industria 4.0 - IndustriaEnergia.it

INDUSTRIA 4.0
La fabbrica del futuro è già qui
Industria 4.0 e
Ricerca
MARCO CASAGNI
DIREZIONE COMMITTENZA
MODENA, 7
APRILE
2016
Agenda
1
Il paradigma INDUSTRIA 4.0
2
Il modello europeo di INDUSTRIA 4.0
3
Le iniziative sui materiali in ottica INDUSTRIA 4.0
4
Conclusioni
2
sistemi produttivi. Quale nuova invenzione facendo in modo che la produzione
auto-controllarsi.
caratterizza dunque la quarta rivoluzione possa
Caratteristiche principali di questo
industriale?
modello produttivo sono dunque:
La risposta a questa domanda è il primo
problema, infatti sebbene gli ultimi anni siano - Presenza di CBS che colleghino tra
stati ricchi di nuove invenzioni dall’altissimo loro i macchinari della fabbrica
livello tecnologico, e anche dalla forte - Presenza elevata di robots che
sostituiscono il lavoro manuale umano
incidenza sui sistemi produttivi, nessuna può - Utilizzo di big-data per monitorare
essere detta il simbolo dell’Industry 4.0. Non lo l’andamento della produzione
6
sono iparti
nuovi robot
, che
possono ora
svolgere - Flessibilità nella produzione e
Possibilità di far interagire
del
mondo
fisico
anche le attività
cosiddette
non-routinarie, non personalizzazione del prodotto
tra
loro
attraverso
la
rete
2015lo sono le nuove connessioni mobili
2010
2020sempre più - Ottimizzazione della produzione
attraverso ricalibrazione automatica
veloci7 e non lo è neanche l’ormai celebrità: la durante il processo produttivo
6,8
7,2 stampante 3D8.
7,6
OPOLAZIONE
- Utilizzo intelligente delle risorse
MONDIALE
energetiche e sviluppo di fabbriche
Queste
invenzioni
sono
tutte
legate
dal
concetto
VALORI IN MILIARDI)
9
di Internet of Things (Iot) . Proprio autosufficienti ed ecologiche
2015dell’IoT, attraverso la creazione 2020
2010
l’applicazione
di Cyber-phisical Systems10 all’interno della produzione industriale è la chiave
ISPOSITIVI
6,8
7,2
7,6
ONNESSI POPOLAZIONE
25 dell’Industry 4.0.
50
12,5
Il paradigma Industria 4.0
Internet of things:
la carica degli oggetti connessi
Internet of things:
la carica degli oggetti connessi
MONDIALE
VALORI IN MILIARDI)
(VALORI IN MILIARDI)
DISPOSITIVI DISPOSITIVI
CONNESSI CONNESSI
PER PERSONA
(VALORI IN MILIARDI)
1,84
12,5
3,47
25
6,58
50
6
Fonte: CISCO
Cfr A. SANDER, M. WOLFGANG (a cura di), The Rise of Robotics, Bcg Perspectives, agosto 2014.
Cfr. Understanding 5G: Perspectives on future technological advancements in mobile, GSMA
Intelligence, dicembre 2014.
8
Cfr. 3d Printing and the Future of Manufacturing, CSC, 2012.
9
Su questo concetto si veda S. C. MUKHOPADHYAY (a cura di), Internet of things, challenges and
opportunities, Springer, 2014 e, per una panoramica più divulgativa J. RIFKIN, The zero marginal cost
society, Palgrave Macmillan Trade, 2014. Per cogliere le evoluzioni di questo concetto e le sue
applicazioni si vedano le Internet of things conference che si svolgono annualmente a partire dal 2009.
7
DISPOSITIVI
CONNESSI
PER PERSONA
3
Fonte: CISCO
1,84
3,47
6,58
Il modello europeo di Industria 4.0
Il modello europeo di Industria 4.0 si sta definendo sulla base dell’attività dei
singoli stati membri e sull’intervento generato dalla Commissione Europea tramite
le iniziative di Horizon 2020.
La Commissione ha attivato l’iniziativa Factories of the Future che deriva da un
partenariato pubblico-privato, in cui il settore privato è rappresentato dall’EFFRA,
la European Factories of the Future Research Association, i cui soci sono le
principali imprese industriali europee (Siemens, Airbus, Daimler, Philips, Bosch,
nonché le italiane Comau, Fiat, Fidia, Prima Industrie).
Anche centri di ricerca pubblici, università e associazioni imprenditoriali ne sono
membri, tra i quali ENEA. Horizon 2020 prevede un budget di 1,15 miliardi di
euro per progetti di ricerca basati sulla roadmap di EFFRA.
4
APPENDIX B: OVERVIEW OF DIGITAL MANUFACTURING INITIATIVES
5
Industrie 4.0
In Germania, Platform Industrie 4.0 con un budget di 400 milioni di
euro, è stata attivata dal Governo Federale attraverso il Ministero
dell'Istruzione e della Ricerca e il Ministero dell’Economia e della
Tecnologia, i centri di ricerca pubblici, le università ed il settore privato
composto da associazioni di categoria nei settori dell’ICT, della
meccatronica e dell’elettronica e da imprese come Bosch e SAP.
6
Industrie du Future
Si basa sul partenariato pubblicoprivato Alliance pour l'Industrie du Futur,
formato da enti pubblici, imprese,
università. Obiettivo del programma è
favorire la trasformazione dell’industria
francese anche con riferimento
all’innovazione organizzativa, ai nuovi
modelli di business, ai metodi di design e
marketing, ai rapporti tra industria e
terziario. I fondi utilizzati nel programma, che sono soprattutto legati al credito
di imposta e ai vantaggi fiscali, riguardano tanto le tecnologie
tipicamente alla base dell’approccio Industria 4.0 quanto la loro
adattabilità alle piccole imprese.
7
High Value Manufacturing
L’intervento del Regno Unito parte dal presupposto che il settore
manifatturiero inglese sia limitato e necessiti pertanto di un forte
investimento di rinnovamento per garantirne la competitività
internazionale.
Alla base del programma di intervento si individua un aumento degli
incentivi pubblici a favore dell’innovazione, che dovrebbero
raggiungere i 70 milioni di euro all’anno ed essere indirizzati con una
politica industriale a favore dei settori con maggiori potenzialità di
crescita a livello internazionale, quali l’aerospaziale e il farmaceutico,
la chimica, i macchinari, l’elettronica.
8
La via italiana nell’applicazione di Industria 4.0
Il settore manifatturiero italiano rappresenta il 15% del PIL generato nel nostro Paese (era il 20% nel 2001),
con un fatturato di circa 900 mld€ ed un valore aggiunto di circa 200 mld€, cui corrisponde una occupazione
di quasi 4mln di lavoratori coinvolti (23% della forza totale) ed un numero di oltre 400.000 imprese.
9
A livello nazionale si segnala l’iniziativa annunciata dal Ministero dello
Sviluppo Economico denominata “Industry 4.0, la via italiana per la
competitività del manifatturiero”, ed il “Cluster Tecnologico
Nazionale Fabbrica Intelligente”, avviato su impulso del Ministero
dell’Istruzione Università e Ricerca
INDUSTRIA 4.0 dovrebbe configurarsi come la cornice strategica di
politica industriale nazionale per puntare a fare della trasformazione
digitale dell’industria una opportunità per la crescita e l’occupazione,
attraverso il rilancio degli investimenti industriali, con
particolare attenzione a quelli in ricerca e sviluppo, conoscenza
e innovazione.
Tra le leve operative più immediate: il trattamento fiscale degli
ammortamenti orientato sulla facilitazione dei nuovi investimenti in
beni strumentali, macchinari e attrezzature, con particolare riguardo
alle tecnologie abilitanti la trasformazione digitale; il credito di
imposta alla ricerca e sviluppo, da rendere più attrattivo; la
detassazione dei redditi derivanti dallo sfruttamento della proprietà
intellettuale (Patent box).
10
Industry 4.0 – Analisi SWOT
Strengths
Weaknesses
•  Incremento della produttività, efficienza
(delle risorse), competitività (globale),
ricavi
•  Crescita nei settori lavorativi altamente
qualificati e ben pagati
•  Aumento della soddisfazione dei clienti dei
nuovi mercati: aumento della
personalizzazione dei prodotti e della loro
varietà
•  Flessibilità e controllo della produzione
•  Forte dipendenza dalla resilienza della
tecnologia e delle reti: piccoli disservizi
possono avere effetti considerevoli
•  Dipendenza da una gamma di fattori di
successo, compresi: standard, fornitura di
lavoro con skill appropriati, investimenti in
R&S
•  Costi di sviluppo e implementazione
-  Potenziale perdita di controllo sull’impresa
•  Disoccupazione dei lavoratori semiqualificati
•  Bisogno di acquisire da altri paesi lavoro
q u a l i f i c a t o e i n t e g ra r e l e c o m u n i t à
immigrate
Opportunities
Threats
•  Rafforzamento della posizione dell’Europa
come leader globale nel settore
manifatturiero (e altri settori industriali)
•  Sviluppo di nuovi mercati pilota per prodotti
e servizi
•  Contrasto al decremento demografico
dell’Unione Europea
•  Abbassamento delle barriere d’entrata per
PMI che ambiscano alla partecipazione a
nuovi mercati, a collegamenti con nuove
filiere produttive
•  Cybersecurity, proprietà intellettuale,
segretezza dei dati
•  Lavoratori, PMI, industrie ed economie
nazionali che mancano di consapevolezza e/
o mezzi per adeguarsi a “Industria 4.0” e
che di conseguenza rimarranno indietro
•  Vulnerabilità verso e volatilità delle catene
globali del valore
•  Adozione di “Industria 4.0” da parte di
competitor stranieri che neutralizzano le
iniziative dell’UE
Fonte: Industry 4.0 – Study for the ITRE Committee – European Parliament
Il modello delle KIC - Knowledge Innovation
Is?tuto#Europeo#di#Innovazione#e#Tecnologia#(EIT)#
Communities
Industria*4.0*–*L’importanza*della*collaborazione
*
*
*
*****M.*Alvisi*<*ENEA
*
*
*
*****
***************Verona,*22*marzo*2016*
13
Critical Raw Materials (1)
Concentration of critical minerals
KIC Critical Raw Materials (2)
KIC su Added-Value Manufacturing
Obiettivi:
•  Accrescere la competitività del manifatturiero europeo sul
mercato globale
•  Sviluppare un sistema manifatturiero più sostenibile in
termini di risorse, ambiente, società
•  Potenziare e sviluppare il manifatturiero ad alto valore
aggiunto, ovvero un sistema integrato comprendente
l'intero ciclo di produzione, distribuzione e gestione a fine
vita dei beni e dei prodotti/servizi
•  Seguire un approccio sistemico che richieda un lavoro
interdisciplinare per ridefinire anche la formazione di
risorse umane qualificate
•  Creare una massa critica qualificata di attori eccellenti
nella ricerca, nell’innovazione, nell’istruzione, nella
formazione e nell’industria,
coerentemente con le azioni definite nell’ambito della
Strategic Research Agenda of “Manufuture”.
from science to technology
• The Graphene Flagship is a Future
and Emerging Technology Flagship
by the European Commission
A. Geim
K. Novoselov
La Flagship GRAFENE
• 10 years & 1000 million Euros
• Started October 1st, 2013
• Led by Chalmers (Sweden)
Nobel Prize in
Physics 2010
EU
Graphene
ü  L’Unione
Europea
punta Flagship:
sul grafene - con un finanziamento di un
Graphene as
a 2D material
miliardo
di euro
nei prossimi
10 anni – quale materiale con grandi
from
science
to technology
potenzialità di applicazione;
ü  È un nanomateriale dalle eccezionali proprietà che, se integrato con i
• The Graphene Flagship is a Future
materiali impiegati
nella
manifattura
tradizionale, può accrescerne le
and Emerging
Technology
Flagship
A. Geim K. Novoselov
prestazioni by
e ampliarne
l’impiego;
the European Commission
ü  Il grafene è 200 volte più forte dell’acciaio, è un conduttore di
10 years
& 1000 million
elettricità • più
efficiente
del Euros
rame ed un eccezionale conduttore di
calore; • Started October 1st, 2013
ü  Viene definito “la plastica del futuro” perché rappresenta uno dei
• Led by Chalmers (Sweden)
materiali più promettenti per la produzione di nuove tecnologie in
Nobel Prize in
grado di rivoluzionare molti settori industriali Physics
come2010
l’elettronica, il
EU Graphene
Flagship:
fotovoltaico, la sensoristica, la chimica
e la meccanica;
from science
to technology
ü  La combinazione delle sue proprietà
meccaniche
con quelle elettriche
ne consente l’impiego
nell’elettronica
flessibile
e pieghevole
Flagship is a Future
Graphene
as• The
a Graphene
2D material
and Emerging Technology Flagship
by the European Commission
A. Geim
K. Novoselov
• 10 years & 1000 million Euros
• Started October 1st, 2013
• Led by Chalmers (Sweden)
Nobel Prize in
Physics 2010
Grafene Roadmap
Conclusioni
ü  I mercati emergenti dispongono di manodopera con minore
know-how e, rispetto ai mercati sviluppati, hanno una flessibilità
minore per aumentarla e la quarta rivoluzione industriale
sposterà sempre più l’accento dalla quantità alla qualità
demografica;
ü  Nuovi materiali, nuovi processi produttivi, nuova logistica, nuovi
modi di produrre, stoccare e utilizzare l’energia, nuovi modi di
lavorare e interagire e quindi nuovi standard e regole, stanno
rivoluzionando il modo di fare impresa e disegnare le policy;
ü  per vincere questa grande sfida che i sistemi industriali si trovano
ad affrontare, grande importanza avrà la disponibilità di
incentivi e risorse finanziarie pubbliche per le imprese che
devono investire, assieme ad una stretta collaborazione tra
imprese ed enti di ricerca per perseguire quelle innovazioni
industriali indispensabili per ricavare benefici di competitività più
profondi, radicali e di lungo termine.
GRAZIE per l’attenzione
[email protected]
www.committenza.enea.it/industria
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