Industria 4.0 e

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MARCO CASAGNI DIREZIONE COMMITTENZA

MODENA, 7 APRILE 2016

INDUSTRIA 4.0

La fabbrica del futuro è già qui

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Il paradigma INDUSTRIA 4.0 1

Il modello europeo di INDUSTRIA 4.0 2

Le iniziative sui materiali in ottica INDUSTRIA 4.0 3

Conclusioni 4

Agenda

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Il paradigma Industria 4.0

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Internet of things: la carica degli oggetti connessi

50 25 12,5

2010 2015 2020

POPOLAZIONE MONDIALE (VALORI IN MILIARDI)

DISPOSITIVI CONNESSI (VALORI IN MILIARDI)

DISPOSITIVI CONNESSI PER PERSONA

1,84 3,47 6,58

6,8 7,2 7,6

Fonte: CISCO

Internet of things: la carica degli oggetti connessi

50 25 12,5

2010 2015 2020

POPOLAZIONE MONDIALE (VALORI IN MILIARDI)

DISPOSITIVI CONNESSI (VALORI IN MILIARDI)

DISPOSITIVI CONNESSI PER PERSONA

1,84 3,47 6,58

6,8 7,2 7,6

Fonte: CISCO

www.bollettinoadapt.it 5

categorizzata da storici e sociologi, ha una propria invenzione di riferimento, le cui conseguenze sono state così dirompenti da determinare uno scenario produttivo completamente diverso dal passato. Non si tratta quindi di una evoluzione, ma di un vero e proprio cambiamento di paradigma. È innegabile infatti che all’interno degli intervalli storici tra una rivoluzione e l’altra sia riscontrabile un fenomeno evolutivo, ma questo si ha nelle nuove applicazioni dell’invenzione, solitamente in termini di miglior efficienza a vantaggio della produttività. Abbiamo così la prima rivoluzione industriale con la invenzione del motore a vapore, la seconda con l’invenzione dell’elettricità e la terza con l’introduzione dell’IT all’interno dei sistemi produttivi. Quale nuova invenzione caratterizza dunque la quarta rivoluzione industriale? La risposta a questa domanda è il primo problema, infatti sebbene gli ultimi anni siano stati ricchi di nuove invenzioni dall’altissimo livello tecnologico, e anche dalla forte incidenza sui sistemi produttivi, nessuna può essere detta il simbolo dell’Industry 4.0. Non lo sono i nuovi robot6, che possono ora svolgere anche le attività cosiddette non-routinarie, non lo sono le nuove connessioni mobili sempre più veloci7 e non lo è neanche l’ormai celebrità: la stampante 3D8. Queste invenzioni sono tutte legate dal concetto di Internet of Things (Iot)9. Proprio l’applicazione dell’IoT, attraverso la creazione di Cyber-phisical Systems10 all’interno della produzione industriale è la chiave dell’Industry 4.0.

6 Cfr A. SANDER, M. WOLFGANG (a cura di), The Rise of Robotics, Bcg Perspectives, agosto 2014. 7 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. Tra gli ultimi report si veda Driving Unconventional Growth through the Industrial Internet of Things, Accenture, 2014. 10 Sul loro utilizzo si veda il report presentato all’Executive Roundtable on Cyber-Physical Systems Strategic Vision and Business Drivers for 21st Century Cyber-Physical Systems, January 2013.

Box 2 - Industry 4.0 Per Industry 4.0 si intende l’applicazione dell’IoT nella produzione industriale. Questa si realizza creando Cyber-physical Systems che, attraverso migliaia di sensori installati sui macchinari consentono una interazione e connessione continua tra di loro, facendo in modo che la produzione possa auto-controllarsi. Caratteristiche principali di questo modello produttivo sono dunque: - Presenza di CBS che colleghino tra loro i macchinari della fabbrica - Presenza elevata di robots che sostituiscono il lavoro manuale umano - Utilizzo di big-data per monitorare l’andamento della produzione - Flessibilità nella produzione e personalizzazione del prodotto - Ottimizzazione della produzione attraverso ricalibrazione automatica durante il processo produttivo - Utilizzo intelligente delle risorse energetiche e sviluppo di fabbriche autosufficienti ed ecologiche

Possibilità di far interagire parti del mondo fisico tra loro attraverso la rete

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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.

Il modello europeo di Industria 4.0

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Industry 4.0 Analytical Study

PE 570.007 89

APPENDIX B: OVERVIEW OF DIGITAL MANUFACTURING INITIATIVES

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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.

Industrie 4.0

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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.

Industrie du Future

Si basa sul partenariato pubblico-privato Alliance pour l'Industrie du Futur, formato da enti pubblici, imprese, università. Obiettivo del programma è favorire la trasformazione dell’industria f r a n c e s e a n c h e c o n r i f e r i m e n t o all’innovazione organizzativa, ai nuovi modelli di business, ai metodi di design e marketing, ai rapporti tra industria e terziario.

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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.

High Value Manufacturing

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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.

La via italiana nell’applicazione di Industria 4.0

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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).

Industry 4.0 – Analisi SWOT

Fonte: Industry 4.0 – Study for the ITRE Committee – European Parliament

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 n u o v i m e r c a t i : a u m e n t o d e l l a 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 semi-

qualificati •  Bisogno di acquisire da altri paesi lavoro

qualif icato e integrare le comunità immigrate

Opportunities Threats

•  Rafforzamento della posizione dell’Europa c ome l e ade r g l o ba l e n e l s e t t o r e 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

Il modello delle KIC - Knowledge Innovation Communities Is?tuto#Europeo#di#Innovazione#e#Tecnologia#(EIT)#

Industria*4.0*–*L’importanza*della*collaborazione * * * *****M.*Alvisi*<*ENEA * * * ***** ***************Verona,*22*marzo*2016*

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Critical Raw Materials (1) Concentration of critical minerals

EU Raw Materials Initiative, June 2010

KIC Critical Raw Materials (2)

KIC su Added-Value Manufacturing

•  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”.

Obiettivi:

La Flagship GRAFENE

ü  L’Unione Europea punta sul grafene - con un finanziamento di un miliardo di euro nei prossimi 10 anni – quale materiale con grandi potenzialità di applicazione;

ü  È un nanomateriale dalle eccezionali proprietà che, se integrato con i materiali impiegati nella manifattura tradizionale, può accrescerne le prestazioni e ampliarne l’impiego;

ü  Il grafene è 200 volte più forte dell’acciaio, è un conduttore di elettricità più efficiente del rame ed un eccezionale conduttore di calore;

ü  Viene definito “la plastica del futuro” perché rappresenta uno dei materiali più promettenti per la produzione di nuove tecnologie in grado di rivoluzionare molti settori industriali come l’elettronica, il fotovoltaico, la sensoristica, la chimica e la meccanica;

ü  La combinazione delle sue proprietà meccaniche con quelle elettriche ne consente l’impiego nell’elettronica flessibile e pieghevole

EU Graphene Flagship:from science to technology

• The Graphene Flagship is a Future and Emerging Technology Flagship by the European Commission

• 10 years & 1000 million Euros

• Started October 1st, 2013

• Led by Chalmers (Sweden)

Graphene as a 2D materialGraphene as a 2D material

Nobel Prize in Physics 2010

K. NovoselovA. Geim

EU Graphene Flagship:from science to technology

• The Graphene Flagship is a Future and Emerging Technology Flagship by the European Commission

• 10 years & 1000 million Euros

• Started October 1st, 2013

• Led by Chalmers (Sweden)

Graphene as a 2D materialGraphene as a 2D material

Nobel Prize in Physics 2010

K. NovoselovA. Geim

EU Graphene Flagship:from science to technology

• The Graphene Flagship is a Future and Emerging Technology Flagship by the European Commission

• 10 years & 1000 million Euros

• Started October 1st, 2013

• Led by Chalmers (Sweden)

Graphene as a 2D materialGraphene as a 2D material

Nobel Prize in Physics 2010

K. NovoselovA. Geim

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.

marco.casagni@enea.it www.committenza.enea.it/industria

GRAZIE per l’attenzione

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