un pre-requisito naturale ed obbligatorio. Vista dagli appartenenti alla filiera come costo la qualità è fattore strategico e competitivo. Visto dagli appartenenti alla filiera come opportunità (analisi costi/benefici)

Norme volontarie per applicare il CE 178/2002 INFORMAZIONE COME PARTE DEL PRODOTTO Norme volontarie per applicare il CE 178/2002 UNI EN ISO 9001/2000 relative ai sistemi di qualità Norma UNI 10939 (2001) relativa ai “Sistemi di rintracciabilità nelle filiere Agroalimentari” Norma UNI 11020 (2002) relativa ai sistemi di rintracciabilità nelle aziende agroalimentari

TRACCIABILITA’ FILIERA (TRACKING) … si ESCE dai confini aziendali per inseguire il flusso dei prodotti FARM Consumatore finale sicurezza alimentare INDU Ente pubblico sicurezza ambientale DISTR nuove strategie di gestione necessità di tecnologie avanzate Capacità di certificare le attività GLOBALMENTE

CARATTERISTICHE DEI SISTEMI DI TRACCIABILITA’ TRACCIABILITA’ FILIERA (TRACKING) CARATTERISTICHE DEI SISTEMI DI TRACCIABILITA’ NORMATIVA COGENTE FACILITA’ NELLA SCELTA DEI DATI DA TRACCIARE E NELLA LORO TRASFORMAZIONE IN INFORMAZIONE UTILI A GARANTIRE LA SICUREZZA ALIMENTARE

RINTRACCIABILITA’ FILIERA (TRACING) … si ENTRA nei confini aziendali per seguire a ritroso il flusso dei prodotti. Trasparenza della filiera FARM INDU Consumatore finale alla ricerca della qualita’ DISTR nuove strategie di gestione – etichettatura facoltativa necessità di tecnologie avanzate Capacità di certificare le attività GLOBALMENTE

ETICHETTATURA FACOLTATIVA - marketing INFORMAZIONE E QUALITA’ ETICHETTATURA FACOLTATIVA - marketing Informazioni ulteriori possono essere apposte sull’etichetta da operatori e organizzazioni che dispongono di un disciplinare di produzione e lavorazione (approvato dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali) e che vogliono comunicare al consumatore attraverso l’etichetta ulteriori requisiti delle carni o degli animali

CARATTERISTICHE DEI SISTEMI DI TRACCIABILITA’ DELLA QUALITA’ INFORMAZIONE E QUALITA’ CARATTERISTICHE DEI SISTEMI DI TRACCIABILITA’ DELLA QUALITA’ NORMATIVA NON COGENTE DIFFICOLTA’ A SCEGLIERE I DATI DA TRACCIARE E A TRASFORMARE I DATI IN INFORMAZIONE (difficolta’ ontologiche)

INFORMAZIONE E QUALITA’ La “cipolla” della qualità da comunicare al cliente Qualità igienico–sanitaria Qualità nutrizionale Qualità tecnologica Qualità organolettica Qualità territoriale Qualità culturale Qualità etc.. Fonte: prof. Carlo Cantoni – Ispezione degli Alimenti

INFORMAZIONE COME PARTE DEL PRODOTTO La “cipolla” della qualità da comunicare al cliente

INFORMAZIONE COME PARTE DEL PRODOTTO Per ognuno dei 3 livelli e’ necessaria un tecnologia efficiente per realizzare l’extended product

INFORMAZIONE COME PARTE DEL PRODOTTO Ogni prodotto esige una sua infrastruttura tecnologica Hardware e Software per gestire i dati da trasformare in informazione

IMPATTO OCCUPAZIONALE ? 2003!!!!!!

LAVORO ROUTINARIO NON STRUTTURATI SEMISTRUTTURATI STRUTTURATI processo assai poco standardizzato assolutamente NON automatizzabile fondamentale la base cognitiva e l’esperienza del decisore più istintivo che analitico molto sporadico SEMISTRUTTURATI processo poco standardizzato, solo talvolta automatizzabile fondamentale l’esperienza del decisore più analitico che istintivo frequente (a cadenza regolare) STRUTTURATI processo fortemente standardizzato facilmente automatizzabile utile l’esperienza e la manualità del decisore tendenzialmente ripetitivo

IMPATTO OCCUPAZIONALE

IMPATTO OCCUPAZIONALE

L’ALTERNATIVA

INQUADRAMENTO TECNOLOGIE DI BASE Ogni tecnologia sufficientemente avanzata è indistinguibile dalla magia Artur C. Clarke, 1962