Ing. Andrea Bacchetti

Università di Brescia - Centro di ricerca SCSM

Community Inf-Os

LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING

Stato dell’arte e scenari a tendere.

AGENDA

DIGITAL REVOLUTION

ADDITIVE MANUFACTURING

CHI SIAMO

LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE

La prima avvenne con la sostituzione della fatica dell’uomo attraverso l’uso di macchine (Inghilterra, fine XVIII secolo)…

…la seconda con l’avvento della produzione di massa (USA, inizio XX secolo)..

…la terza è quella della MANIFATTURA DIGITALE

DOVE È CERTAMENTE GIÀ IN CORSO

La rivoluzione digitale ha già radicalmente trasformato interi settori di business:

FINANZA MEDIA IMAGING

IN AMBITO FINANZARIO…

Sportello

Bancomat

Home Banking

1. Operazioni self-service 2. Ottimizzazione dei tempi 3. Riduzione dei costi delle transazioni 4. Disponibilità immediata 5. Sistema paper-less

Il 40% degli italiani utilizza il

canale Internet per gestire le

proprie operazioni bancarie,

perché ritenuto più comodo

(81%), più veloce (26%) e più

vantaggioso economicamente

(12%)

(RAPPORTO ABI-GFK EURISKO 2012)

Il 50% delle PMI in Europa è

registrato come utente per

l’Internet Banking

Tv digitale +5%

PC +15%

Mobile +5%

Tablet +110%

Stampa -5%

Tv tradizionale -8%

Radio -5%

NEL MONDO DEI MEDIA…

• TREND MERCATO MEDIA IN ITALIA: (pubblicità e ricavi pay)

INTERATTIVITÀ MODULARITA’

FILTRO E SELEZIONE

AUTOMAZIONE

RAPPORTO 2012 OSSERVATORIO NEW MEDIA & NEW INTERNET

NEL SETTORE DELL’IMAGING… A

NA

LOG

ICA

(1

98

0)

• Macchina fotografica analogica

• Impressione su pellicola

• Capacità limitata

• Sviluppo e stampa

• Nessuna possibilità di modifica

D

IGIT

ALE

(1

99

0)

• Macchina fotografica digitale

• Conversione analogico – digitale

• Capacità quasi illimitata

• Trasferimento su PC e modifiche successive

• Visione delle foto immediata

• Chiunque è in grado di fare fotografie

INTE

GR

ATA

(2

00

0)

• Fotocamera integrata (mobile)

• Rivoluzione del modello di business

• Possibilità di fare fotografie in qualsiasi momento, senza necessità di utilizzare una macchina fotografica

• Comodità e fruibilità in qualsiasi momento

KODAK dopo 131 anni di attività, a gennaio 2012 deve dichiarare la bancarotta, per l’assenza di liquidità ed incapacità a vendere i propri brevetti. La mancata ristrutturazione (inizio anni 2000) verso il formato digitale ha condotto l’azienda a subire il nuovo mercato, invece che essere un protagonista nel nuovo settore.

QUINDI, È LECITO CHIEDERSI…

La rivoluzione digitale ha già radicalmente trasformato interi settori di business:

E’ IN CORSO ANCHE LA RIVOLUZIONE DEL

MANIFATTURIERO E FORSE NON CE NE STIAMO ACCORGENDO?

FINANZA MEDIA IMAGING

LO SPAZIO DEL DIGITAL MANUFACTURING

1. AREA AZIENDALE IMPATTATA

3. T

ECN

OLO

GIA

DIG

ITA

LE

Additive manufacturi

ng

Augmented reality

Virtual reality

Robotics

Nanotechnologies

Internet of things

Man-machine interface

Mechatronics

…

…

1. AREE AZIENDALI IMPATTATE

Research and Development

Marketing and Communication

Pro

cessi

di

su

pp

ort

o

Service Production Distribution Sales

Planning

Procurement

Pro

cesso

pri

mari

o

ELEVATO impatto

MEDIO impatto

• Cambiare il modo attraverso cui si fanno le cose, per farle in modo più efficiente, efficace, trasparente, collaborativo, …

b. PROCESSO

• Cambiare le cose che si fanno, per aggiungere funzionalità prima non esistenti, o conferire loro proprietà in precedenza impossibili.

a. PRODOTTO

• Cambiare il modo di costruire valore interagendo

differentemente con i clienti.

c. MODELLO DI BUSINESS

2. TIPI DI INNOVAZIONE GENERATI

INNOVAZIONI DELL’ASSETTO TECNOLOGICO - ORGANIZZATIVO

INN

OV

AZ

ION

E N

EL

L’O

UT

PU

T

3. TECNOLOGIE DIGITALI

Additive manufacturing

Augmented reality

Virtual reality

Robotics

Nanotechnologies Internet of

things

Man-machine interface

Mechatronics

Process Virtualization

…

ES. DI INNOVAZIONE DI PRODOTTO

Situazione di partenza

• Il focus dell’azienda è l’arma, intesa come prodotto materiale

• Il prodotto è valutato in relazione al soddisfacimento delle funzionalità di precisione di fuoco, inceppamenti, ...

Strumento / tecnologia digitale

• Internet of things

Situazione di arrivo

• Da prodotto a soluzione di sistema: iGun

• Un sistema di monitoraggio completo, in grado di gestire informazioni: localizzazione, parametri fisiologici e vitali, stato dell’arma, …

• Connessione con una centrale operativa di controllo, per fornire indicazioni e soluzioni in real time

ES. DI INNOVAZIONE DI PROCESSO

Situazione di partenza

•Le informazioni sono frammentate e difficilmente reperibili

•L’80% del know-how in R&S è archiviato in modalità non strutturata (spesso anche solo nell’esperienza dei progettisti)

Strumento / tecnologia digitale

•Process virtualization

Situazione di arrivo

•Virtualizzazione di tutte le informazioni tramite un sistema di PLM: R&D, Qualità, Acquisti, Service, Produzione, Marketing

•Gestione integrata ed omogenea dei dati tecnici prodotti dai vari strumenti in uso

•Standardizzazione del processo di progettazione dei componenti, tramite il riconoscimento automatico di componenti simili già gestiti dall’azienda

ES. DI INNOVAZIONE DI MODELLO DI BUSINESS

Situazione di partenza

• Azienda focalizzata su prodotti e settori di business consolidati

• La volontà di realizzare prodotti sempre più tecnologici che possano diventare veri e propri sistemi di protezione della vita umana

Strumento / tecnologia digitale

• Internet of things

Situazione di arrivo

• Passaggio da tuta protettiva a sistemi di protezione della persona

• Un dispositivo di protezione intelligente, in grado di rilevare quando è necessario attivarsi in seguito ad un evento imprevisto

• Migliore posizionamento competitivo sul mercato

• Apertura di nuovi business in settori diverso da quello storico

È DI FATTO UNA VERA RIVOLUZIONE!? 1990 - 2000

1. Produzione in serie 2. Alta incidenza del costo del lavoro

sul costo totale 3. Necessità di ridurre l’impatto di

questa voce di costo

2012 • Progressiva saturazione del mercato • Focus sui servizi associati ai prodotti • Aumento del costo di trasporto • Aumento del costo del lavoro nei

paesi in via di sviluppo • Nuove tecnologie disponibili

2020 (??) 1. Supply chain flessibili e reattive 2. Vicinanza con i centri di R&S 3. Mantenimento delle competenze

core 4. Protezione della proprietà

intellettuale

• Tempo di sviluppo e di prototipazione ridotti

• Maggiore automazione dei processi

AGENDA

DIGITAL REVOLUTION

ADDITIVE MANUFACTURING

CHI SIAMO

DI COSA STIAMO PARLANDO

3D PRINTING

ADDITIVE MANUFACTURING

ADDITIVE FABRICATION

Definizione

Tecnologia brevettata nel 1980 da Chuck Hull, presidente di 3D Systems, maggiore produttore di questi dispositivi. Processo di unione di materiale per realizzare oggetti partendo da modelli virtuali 3D, solitamente depositando strati di materiale l’uno sull’altro. Processo opposto ai metodi di produzione sottrattivi.

Wohlers Associates

FREEFORM FABRICATION

“Making things with a 3D printer changes the rules of Manufacturing’’

The Economist

PROTOTIPAZIONE

PRE-SERIE

Applicazioni

REVERSE ENGINEERING

COMPONENTI / PARTI DI RICAMBIO

ADDITIVE VS SUBTRACTIVE MANUFACTURING

- Aggiunta di strati di materiale

- Qualsiasi tipo di profilo e angolazione realizzabile

- Assenza di materiale di scarto

- Finitura del prodotto direttamente in fase di stampa

- Lavorazioni per asportazione

- Stadi intermedi di lavorazione e di finitura del prodotto

- Profili e angolazioni difficili da realizzare

- Scarti difficilmente riutilizzabili immediatamente

MANIFATTURA CLASSICA MANIFATTURA DIGITALE

MODALITÀ DI STAMPA & MATERIALI

Fused Deposition Modeling (FDP)

•Materiale termoplastico fuso, layer by layer

Digital Light Processing (DLP)

•Polimero liquido indurito attraverso l’esposizione a fasci di luce DLP

Stampa a getto d’inchiostro

•Polvere (di gesso o resina) tramite un getto di legante

•Consente stampe a colori ed è molto veloce

Selective Laser Sintering (SLS) – Electron Beam Mealting (EBM)

•Fusione selettiva di un mezzo stampato granulare (termoplastica, sabbia, vetro, metalli) sintetizzato/fuso tramite laser

STATO DELL’ARTE DEL MERCATO

Numero di dispositivi professionali* venduti

*attrezzature con prezzo di vendita superiore a 5.000 $.

2011: +5% di vendite rispetto al 2010 Trend palesemente positivo, ma su numeri (ad oggi) limitati

Installazioni nel mondo

- 40% delle installazioni totali è negli USA

- In Europa si trova il 25% delle applicazioni industriali

- L’Italia è tra i paesi europei più attivi su questo fronte

Fonte: Wohlers Report 2012

IMPATTO (POTENZIALE) SULL’INDUSTRIA MANIFATTURIERA

% di componenti di prodotto finito realizzabili con la tecnologia dell’additive manufacturing

La quota parte di prodotto finito realizzabile tramite Additive Manufacturing è passata dal 19.6% del

2010 al 24% nel 2011

PREVISIONI 2016: la quota parte di componenti realizzabili con stampanti 3D sarà del 50% 2020: la quota parte crescerà fino all’80%

Fonte: Wohlers Report 2012

CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Gartner propone un andamento tipico delle aspettative riposte in una certa tecnologia, in funzione del tempo. Tendenzialmente si osservano almeno 3 macro fasi: sovra-entusiasmo, disillusione, realismo. DOVE STA ORA L’ADDITIVE MANUFACTURING?

Fonte: Gartner Inc.'s 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies

CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Posizionamento dell’additive manufacturing

• L’Additive Manufacturing si trova ora sul picco del ciclo di evoluzione delle tecnologie emergenti

• Argomento di moda, con ampi spazi sui mass media

• Le aspettative sono molto rilevanti e potenzialmente dirompenti, ma l’impatto sarà ridimensionato nei prossimi anni (disillusione)

• La tecnologia sarà matura nel medio-lungo periodo: 5-10 anni

Fonte: Gartner Inc.'s 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies

QUALI BENEFICI QUANDO?

• Business Model Innovation • Additive Manufacturing

• Business Process Management • Managementless Organization • Sustainability Management • Talent Science

• BPO • Location Intelligence • Product Cost and Life Cycle

Management • Supply Chain Management

• Business Analytics • Cloud Business • Mass Collaboration • M-Commerce • Micrometered Revenue Models • Risk Management/GRC • Traceability and Provenance

• Customer Experience Management

• Data Science Management • Design Thinking • E-Discovery • Exploiting Sensor Grids • Neurobusiness • Robostaffing

• Innovation Management • Augmented-Human Staffing • Mass Customization

Tra 2-5 anni Tra 5-10 anni >10 anni

Trasformativi

Elevati

Moderati

* Matrice delle Priorità delle Tecnologie Emergenti, adattato da Gartner's 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies

MATURITÀ

BENEFICI

ALTRI ESEMPI

GEN

ERA

L EL

ECTR

ICS

• GE dal 2012 ha acquisito una azienda di precisione che ha investito nella tecnologia dell’additive manufacturing

• Sviluppo di nuove turbine , facilmente modificabili e progettabili

• Turbine più leggere e resistenti di quelle prodotte con metodi tradizionali

CYB

AM

AN

TEC

HN

OLO

GIE

S • Realizzazione di un prototipo: The Replicator

• Scansione digitale di un qualsiasi oggetto di medio-piccole dimensioni posto al suo interno

• Trasmissione della scansione a dispostivi di stampa 3D in qualsiasi location, in grado di riprodurre l’esatta forma dell’oggetto

RIC

ERC

A

• Wake Forest Institute ha realizzato un rene con una soluzione di cellule cresciute in laboratorio, in grado di essere trapiantato nell’uomo

• Cornell University ha realizzato tessuti umani, come pelle e muscoli, in grado di replicare (non oggi ancora) completi organi del corpo umano

• E’ stata in grado di produrre torte (commestibili!) tramite stampa

PRIMA VI HO PARLATO DI BERETTA…

MATERIALI

Limitate possibilità di utilizzare differenti materiali nello stesso processo di stampaggio

STABILITÀ & FINITURA

Mancata adesione del materiale negli strati inferiori (instabilità) e ridotta finitura superficiale (anche gli errori sono additivi)

DISMISSIONE & DISASSEMBLAGGIO

Impossibilità di disassemblare i componenti stampati, in quanto realizzati come un tutt’uno

DIMENSIONE

Limite dimensionale dei pezzi da realizzare in funzione della dimensione della stampante

TUTTO BELLO MA… QUALI SONO GLI ATTUALI LIMITI DELLA TECNOLOGIA?

IN OGNI CASO… ATTENZIONE!!

‘’I forni a microonde saranno il futuro della cucina. Sostituiranno del tutto i sistemi di cottura tradizionali.’’

‘’Le stampanti 3D arriveranno nel 2020 a realizzare più dell’80% di tutti i componenti dei prodotti in commercio.’’

Ad oggi i forni a microonde non hanno avuto l’impatto rivoluzionario atteso nel 1950. Non sono uno strumento sostitutivo dei sistemi di cottura, bensì sono complementari.

AGENDA

DIGITAL REVOLUTION

ADDITIVE MANUFACTURING

CHI SIAMO

ISTITUZIONI

ATTIVITA’ Centro di ricerca in supply chain & service

management Centro di competenza nell’innovazione dei

processi gestionali

Insegnamento Didattica universitaria Formazione aziendale post lauream & post experience

Ricerca Ricerca fondamentale Ricerca empirica

Progetti Progetti di ricerca finanziata Progetti d’innovazione in azienda

Pubblicazioni Riviste scientifiche internazionali Riviste tecnico-divulgative nazionali

Conferenze Conferenze scientifiche internazionali

Convegni nazionali

COMPETENZE

LEVE DI CONFIGURAZIONE

Scelte di medio-lungo perio-do, in ottica strategica

Es. dimensionamento della capacità produttiva

LEVE DI GESTIONE

Scelte e attività di medio-breve periodo in ottica tattica

Es. pianificazione della pro-duzione

STRUMENTI A SUPPORTO

Definizione dei requisiti e implementazione di sistemi di supporto ai processi

Es. sistema informativo ERP

Processi chiave:

Prospettive:

Processo primario

Controllo di gestione

Sviluppo del nuovo prodotto

…

Apparecchi domestici

Machinery

Meccanica in generale

Metal

Agro-alimentare

Industries:

COMMUNITY

ASAP SMF

Promuovere la cultura e l’eccellenza nella gestione delle attività di servizio e nei processi di servitizzazione delle imprese manifatturiere

INF-OS

Migliorare l’efficienza e l’efficacia dei processi gestionali attraverso l’innovazione a base informativa

ITMETAL

Promuovere l’innovazione dei processi di business all’interno delle filiere del metallo.

LINFA

Stimolare la competitività delle filiere agro-alimentari promuovendone l’innovazione

LA NOSTRA RICERCA SUL DIGITAL MANUFACTURING

Conoscere ed utilizzare al meglio la leva delle tecnologie digitali è strategico per recuperare il gap competitivo accumulato dalle nostre imprese manifatturiere rispetto ai principali competitor europei…

… i provider tecnologici che sapranno offrire prodotti e servizi di questa natura riusciranno a rimanere proficuamente sul mercato, creando nuove opportunità di business

A QUALI DOMANDE VOGLIAMO RISPONDERE

Imprese manifatturiere

1. Quali conoscenze hanno di questi temi?

2. Quante e quali di esse si stanno muovendo, e come?

3. Quali sono i fattori abilitanti e quali quelli inibenti?

4. Che ricadute si possono osservare sui first movers, e quali svantaggi potrà subire chi resta indietro?

Provider tecnologici

1. Qual è l’offerta di prodotti e servizi rispetto al panorama internazionale?

2. Che interesse commerciale c’è a sviluppare l’offerta verso le imprese manifatturiere?

3. Quali opportunità di business sono già state realizzate? E quali saranno realizzabili nel futuro?

MODALITÀ DI COLLABORAZIONE

Aziende manifatturiere

Media

Università &

Centri di ricerca

Provider IT

Cosa proponiamo

In cambio di

Cosa proponiamo

In cambio di Cosa

proponiamo In cambio di

Cosa proponiamo

In cambio di

CONTATTI

Ing. Andrea Bacchetti

Università di Brescia Via Branze, 38 – 25123 Brescia (030) 6595.213

andrea.bacchetti@ing.unibs.it

Ing. Massimo Zanardini

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