Le fabbriche sono sempre più digitali e interconnesse: la quarta rivoluzione industriale (Industria 4.0) è cominciata anche in Italia. Qui dati e case study

di Luciana Maci

20 Lug 2021

Industria 4.0

L’industria 4.0 è da alcuni anni al centro della trasformazione economica in Italia e nel mondo. Nel nostro Paese è stato varato più di quattro anni fa un piano governativo ad hoc che ha poi subito evoluzioni e revisioni: da Piano Industria 4.0 a Piano Impresa 4.0 fino a il piano nazionale della Transizione 4.0. Durante la pandemia da Covid19 l’Industry 4.0 e le tecnologie ad essa collegate si sono rivelate fondamentali per contrastare la crisi. A febbraio 2021 il presidente del Consiglio Mario Draghi ha espresso la necessità di “estendere e rendere facilmente fruibile il piano nazionale della Transizione 4.0 per accompagnare le imprese nel processo di innovazione tecnologica e di sostenibilità ambientale”. Ma cos’è esattamente l’Industria 4.0?

È un processo che scaturisce dalla quarta rivoluzione industriale e che sta portando alla produzione industriale del tutto automatizzata e interconnessa. Le nuove tecnologie digitali avranno un impatto profondo nell’ambito di quattro direttrici di sviluppo: la prima riguarda l’utilizzo dei dati, la potenza di calcolo e la connettività, e si declina in big data, open data, Internet of Things, machine-to-machine e cloud computing per la centralizzazione delle informazioni e la loro conservazione. La seconda è quella degli analytics: una volta raccolti i dati, bisogna ricavarne valore. Oggi solo l’1% dei dati raccolti viene utilizzato dalle imprese, che potrebbero invece ottenere vantaggi a partire dal “machine learning”, dalle macchine cioè che perfezionano la loro resa “imparando” dai dati via via raccolti e analizzati.  La terza direttrice di sviluppo è l’interazione tra uomo e macchina, che coinvolge le interfacce “touch”, sempre più diffuse, e la realtà aumentata. Infine c’è tutto il settore che si occupa del passaggio dal digitale al “reale” e che comprende la manifattura additiva, la stampa 3D, la robotica, le comunicazioni, le interazioni machine-to-machine e le nuove tecnologie per immagazzinare e utilizzare l’energia in modo mirato, razionalizzando i costi e ottimizzando le prestazioni.

 

Indice degli argomenti

COME NASCE IL TERMINE INDUSTRIA 4.0

L’espressione Industrie 4.0 è stata usata per la prima volta alla Fiera di Hannover nel 2011 in Germania. A ottobre 2012 un gruppo di lavoro dedicato all’Industria 4.0, presieduto da Siegfried Dais della multinazionale di ingegneria ed elettronica Robert Bosch GmbH e da Henning Kagermann della Acatech (Accademia tedesca delle Scienze e dell’Ingegneria) presentò al governo federale tedesco una serie di raccomandazioni per la sua implementazione. L’8 aprile 2013, all’annuale Fiera di Hannover, fu diffuso il report finale del gruppo di lavoro.

COME E QUANDO NASCE LA QUARTA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE

Finora le rivoluzioni industriali del mondo occidentale sono state tre: nel 1784 con la nascita della macchina a vapore e di conseguenza con lo sfruttamento della potenza di acqua e vapore per meccanizzare la produzione; nel 1870 con il via alla produzione di massa attraverso l’uso sempre più diffuso dell’elettricità, l’avvento del motore a scoppio e l’aumento dell’utilizzo del petrolio come nuova fonte energetica; nel 1970 con la nascita dell’informatica, dalla quale è scaturita l’era digitale destinata ad incrementare i livelli di automazione avvalendosi di sistemi elettronici e dell’IT (Information Technology). La data d’inizio della quarta rivoluzione industriale non è ancora stabilita, probabilmente perché è tuttora in corso e solo a posteriori sarà possibile indicarne l’atto fondante.

L’argomento è stato al centro del World Economic Forum 2016, dal 20 al 24 gennaio a Davos (Svizzera), intitolato appunto “Mastering the Fourth Industrial Revolution”. Ma anche nelle successive edizioni del WEF l’Industria 4.0 ha inevitabilmente continuato ad affacciarsi al dibattito.

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Gli effetti della quarta rivoluzione industriale sul mercato del lavoro

Esperti e osservatori stanno cercando di capire come cambierà il lavoro, quali nuove professionalità saranno necessarie e quali invece presto potrebbero scomparire. Dalla ricerca “The Future of the Jobs“, presentata al World Economic Forum 2016, è emerso che, nei prossimi  anni, fattori tecnologici e demografici influenzeranno profondamente l’evoluzione del mercato del lavoro. Alcuni (come la tecnologia del cloud e la flessibilizzazione del lavoro) stanno influenzando le dinamiche già adesso e lo faranno ancora di più nei prossimi 2-3 anni. L’effetto sarà la creazione di 2 nuovi milioni di posti di lavoro, ma contemporaneamente ne spariranno 7, con un saldo netto negativo di oltre 5 milioni di posti di lavoro. L’Italia ne esce con un pareggio (200mila posti creati e altrettanti persi), meglio di altri Paesi come Francia e Germania. A livello di gruppi professionali le perdite si concentreranno nelle aree amministrative e della produzione: rispettivamente 4,8 e 1,6 milioni di posti distrutti. Secondo la ricerca compenseranno parzialmente queste perdite l’area finanziaria, il management, l’informatica e l’ingegneria.

Cambiano di conseguenza le competenze e abilità ricercate: nel 2020 il problem solving rimarrà la soft skill più ricercata, ma diventeranno più importanti il pensiero critico e la creatività. Proprio perché lo scenario è in rapida evoluzione, dobbiamo attrezzarci per cogliere i benefici dello Smart Manufacturing, l’innovazione digitale nei processi dell’industria: lo dice Alessandro Perego, Direttore Scientifico degli Osservatori Digital Innovation del Politecnico di Milano, secondo il quale “nel breve termine si possono prevedere saldi occupazionali negativi, nel medio-lungo termine non è assolutamente certa una contrazione degli occupati in numero assoluto, considerato anche l’impatto nell’indotto, in particolar modo nel terziario avanzato. Il nostro Paese però deve sapere cogliere a pieno i benefici della quarta rivoluzione industriale, attuando iniziative sistemiche per lo sviluppo dello Smart manufacturing e fornendo ai lavoratori le competenze digitali per le mansioni del futuro”.

Industria 4.0 e organizzazione: non c’è più la “forza lavoro”, ora il lavoro è “intelligente”

Nelle soluzioni di lean evoluta, sostiene Luciano Pero, docente di Organization Theory and Design al MIP-Politecnico di Milano,  il lavoro continua ad essere centrale, come nelle forme precedenti. Tuttavia esso perde le caratteristiche di pura manualità e di “forza lavoro” da controllare con supervisione diretta come per gli “uomini-bue” di cui si occupava F. Taylor. Il lavoro acquista invece sempre di più le caratteristiche di lavoro intelligente, cioè di lavoro che mescola interventi manuali con forti capacità tecniche di analisi e diagnosi e in certi casi anche di ragionamento scientifico, con applicazione di conoscenze complesse.

Competenze digitali per l’Industria 4.0 

Le imprese stanno incontrando crescenti difficoltà per individuare, sia a livello di diplomati sia di laureati, le competenze necessarie per l’Industria 4.0La scuola superiore e anche l’università non risultano ancora in grado di formare in modo adeguato le persone per garantire loro un inserimento efficace e rapido nel mondo del lavoro. Servono competenze digitali, ovvero quel vasto insieme di abilità tecnologiche che consentono di individuare, valutare, utilizzare, condividere e creare contenuti grazie alle tecnologie informatiche e a Internet.

Il Piano Industria 4.0 varato dal governo Renzi aveva previsto incentivi per la formazione del personale delle imprese verso l’utilizzo dei macchinari oggetto del Piano. A inizio maggio 2018 erano state approvate le note attuative per gli incentivi fiscali a copertura parziale dei costi del personale in fase di formazione.  Il governo Conte ha poi rinnovato il credito d’imposta per la formazione 4.0 e ha introdotto il voucher per l’Innovation manager.

Ma, prima di approdare in fabbrica o sul posto di lavoro, come si preparano i giovani all’Industria 4.0? In realtà non vengono preparati a sufficienza. Occorre perciò che la scuola faccia la sua parte. Per lo sviluppo delle competenze digitali potrebbero svolgere un ruolo chiave gli istituti tecnici e i licei che dovrebbero sviluppare orientamenti verso l’ottenimento di competenze certificate. Queste potrebbero consentire una effettiva employability dei giovani aprendo le porte al Lavoro 4.0. 

COME L’INDUSTRIA 4.0 CAMBIA LE FABBRICHE

La Fabbrica 4.0, figlia della quarta rivoluzione industriale, è composta di macchine completamente interconnesse tra loro, che dialogano le une con le altre ed effettuano autodiagnostica e manutenzione preventiva. In particolare, secondo un rapporto elaborato da GE Digital con la società di ricerca indipendente Vanson Bourne, la manutenzione dei macchinari da parte dei macchinari stessi, grazie all’IoT, supererà per qualità, capacità e velocità quella degli esseri umani entro il 2020. I progressi dell’evoluzione tecnologica porteranno cioè le fabbriche a prevedere in autonomia il grado di fallimento produttivo, ad adottare le migliori misure di prevenzione e a mettere in campo azioni di auto-riparazione. Inoltre, come è spiegato in Industria 4.0. Uomini e macchine nella fabbrica digitale, nella Fabbrica 4.0 la flessibilità dagli impianti sarà tale da consentire di personalizzare i prodotti in funzione del singolo cliente. I robot lavoreranno a contatto con l’uomo e dall’uomo apprenderanno in modo naturale. Il flusso di lavoro potrà essere riprodotto in modo virtuale, dunque prima di approntarlo fisicamente in officina, per verificarne il comportamento in astratto e potenziarne le performance. La fabbrica saprà approvvigionarsi di energia senza sprechi e al minor costo possibile, in una parola sarà smart.

 

COME CAMBIA IL MODELLO DI ORGANIZZAZIONE CON L’INDUSTRIA 4.0

Industria 4.0 non significa solo introdurre nuovi macchinari in azienda ma anche e soprattutto cambiare modello di organizzazione: lo sostiene, tra gli altri, Luciano Pero, docente di Organization Theory and Design al MIP-Politecnico di Milano, che ha esposto le sue tesi in un capitolo dedicato all’innovazione del libro di Alessandro Scaglione “R-Innovare il Family Business. L’intelligenza naturale dell’imprenditore come differenziale competitivo” (Guerini Next). La tesi che emerge da molte ricerche e dai dati Istat è la difficoltà (culturale) di due imprese su tre nell’adottare una architettura produttiva adeguata alla prospettiva dell’economia globalizzata. Al netto di oggettive cause Paese (come la scarsità di investimenti pubblici, la lentezza della giustizia, o la fiscalità) e di incertezze caratteristiche (come quelle legate agli alti insuccessi dei passaggi generazionali o del difficile accesso al credito), la causa che gioca un ruolo formidabile sono alcuni stereotipi organizzativi. Per esempio si pensa che l’organizzazione nelle Fabbriche 4.0 debba essere chiusa e gerarchica, e i manager sono ossessionati dal taglio dei costi. Invece, secondo il docente, occorre puntare alla “via alta” dell’innovazione.

Industria 4.0: FCA, Pirelli e Luxottica esempi di “via alta” all’innovazione

La “via alta” all’innovazione, scrive Luciano Pero, non solo non è una mitologia, ma trova ampio e concreto riscontro nelle imprese più dinamiche e innovative, che hanno usato le difficoltà, generate dalle grandi crisi, per imboccare con decisione la strada di una lean evoluta, adattandola alle proprie strategie di business e cavalcandone gli acceleratori digitali. Ne sono testimonianza i più recenti sistemi aziendali come il World Class Manufacturing (WCM) del gruppo FCA, il Pirelli Production System o il Lean Luxottica System, la cui comune ricetta – applicabile indipendentemente dalla dimensione di impresa – è semplice, ma richiede grande forza di volontà. Soprattutto quella di aprirsi e di aprire l’impresa alla partecipazione di tutti gli stakeholders interni ed esterni, a cominciare dai propri dipendenti.

A Milano nel 2020 nasce Made, Competence Center per connettere pmi e tecnologie 4.0

A dicembre 2020, in piena pandemia, è stato inaugurato a Milano MADE, il Competence Center per Industria 4.0 lombardo con sede in via Durando 10, alla Bovisa. Costituitosi grazie alla visione comune di 48 partner – 43 imprese private, 4 università, 1 ente pubblico e con il supporto del Ministero per lo Sviluppo Economico – e a un investimento di 22 milioni di euro, MADE farà della propria sede una vera e propria Fabbrica Digitale e Sostenibile. Sarà una piattaforma di risorse per far entrare le PMI italiane a contatto con le tecnologie 4.0, aiutarle e sostenerle lungo il percorso della transazione tecnologica. Il presidente è il professor Marco Taisch.

Lo spazio è suddiviso in 20 dimostratori, ciascuno dedicato a una particolare tecnologia 4.0: dalla robotica collaborativa ai big data, dalla manutenzione da remoto al gemello digitale, dall’efficienza energetica alla cyber-security industriale, dalla lean 4.0 alla manifattura additiva, dall’intelligenza artificiale all’IoT e la rete 5G. I dimostratori a loro volta sono accorpati in specifiche aree di competenza, tutte integrate e interconnesse tra loro a formare una fabbrica ideale, digitale e sostenibile.

A luglio 2012 Made ha annunciato di aver selezionato 22 progetti di innovazione, ricerca industriale e sviluppo sperimentale ammessi al finanziamento nella prima finestra del bando 2021, per un contributo pari a 900 mila euro rispetto agli 1,2 milioni di euro della quota iniziale. Il 20 luglio apre così la nuova fase competitiva del bando, pari a 300 mila euro a sostegno della realizzazione di progetti di Industria 4.0 da parte delle piccole e medie imprese manifatturiere italiane che potranno candidarsi fino al 21 settembre 2021 ( qui tutte le informazioni).

Una mappatura dei progetti ammessi

Il 64% delle candidature ammesse è stato presentato da Pmi provenienti principalmente dal nord e centro Italia: Lombardia (45%), Veneto (14%), Toscana (9%) e Trentino-Alto Adige (9%). Tra le attività più richieste: la progettazione, l’ingegnerizzazione e lo sviluppo prodotto con sistemi di realtà aumentata e virtuale (11%) – anche tramite l’utilizzo della “virtual room” presente in Made- la pianificazione e il controllo in tempo reale della produzione (15%), l’intelligenza artificiale e big data analytics (15%) – a conferma del trend tecnologico che vede un interesse in crescita – i sistemi digitali di supporto all’operatore (10%), e gli strumenti digitali a supporto di politiche di manutenzione 4.0 (8%).

CHE COSA HA FATTO L’ITALIA PER LO SVILUPPO DELL’INDUSTRIA 4.0: I PIANI DEI GOVERNI

Dopo una serie di reiterati annunci, il 21 settembre 2016 l’allora presidente del Consiglio Matteo Renzi e l’allora ministro dello Sviluppo economico Carlo Calenda hanno presentato l’atteso piano del governo per l’Industria 4.0 contenuto all’interno della legge di Bilancio 2017, approvata definitivamente dal Senato il 7 dicembre 2016. Il piano nasceva con l’obiettivo di mobilitare nel 2017 investimenti privati aggiuntivi per 10 miliardi11,3 miliardi di spesa privata in ricerca, sviluppo e innovazione con focus sulle tecnologie dell’Industria 4.0, più 2,6 miliardi di euro per gli investimenti privati early stage. Il provvedimento proponeva un mix di incentivi fiscali, sostegno al venture capital, diffusione della banda ultralarga, formazione dalle scuole all’università con lo scopo ultimo di favorire e incentivare le imprese ad adeguarsi e aderire pienamente alla quarta rivoluzione industriale. (A questo link il rapporto del Ministero dello Sviluppo economico sul Piano Nazionale Industria 4.0)

Carlo Calenda

 

IL PIANO INDUSTRIA 4.0 del 2016: LE LINEE GUIDA

Il Piano nazionale Industria 4.0 ha rappresentato l’occasione per le aziende di cogliere le opportunità legate alla quarta rivoluzione industriale.

Al momento del suo debutto, il Piano aveva previsto le seguenti misure (poi in parte modificate dai successivi governi):

1. Iper e Super Ammortamento – L’obiettivo di questo provvedimento è supportare e incentivare le imprese che investono in beni strumentali nuovi, in beni materiali e immateriali (software e sistemi IT) funzionali alla trasformazione tecnologica e digitale dei processi produttivi. L’iperammortamento consiste nella supervalutazione del 250% degli investimenti in beni materiali nuovi, dispositivi e tecnologie abilitanti la trasformazione in chiave 4.0 acquistati o in leasing. Il superammortamento prevede la supervalutazione del 140% degli investimenti in beni strumentali nuovi acquistati o in leasing. Per chi beneficia dell’iperammortamento c’è la possibilità di usufruire dell’agevolazione anche per gli investimenti in beni strumentali immateriali (software e sistemi IT).

2. Nuova Sabatini – Punta a sostenere le imprese che richiedono finanziamenti bancari per investimenti in nuovi beni strumentali, macchinari, impianti, attrezzature di fabbrica a uso produttivo e tecnologie digitali (hardware e software). Garantisce un contributo a parziale copertura degli interessi pagati dall’impresa su finanziamenti bancari di importo compreso tra 20.000 e 2.000.000 di euro, concessi da istituti bancari convenzionati con il MISE, che attingono sia a un apposito plafond di Cassa Depositi e Prestiti, sia alla provvista ordinaria. Il contributo è calcolato sulla base di un piano di ammortamento convenzionale di 5 anni con un tasso d’interesse del 2,75% annuo ed è maggiorato del 30% per investimenti in tecnologie Industria 4.0. Inoltre la Nuova Sabatini consente l’accesso prioritario al Fondo centrale di Garanzia nella misura massima dell’80%.

3. Credito d’imposta R&S – Lo scopo è stimolare la spesa privata in Ricerca e Sviluppo per innovare processi e prodotti e garantire così la competitività futura delle imprese. Consiste in un credito d’imposta del 50% su spese incrementali in Ricerca e Sviluppo, riconosciuto fino a un massimo annuale di 20 milioni di €/anno per beneficiario e computato su una base fissa data dalla media delle spese in Ricerca e Sviluppo negli anni 2012-2014. La misura è applicabile per le spese in Ricerca e Sviluppo che saranno sostenute nel periodo 2017-2020.

4. Patent Box – È un regime opzionale di tassazione agevolata sui redditi derivanti dall’utilizzo di beni immateriali: brevetti industriali, marchi registrati, disegni e modelli industriali, know how e software protetto da copyright. L’agevolazione consiste nella riduzione delle aliquote IRES e IRAP del 50% dal 2017 in poi sui redditi d’impresa connessi all’uso diretto o indiretto (ovvero in licenza d’uso) di beni immateriali sia nei confronti di controparti terze che di controparti correlate (società infragruppo). Il beneficio è dato a condizione che il contribuente conduca attività di R&S connesse allo sviluppo e al mantenimento dei beni immateriali.

5. Startup e PMI innovative – Le nuove imprese (startup) innovative godono di un quadro di riferimento a loro dedicato in materie come la semplificazione amministrativa, il mercato del lavoro, le agevolazioni fiscali, il diritto fallimentare. Larga parte di queste misure sono estese anche alle PMI innovative, cioè a tutte le piccole e medie imprese che operano nel campo dell’innovazione tecnologica, a prescindere dalla data di costituzione o dall’oggetto sociale.

6. Fondo di Garanzia – L’obiettivo di questa disposizione è sostenere le imprese e i professionisti che hanno difficoltà ad accedere al credito. Consiste nella concessione di una garanzia pubblica, fino a un massimo dell’80% del finanziamento, per operazioni sia a breve sia a medio-lungo termine, sia per far fronte a esigenze di liquidità che per realizzare investimenti. Il Fondo garantisce a ciascuna impresa o professionista un importo massimo di 2,5 milioni di euro, un plafond che può essere utilizzato attraverso una o più operazioni, fino a concorrenza del tetto stabilito, senza
un limite al numero di operazioni effettuabili. Il limite si riferisce all’importo garantito. Invece per il finanziamento nel suo complesso non è previsto un tetto massimo.

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