Tecnologie 20.04.2023
Per crescere e mantenere alta la competitività, è fondamentale che le imprese del settore manifatturiero siano aggiornate sui più recenti trend aziendali e i cambiamenti in atto. Tra i settori industriali, quello manifatturiero è in continua evoluzione, grazie a tecnologie e idee che possono aiutare un'azienda a diventare più efficiente, produttiva e competitiva e creare nuove opportunità di crescita e innovazione. Ignorare o non tenere il passo con i nuovi trend aziendali, significa non riuscire sfruttare appieno i vantaggi delle nuove tecnologie e perdere competitività rispetto ai concorrenti, non essendo in grado di rispondere alle mutevoli esigenze dei clienti e alle condizioni del mercato. È quindi importante conoscere le innovazioni e i trend aziendali che plasmeranno maggiormente l'industria manifatturiera nel 2023, sulla base delle tendenze e delle previsioni attuali. Ecco alcune tendenze e le aree di interesse a cui prestare attenzione i prossimi mesi.
Le protagoniste della trasformazione in atto sono una produzione sempre più intelligente, l’uso di tecnologie connesse e l’automazione, finalizzata al continuo miglioramento dei processi produttivi. La crisi energetica del 2022, la scarsa reperibilità delle materie prime, normative sempre più stringenti in termini di emissioni e la crescente attenzione dell’opinione pubblica verso questi temi, hanno definitivamente posto la sostenibilità al centro delle imprese manifatturiere italiane e dello smart manufacturing. Un contributo importante alla sostenibilità del manufacturing è arrivato dalle tecnologie abilitanti e i paradigmi legati all’Industria 4.0, grazie ai quali sono stati migliorati l’efficienza, la produttività e l’impatto ambientale degli impianti esistenti.
Tuttavia, proprio il particolare momento storico che stiamo attraversando, di grandi cambiamenti, ha fatto emergere con forza come al settore serva un ulteriore passo avanti e che un paradigma puramente tecnologico, come quello dell’Industria 4.0, non sia più sufficiente se non accompagnato da un ritorno alla centralità dell’ambiente e delle persone nel processo industriale.
Le aziende stanno quindi portando al centro del processo di produzione un nuovo paradigma, focalizzato su qualità della vita e sostenibilità, supportato dalle tecnologie dell’industria 4.0 e identificato con quella che è stata definita Industria 5.0: un concetto che affonda le sue origini in un “policy brief” della Commissione Europea, datato 2021, nel quale vengono delineati i tre assi attorno ai quali si sviluppa questa nuova rivoluzione culturale: human-centricity, la sostenibilità e la resilienza.
L’industria 5.0 contribuisce alla ridefinizione dei modelli di business favorendo logiche circolari che riducono l’impatto ambientale e migliorano l’adattabilità dei processi produttivi. Una riduzione che potrà avvenire grazie all'utilizzo di apposite tecnologie per ogni fase del ciclo di vita di prodotti, a partire dalla simulazione fino alla manutenzione ed ottimizzazione.
I trend aziendali che traineranno il settore manifatturiero nel 2023 muovono da questa transizione in atto e, dunque, vedono ancora protagoniste le tecnologie abilitanti dell’Industry 4.0, come Industrial IoT, Big Data, Edge & Cloud, Digital Twin, insieme a temi “caldi” dell’Industry 5.0 come efficienza energetica, decarbonizzazione, economia circolare e rigenerativa, manutenzione predittiva, robotica collaborativa, Intelligenza Artificiale (AI) e Realtà Aumentata (AR) e tanti altri ancora. Vediamo insieme quelli più significativi.
Più efficienza energetica, meno emissioni. Questo il claim per una produzione più responsabile. Secondo quanto riferito dal World Economic Forum, la produzione statunitense è responsabile del 23% delle emissioni dirette di carbonio del paese, mentre quella europea emette 880 milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno.
Il Green Deal europeo, uno dei programmi più ambiziosi d’Europa fino ad oggi, pone come obiettivo la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra di almeno il 55% entro il 2030, rispetto ai livelli del 1990, e prevede un’Europa climaticamente neutra entro il 2050.
Il raggiungimento di questi obiettivi include iniziative che sfruttano l’economia circolare. L'adozione dei principi della sostenibilità e dell'economia circolare nella produzione è finalizzata alla minimizzazione dell'impatto ambientale dei processi produttivi, riducendo al minimo gli sprechi e l'esaurimento di materie prime e risorse.
Ripensare e progettare una produzione sostenibile e funzionale all’economia circolare, con il virtuoso obiettivo di garantire che le risorse utilizzate siano mantenute il più a lungo possibile, rappresenta uno dei principali trend aziendali del 2023, nell’ottica di Industria 5.0. Questo comporta l’inevitabile abbandono del modello di economia lineare "take-make-waste", basato su combustibili fossili, sovrapproduzione e sprechi, per il quale tutto quello che viene prelevato è destinato a diventare rifiuto.
Sempre più produttori, infatti, si stanno rivolgendo a un modello di produzione sostenibile basato sulle “7 R”: ripensare, riprogettare, riutilizzare, riparare, rigenerare, riciclare e recuperare. L'economia circolare sfrutta tecnologie come l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico per automatizzare i processi, semplificare le operazioni e aumentare l'efficienza. I processi di riciclaggio, ricondizionamento e rigenerazione vengono applicati a ogni fase della produzione per ridurre gli sprechi e tagliare i costi, riducendo così l'impronta di carbonio di un'azienda. In questo contesto, la digitalizzazione dei processi svolge un ruolo rilevante nel supportare rapidi processi decisionali che mantengono i produttori al passo con gli obiettivi di sostenibilità.
Progettare nell’ottica di un’economia circolare, significa fare sì che i componenti dei prodotti possano essere recuperati in una fase successiva e riciclati o rigenerati per l’uso in prodotti simili o di altro genere. I produttori devono anche cercare di utilizzare nel ciclo produttivo nuove materie prime e di provenienza sostenibile che possano essere riutilizzate il più possibile. Ciò si traduce in una minor quantità di risorse utilizzate nella produzione, meno rifiuti generati e una maggiore efficienza dei costi per i produttori.
Parlare di circolarità, ovvero di riutilizzare, riadattare e rigenerare, in un contesto complesso come quello delle macchine industriali e utensili, significa in una parola parlare di remanufacturing, una strategia produttiva che ha avuto un rapido sviluppo negli ultimi anni, rivelandosi un trend aziendale in forte crescita e capace di creare valore.
In pratica, per remanufacturing si intende smontare un prodotto o un componente già utilizzato e sostituirne le parti usurate per rimetterlo a nuovo e riportarlo sul mercato. In questa operazione, tutti hanno un vantaggio: il produttore, che può più facilmente accedere a modelli di business 5.0; il consumatore finale, che ha una spesa inferiore; l’ambiente, che beneficia di un minor consumo di materie prime e di energia, meno emissioni e meno rifiuti da smaltire.
Si tratta di un modello di business capace di generare anche occupazione perché comporta attività ancora ad alto tasso di lavoro umano e consente di recuperare una parte della disoccupazione frizionale generata dall’automazione.
Applicare la logica dell’economia circolare al remanufacturing (riutilizzo dei macchinari, manutenzione predittiva, ecc.) consente, inoltre, di risparmiare risorse preziose riutilizzando le attrezzature invece di scartarle.
Rappresenta un modello di business vincente che funziona perfettamente nella componentistica del settore meccanico e dell’automotive, per il quale, ad esempio, il risparmio è quantificabile nella diminuzione del 88% della materia vergine impiegata, nella riduzione del 56% del fabbisogno energetico e nella riduzione fino al 53% di immissione di CO2 in atmosfera.
Per questo, il remanufacturing viene considerato uno dei più importanti trend aziendali a livello mondiale, ed è destinato a crescere fortemente di importanza nei prossimi anni. Nel 2015, in Europa, valeva 30 miliardi di euro occupando 190.000 persone ma, secondo le stime dello European Remanufacturing Network, arriverà a 100 miliardi nel 2030, generando circa 600.000 posti di lavoro.
L’Industrial IoT (IIoT), cioè l'estensione dell'IoT alle applicazioni industriali, si conferma uno dei principali trend aziendali anche per il 2023. Grazie all’IIoT, è possibile interconnettere dispositivi e sensori tra loro, e contemporaneamente, a un'infrastruttura di rete per facilitare la raccolta, lo scambio e l’analisi dei dati con cui elaborare informazioni sulla base delle quali prendere decisioni strategiche per il raggiungimento di determinati obiettivi di produzione e monitorare e controllare in tempo reale asset e risorse.
Si tratta di un mercato in forte crescita, ricco di player e prodotti hardware e software, tutti riconducibili a tecnologie 4.0 che rientrano nell’ambito del Cloud e dell’Edge computing, della stampa 3D, della robotica, delle Intelligenze artificiali (AI), del machine-to-machine, dei Big data, del cognitive computing e delle tecnologie e dispositivi IoT, il cui obiettivo è migliorare l’efficienza e la produttività dei processi, con un’attenzione particolare al contenimento dei costi, alla riduzione dei problemi che possono derivare da fermi macchina o da disallineamenti degli equilibri tra approvvigionamento e produzione. La combinazione di IIoT, AI e Machine Learning (ML), sta rivoluzionando l’industria manufatturiera consentendo il miglioramento delle prestazioni operative, una maggiore flessibilità e un’ottimale gestione delle risorse, il miglioramento della qualità del lavoro e della vita, la gestione dei dispositivi da remoto e manutenzione predittiva. È considerato tra i trend aziendali del 2023 anche per la promettente capacità di ottimizzare la gestione della supply chain e della logistica attraverso l'uso di dispositivi connessi.
In base all’ultimo report dell’Osservatorio Internet of Things della School of Management del Politecnico di Milano, nel 2022 il mercato Internet of Things in Italia è cresciuto di un miliardo in un anno, raggiungendo così gli 8,3 miliardi di euro complessivi (+13% sul 2021). Tra i settori di attività con tassi di crescita più alti, la Smart Factory (780 milioni di euro, +22%) e lo Smart Building (1,3 miliardi di euro, +19%).
La crescita di IIoT, AI e ML ha aperto la strada a un altro trend aziendale fondamentale per l'evoluzione della fabbrica intelligente: i digital twin.
Con digital twin, o gemello digitale, si intende la replica virtuale di un impianto, sistema o componente fisico e persino di un ambiente spaziale; questa tecnologia restituisce una “fotografia” dello stato dell’asset aggiornata in tempo reale dal flusso di dati acquisiti da appositi sensori collegati al dispositivo.
Si tratta dunque di modelli dinamici, in costante comunicazione e scambio di dati con il sistema fisico. Sebbene non siano esattamente una novità, sempre più settori stanno scoprendo il loro potenziale e la loro utilità, contribuendo ad una evoluzione continua di questa tecnologia.
L'adozione delle tecnologie digital twin nella produzione viene considerato un trend aziendale per i molteplici vantaggi che è in grado di offrire: migliorano l'efficienza e la produttività dei processi di produzione, consentendo la simulazione di test virtuali in base ai quali vengono ottimizzati progetti, processi e sistemi, e contribuiscono alla riduzione dei costi e dei rischi legati alla prototipazione. Grazie ad essi è possibile monitorare e gestire, da remoto, risorse fisiche, processi e sistemi tramite sensori e altri dispositivi connessi. Composti da numerose tecnologie diverse, dai sensori IoT ai file CAD 3D, fino alla visualizzazione in realtà aumentata (AR), sono in realtà il prodotto di un ecosistema di comunicazione di dati che è alla base dell’Industria 4.0.
Le infinite potenzialità dei digital twin vanno ricercate nei programmi di simulazione e apprendimento automatico attraverso i quali vengono elaborate le informazioni sull’asset e i modelli predittivi delle prestazioni future del macchinario, in funzione delle condizioni di esercizio.
Sulla base di questi modelli, l’azienda può rilevare eventuali malfunzionamenti e programmare interventi di manutenzione mirati. In questo senso il digital twin abilita la manutenzione predittiva degli impianti, scongiurando fermi macchina e stop di produzione. Ma non solo, l'analisi dei dati raccolti consente anche il monitoraggio dei consumi a livello energetico mettendo in luce quali processi ottimizzare al fine di ridurre gli sprechi di energia.
L’advanced manufacturing solutions, o robotica collaborativa, si riferisce a robot e sistemi di intelligenza artificiale altamente sviluppati e sofisticati. Queste tecnologie consentono l'automazione delle attività, l'ottimizzazione dei processi di produzione attraverso algoritmi di apprendimento automatico e la creazione di prodotti altamente differenziati, economici e competitivi.
L’impiego della robotica collaborativa e dell'intelligenza artificiale nella produzione aumenta l'efficienza e la produttività, automatizzando i processi ripetitivi o che richiedono un alto grado di precisione, migliorando anche la qualità dei prodotti e riducendo il potenziale di errore umano, laddove i robot completano e aumentano il lavoro umano eseguendo attività di routine o pericolose.
L'adozione efficace di questo trend aziendale introduce un importante cambio di paradigmi, pienamente in linea e sintonia con il concetto di Industria 5.0, un paradigma di produzione per un’industria più sostenibile, resiliente e incentrata sull’uomo, in accordo con la doppia transizione verde e digitale.
