Che cos’è, significato, caratteristiche e principi dell’Industria 4.0

Il termine Industria 4.0 è stato coniato in Germania nell’anno 2011 quando, durante la celeberrima fiera di Hannover, un gruppo di lavoro presentò il progetto “Zukunftsprojekt Industrie 4.0”, il cui obiettivo era quello di rinnovare completamente il sistema produttivo tedesco e portare così la Germania tra le prime manifatture a livello mondiale.
L’espressione Industria 4.0 nasce con l’intento di teorizzare un nuovo paradigma manifatturiero emergente che fonda le sue basi sul concetto di sistema cyber-fisico (CPS, dall’inglese Cyber Physical System), ossia un sistema informatico che permette ad ogni componente fisico, attraverso l’utilizzo di sensori o attuatori, di avere una propria immagine virtuale e di essere eventualmente interconnesso con altri elementi del processo produttivo. Grazie alla sua intelligenza decentrata, esso è in grado di valutare qualsiasi tipo di circostanza, prendere decisioni e interagire con altri sistemi cyber-fisici in maniera completamente autonoma permettendo così di dare vita alle cosiddette “fabbriche intelligenti”, ossia “ambienti di lavoro in cui sistemi di produzione fisici e virtuali interagiscono in maniera flessibile rendendo possibile la personalizzazione dei prodotti e la realizzazione di nuovi modelli operativi”.

Principi distintivi di una soluzione 4.0

È necessario, però, sottolineare come la divulgazione del termine Industria 4.0 sopra descritto sia stata talmente tanto differenziata all’interno dei diversi contesti industriali che ne risulta comunque impossibile un’unica definizione.

Diventa quindi fondamentale l’identificazione di alcune direttrici distintive che permettano di etichettare una soluzione come 4.0:

• Interconnessione: capacità da parte degli asset e delle risorse della filiera produttiva di scambiare informazioni con i sistemi interni ed esterni mediante l’utilizzo di una rete di scambio dati. Tale concetto non interessa, però, solamente la fabbrica in quanto tale; essa, infatti, diventa un elemento di un più ampio insieme rappresentato dalla value-chain, ossia dalla totalità degli attori che permettono di apportare valore all’interno dell’intero sistema.
• Virtualizzazione: riproduzione virtuale dell’azienda, possibile grazie all’utilizzo di sensori applicati ai componenti dei processi fisici che permette di configurare quello che viene definito il “gemello digitale” dell’impresa, la cui combinazione con gli asset fisici genera il sistema cyber-fisico che sta alla base del concetto di Industria 4.0.
  Avere a disposizione una rappresentazione virtuale consente di effettuare delle vere e proprie simulazioni atte a prevedere e a governare possibili cambiamenti repentini delle condizioni di mercato.
• Decentralizzazione: i componenti del CPS sono in grado di riconoscere eventuali anomalie nei processi e modificare secondo modalità autonome il loro comportamento.
• Interazione da remoto: possibilità di monitorare, mediante accesso da remoto, i processi in modo da raccogliere dati che permettano in caso di malfunzionamenti di intervenire in maniera proattiva.
• Elaborazioni in tempo reale: presenza di funzioni che permettano di raccogliere “con campionature sufficientemente rapide da seguire le dinamiche caratteristiche dei relativi processi”2 informazioni cosicché sia possibile esercitare azioni immediate.
• Modularità: possibilità di modificare i meccanismi di produzione sulla base delle variazioni della domanda sfruttando una catena del valore sempre più integrata dal punto di vista della condivisione delle informazioni.
• Sostenibilità: elemento non prettamente tecnologico, ma non per questo di minore rilevanza. Esso fa riferimento ad elementi ambientali e sociali come l’ottimizzazione del consumo dell’energia e delle risorse e il miglioramento delle condizioni di lavoro.
• Interoperabilità: capacità di due o più sistemi appartenenti ad imprese diverse di scambiarsi dati al fine creare delle reti di aziende che possono estendersi anche oltre i confini del territorio nazionale in modo da consentire anche alle imprese mediopiccole di incrementare la propria competitività.

Le numerose combinazioni possibili dei principi distintivi appena delineati definiscono quelle che possono essere considerate a tutti gli effetti delle soluzioni che interpretano correttamente il paradigma di Industria 4.0.

Nel perseguimento di tali obiettivi rivestono un ruolo fondamentale le cosiddette tecnologie abilitanti che possono essere raggruppate in tre categorie principali. La prima, concerne l’elaborazione e l’analisi di grandi quantità di dati, resa sempre più accessibile da sensori a basso costo e da modelli di cloud computing. La seconda, racchiude tutta la parte relativa alle interazioni uomo-macchina, rese sempre più complesse dalla robotica collaborativa e dall’automazione avanzata. Infine, la terza categoria rimanda al concetto di interconnessione della value-chain attraverso un impianto di sensoristica intelligente, o, come viene comunemente chiamato, Internet of Things (IOT).

Tuttavia, si corre il rischio di accostare la trasformazione digitale alla sola ed esclusiva adozione delle nuove tecnologie senza considerare il fatto che l’innovazione 4.0 nella sua essenza prevede un’unione di quest’ultime allo scopo di integrare l’intera filiera produttiva attraverso l’interconnessione di persone, macchine, dispositivi e sistemi informativi. Sarebbe quindi riduttivo attribuire alla rivoluzione in atto una connotazione unicamente tecnologica senza considerare il suo forte impatto sulla cultura aziendale. Questo nuovo paradigma necessita, senza soluzione di continuità, di nuove competenze digitali, di riconversione della forza lavoro esistente, di infrastrutture avanzate, di una migliore pianificazione strategica, di una reattività che sia il più possibile dinamica per fronteggiare una domanda di mercato che tende a modificarsi rapidamente, e di un’ottica di investimento che privilegi il brevissimobreve termine rispetto al medio-lungo per agevolare la flessibilità. È una rivoluzione che colpisce la totalità delle funzioni aziendali senza esclusione di colpi.

Ragione per cui diventa fondamentale da parte degli Amministratori Delegati delle imprese “una forte presa di consapevolezza della sfida, la volontà di “mettersi in gioco” e di dotarsi degli strumenti concettuali, manageriali, e di conoscenza specifica del nuovo contesto 4.0″. In estrema sintesi, viene richiesta all’apparato manageriale aziendale, come prerogativa precipua, una visione chiara e coerente sia sotto il profilo tecnologico sia sotto quello strategico e culturale.