L’iniziativa “Industrie 4.0” è un’iniziativa strategica del governo tedesco che è stata adottata a novembre 2011 come parte del più ampio High-Tech Strategy 2020 Action Plan. Con lo scopo di definire le linea guida e le iniziative di questa strategia, a gennaio 2012 è stato inoltre istituito l’Industrie 4.0 Working Group che, sotto la presidenza di Siegfried Dais (della Robert Bosch GmbH) e del Prof. Henning Kagermann (della acatech – Accademia Tedesca di Scienze e Ingegneria), ha presentato le sue raccomandazioni sull’argomento con una relazione al governo tedesco.
Questa iniziativa parte dal presupposto che, in un prossimo futuro, le imprese dovranno creare delle reti globali che incorporino impianti di produzione, macchinari e sistemi di stoccaggio creando dei sistemi che integrino mondo fisico e virtuale, definiti Cyber-Physical Systems (CPS). Questi, nello specifico, collegheranno macchine intelligenti, sistemi di storage e impianti di produzione in modo che possano scambiarsi autonomamente informazioni e dati, ed innescare di conseguenza meccanismi di azione-reazione e controllo autonomo sui processi. Assunto questo, il paradigma dell’”Industrie 4.0” si propone d’implementare, all’interno del panorama produttivo tedesco, questi sistemi in un’ottica di miglioramento sostanziale dei processi industriali di produzione, delle fasi di ingegnerizzazione, della supply chain e dei cicli di vita dei prodotti all’interno della cosiddetta Smart Factory.
L’iniziativa del governo tedesco, che si basa appunto sul concetto di “Industrie 4.0”, individua in questo paradigma uno degli strumenti per sostenere e sviluppare l’industria manifatturiera in Germania da un lato migliorando l’efficienza della produzione nazionale e, dall’altro, creando nuovi mercati e sostenendo le esportazioni della tecnologia tedesca. Questa duplicità di obiettivi si traduce in modo congruo in una duplice strategia, definita da un lato Leitanbieterperspektive e dall’altro Leitmarktperspektive.
La parte di strategia che viene definita Leitanbieterperspektive (Leading Supplier Strategy) affronta la questione del potenziale dell’Industria 4.0 nell’ottica dell’industria manifatturiera tedesca come fornitrice di tecnologia. Dal momento che la Germania è tra i paesi leader al mondo nella fornitura di tecnologia per l’industria manifatturiera, essa si trova infatti in una posizione di vantaggio nel passaggio verso un’offerta di tecnologia basata sui CPS: l’obiettivo è quello di integrare in modo intelligente le componenti fisiche della tradizione tedesca con le nuove componenti dell’ICT e dell’economia digitale, creando una discontinuità innovativa nella sua offerta che le consenta di mantenere la leadership acquisita sul mercato. Perché questo avvenga occorre, da un lato, che le tecnologie ICT vengano adattate agli specifici requisiti del contesto industriale in cui vengono inserite, e, dall’altro, che vengano intraprese delle iniziative di formazione e di ricerca specifica, per sviluppare nuove metodologie e applicazioni industriali nell’ambito dell’automazione industriale e dei sistemi di ottimizzazione.
L’altra componente della strategia, definita Leitmarktperspektive (Leading Market Strategy), affronta la questione dell’Industria 4.0 dal punto di vista del mercato domestico tedesco. Questa strategia si pone l’obiettivo di creare una fitta rete di imprese e di punti di produzione, promuovendo una più stretta cooperazione tra imprese differenti. Lo scopo è quello di creare un sistema di produzione integrato, in una logica digitale end-to-end, che coinvolga ciascun livello del processo di creazione del valore, le fasi del ciclo di vita dei prodotti e i sistemi di produzione. Una delle sfide individuate dal gruppo di lavoro, che di conseguenza diventa uno degli obiettivi principali della strategia tedesca, riguarda proprio l’integrazione simultanea, all’interno di questa nuova rete, di imprese di aziende di grandi e piccole dimensioni: queste ultime, in particolare, non sembrano essere pronte ad affrontare la sfida dell’Industria 4.0. e necessitano quindi di un piano effettivo per il trasferimento tecnologico e di know-how.
Nel complesso, questa strategia, che necessita di equilibrio in entrambe le sue componenti, si fonda su tre caratteristiche chiave, che appaiono alle aziende manifatturiere come strumenti per consolidare il proprio posizionamento e aumentare la flessibilità, a fronte di mercati sempre più volatili e mutevoli. Di seguito vengono riportate queste caratteristiche:
1. L’integrazione orizzontale attraverso reti di valore, ovvero lo sviluppo di catene del valore interaziendali e di reti attraverso l’integrazione orizzontale
Al fine di implementare un’effettiva integrazione orizzontale, occorre generare nuove strategie e modelli di business che integrino la nuova catena del valore in tutte le sue parti, portando a nuove forme di cooperazione tra le imprese, non solo negli ambiti della ricerca e dello sviluppo, ma anche delle applicazioni. A questo riguardo, devono diventare rilevanti tematiche quali la sostenibilità dei nuovi modelli, la protezione delle competenze e del know-how lungo la catena del valore, così come i temi dalla standardizzazione delle strategie e della omogeneizzazione dei processi formativi della forza lavoro.
2. L’integrazione digitale end-to-end delle componenti di Engineering attraverso tutta la value chain
È evidente come l’integrazione di componenti fisiche e virtuali debba passare inevitabilmente dalle fasi di disegno, sviluppo e ingegnerizzazione dei prodotti. Per questo motivo, uno dei punti chiave della strategia presentata al governo tedesco riguarda la necessità di integrazione, in un’ottica digitale e di IoT, delle componenti di Engineering lungo tutta la value chain e la crescente attenzione posta sulle componenti di modellizzazione e disegno di processi, per favorire la gestione in ogni fase della tecnologia e dei sistemi tecnologici. L’obiettivo è infatti quello di creare un approccio ingegneristico “olistico” che vada a coprire tutte le diverse discipline tecnologiche coinvolte nel processo e nella value chain.
3. L’integrazione verticale e la creazione di un Networked Manufacturing System
Secondo l’Industrie 4.0 Working group, nelle smart factory la struttura di produzione non sarà fissa e predefinita: esisteranno una serie di regole di configurazione e di collegamento basate sull’IT che definiranno caso per caso una specifica struttura, compresi tutti i requisiti in termini di modelli, dati ed algoritmi. In quest’ottica, al fine di consentire l’integrazione verticale nelle aziende, è necessario implementare un sistema di integrazione, end-to-end e digitale, che coinvolga tutti i sensori dispiegati nelle fabbriche e che passi attraverso tutti i processi e i sistemi aziendali fino all’ERP. Inoltre, perché un tale sistema possa mantenersi effettivo ed efficace, occorre sviluppare delle strategie di modularizzazione che consentano la creazione di relazioni ad hoc e la possibilità di riconfigurare in maniera dinamica quello che, in questo senso, viene definito Networked Manufacturing System.
Questa strategia, qui delineata in maniera sintetica, rappresenta un buon esempio di un piano a livello nazionale che si pone l’obiettivo di integrare innovazione e nuove tecnologie all’interno di uno dei settori strategici della propria economia: quello che l’iniziativa tedesca mette in evidenza è la consapevolezza di un potenziale nazionale e la volontà di implementarlo, tramite una strategia univoca ed integrata che si basa su uno studio a monte delle necessità del settore e dei requisiti che il soddisfacimento di tali necessità implicano per il Paese in termini di figure coinvolte, competenze da sviluppare e risorse implicate.
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