L’espressione Industria 4.0 (o Smart Manufacturing) esprime una visione del futuro secondo cui, grazie alle tecnologie digitali, le imprese industriali e manifatturiere aumenteranno la propria competitività ed efficienza tramite l’interconnessione e la cooperazione delle proprie risorse (impianti, persone, informazioni) sia interne alla fabbrica, sia distribuite lungo l’intero processo che si snoda dalla progettazione dei prodotti fino al loro utilizzo. La parola chiave di Industria 4.0 non è dunque “automazione” ma “interconnessione”. Una interconnessione che tocca certamente la fabbrica, ma abbraccia il sistema logistico-distributivo e quella che viene chiamata supply chain, cioè l’insieme di attori che creano valore all’interno del sistema, fino ad arrivare al consumatore finale.
Industria 4.0 si concretizza nell’adozione di alcune tecnologie digitali innovative, che chiameremo Smart Manufacturing Technologies, che si possono ricondurre a due grandi insiemi: il primo, derivante dagli sviluppi delle tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione, che include l’Internet delle Cose (Industrial Internet of Things), le applicazioni del Cloud alla manifattura (Cloud Manufacturing), gli strumenti e i modelli per estrarre valore da grandi moli di dati (Industrial Analytics); il secondo, uno sviluppo delle tecnologie produttive, rappresentato dall’automazione avanzata e robot collaborativi (Advanced Automation), nuove interfacce per interagire con gli impianti di produzione (Advanced Human Machine Interface) e le stampanti tridimensionali (Additive Manufacturing). Pur nella loro eterogeneità, queste tecnologie hanno un fondamentale tratto comune: quello di abilitare una forte interconnessione tra le risorse utilizzate nei processi operativi. Nel futuro immaginato da Industria 4.0, dunque, gli impianti, i lavoratori, i materiali in input e i prodotti finiti saranno dotati di sensori che li identificano e ne rilevano costantemente posizione, stato e attività; i dati raccolti saranno analizzati per migliorare la capacità produttiva, l’efficienza, la sicurezza e la continuità operativa; gli operatori verranno facilitati nelle loro mansioni grazie a robot collaborativi e a nuove interfacce uomo-macchina che ne potenzieranno sia la capacità esecutiva, sia quella decisionale. Infine, tutta la fabbrica sarà connessa al resto del sistema logistico-produttivo e ai clienti tramite piattaforme in cloud e i dati relativi all’utilizzo dei prodotti serviranno per facilitare l’assistenza post-vendita, lo sviluppo di nuovi prodotti e servizi, fino ad abilitare nuovi modelli di business.
Questi esempi sono utili anche per sottolineare un aspetto fondante: Industria 4.0 non significa adottare isolatamente questa o quella tecnologia innovativa, quanto mettere a fuoco il meccanismo complessivo attraverso cui la maggiore integrazione delle risorse genera del valore addizionale, riducendo le inefficienze, valorizzando la conoscenza e migliorando la capacità di pianificare e reagire.
I paradigmi di Industria 4.0 trovano applicazione praticamente in tutti i processi di un’azienda industriale e manifatturiera. Per inquadrare meglio il discorso, tuttavia, è utile ricorrere a uno schema articolato in tre aree. La prima, Smart Lifecycle, include il processo di sviluppo di un nuovo prodotto, la gestione del ciclo di vita del prodotto stesso e la gestione dei fornitori coinvolti in queste fasi. La seconda, Smart Supply Chain, include la gestione dei flussi di prodotto e di denaro all’interno dei sistemi di produzione e distribuzione. Infine la terza area, Smart Factory, include i processi che rappresentano il cuore della manifattura: produzione, logistica interna ed esterna, manutenzione, qualità, sicurezza e rispetto delle norme.
Siamo davvero alla quarta rivoluzione industriale?
Dopo la prima, innescata dalla macchina a vapore (fine 1700), la seconda, innescata dal paradigma dell’elettricità e dalla produzione di massa (inizi del 1900) e la terza, innescata dall’avvento della prima informatizzazione (1960-1970), è questa la quarta rivoluzione industriale? Che caratteristiche deve avere un fenomeno per poterlo chiamare “rivoluzione industriale”? Con rivoluzione industriale si intende una trasformazione delle strutture produttive e sociali determinata dall’affermazione di nuove tecnologie (Treccani). Il termine rivoluzione è utilizzato in senso metaforico, in quanto le trasformazioni prodotte dalla produzione industriale interessano non solo l’ambito economico, ma investono in maniera più complessiva la realtà: le strutture sociali, gli avvenimenti politici e, più ampiamente, gli stessi valori morali e culturali della civiltà.
In termini economici una rivoluzione industriale porta a un miglioramento significativo della capacità di produrre – aumento della cosiddetta produttività o output per ora di lavoro – e della qualità dei prodotti/servizi realizzabili – ossia prodotti/servizi di maggiore qualità o nuovi prodotti/servizi non realizzabili precedentemente, e quindi in ultima istanza a un miglioramento della qualità della vita.
Nella prima rivoluzione industriale, ad esempio, il telaio a vapore ha portato a un incremento di molte volte dell’output per addetto. Nella seconda rivoluzione industriale senza l’elettricità a casa non sarebbe nato nessun elettrodomestico moderno, inclusa radio e tv. Nella terza rivoluzione industriale, quella della digitalizzazione diffusa, è avvenuta l’informatizzazione delle fabbriche e delle società di servizi (si pensi alle banche oppure ancora alla connessione delle agenzie di viaggio con i servizi di prenotazione aerea).
Quali sono dunque i principali fattori di innovazione che dovrebbero connotare la cosiddetta Industria 4.0 e che avrebbero le potenzialità per modificare in maniera significativa nei prossimi decenni la produttività e/o la qualità dei prodotti/servizi e in sintesi la qualità della vita?
In primo luogo, ci si attende un forte incremento nella produttività del lavoro (output per ora di lavoro), grazie agli sviluppi della Advanced Automation (sviluppo automazione industriale, nuova robotica, Intelligenza Artificiale) e alla cosiddetta “automazione cognitiva” (migliore accesso ai dati e migliore capacità decisionale ed esecutiva). La produttività del lavoro è sempre stata nella storia una delle misure fondamentali del progresso. Il presupposto fondamentale è che la risorsa più pregiata in un sistema produttivo sia proprio l’ora-persona e che qualsiasi azione volta a migliorare la produttività del lavoro si possa tradurre in ultima istanza in un incremento della capacità produttiva (ricchezza misurabile) oppure in un aumento del tempo libero (migliore qualità della vita).
In secondo luogo è lecito attendersi un forte miglioramento nella produttività delle risorse ambientali critiche (output per unità di risorsa critica). Negli ultimi decenni all’ora-persona si sono affiancate altre risorse ritenute altrettanto critiche, quelle ambientali scarse o non rinnovabili (acqua, alcune fonti di energia, alcune materie prime) e si sono evidenziati alcuni output indesiderati dei processi produttivi (gas serra, inquinanti). A questo riguardo Industria 4.0 promette di ridurre il consumo di risorse critiche attraverso l’uso di tecnologie produttive senza scarti (grazie alla manifattura additiva e non sottrattiva), la gestione intelligente dei prodotti al termine della loro vita sul mercato secondo modelli di economia circolare e grazie a maggiore automazione cognitiva (informazioni contestuali e real-time sul consumo di risorse).
Il terzo fattore di innovazione è il miglioramento della qualità e delle prestazioni di prodotti e servizi già esistenti o l’invenzione di nuovi prodotti/servizi capaci di cambiare la vita delle persone.
Alcune direzioni di sviluppo in questo senso sono l’abilitazione di modelli di “sharing economy” – con la riduzione del costo totale di utilizzo e l’aumento della disponibilità di prodotti/servizi –, di “servitization”, ossia l’offerta di servizi anziché di prodotti – trasformando investimenti in capitale in costi variabili, riducendo i rischi e aumentando l’accessibilità del servizio –, e di “mass customization”, basata sulla personalizzazione estrema (rendere disponibile al cliente il prodotto che vuole quando vuole). Interessante anche la capacità di ideare nuovi prodotti/servizi, più leggeri, più intelligenti, più autonomi, “data-driven”, ossia costruiti sull’interconnessione di “sistemi” e quindi di bacini di dati.
Lo scenario applicativo in Italia
Qual è il livello di diffusione attuale dei paradigmi di Industria 4.0 in Italia?
La domanda riveste una particolare rilevanza per noi, in quanto l’Italia è un Paese a forte vocazione industriale – si pensi ai settori dell’automobile, alimentare, aerospaziale, chimica e farmaceutica, elettrodomestici, ingegneria impiantistica, tessile-abbigliamento-calzaturiero, arredamento, oltre ad alcune “nicchie” in cui il nostro Paese è leader mondiale: piastrelle, occhiali, macchine da caffè –, il secondo in Europa dopo la Germania e l’ottavo a livello mondiale. Perciò lo sviluppo di Industria 4.0 è per l’Italia non semplicemente importante ma assolutamente decisivo. Industria 4.0 – o Impresa 4.0 come recentemente riformulato – è di fatto il programma per ridare competitività all’industria italiana e all’ecosistema dei servizi che vi ruota intorno (50% del PIL).
Iniziamo ad analizzare quale è il livello di conoscenza sul tema. Abbiamo realizzato nel corso dei primi mesi del 2017 una survey su 241 COO (Direttori delle Attività Operative) di imprese medio-grandi rappresentative di tutti i principali settori rilevanti per l’industria italiana. Ad aprile 2017, solo l’8% dei rispondenti dichiara di non conoscere l’espressione “Industria 4.0”: un dato molto positivo se pensiamo che lo scorso anno, alla stessa domanda, il 38% dei manager aveva invece risposto di non averne mai sentito parlare. Al termine Industria 4.0 che significato è associato? La parola chiave più gettonata è stata “automazione di fabbrica” con il 33% delle preferenze, sottolineando in questo modo la continuità con il presente del mondo industriale, e nel complesso le parole chiave che rappresentano il mondo delle tecnologie produttive (“automazione”, “sensoristica su impianti e macchinari” e “stampa 3D”) raccolgono il 54% delle preferenze. Vi è però ampia consapevolezza che Industria 4.0 non si limiti solo alle tecnologie produttive: le tecnologie dell’informazione e della comunicazione (“Integrazione di processi con software gestionali”, “Nuovi software a supporto della pianificazione e gestione della Fabbrica/Value Chain”, “Portali di collaborazione cliente-fornitore” e “Strumenti CAD/CAM”) insieme raccolgono il 46% delle preferenze.
In termini di diffusione delle soluzioni sono più di 800 le applicazioni 4.0 dichiarate dai 241 rispondenti alla survey, distribuite nelle tre diverse aree Smart Lifecycle, Smart Supply Chain e Smart Factory, per una media di 3,4 applicazioni per azienda.
Sono le soluzioni basate sull’Internet delle Cose e sulla gestione dei dati associati (Industrial Analytics) a dominare l’area Smart Factory, con livelli di adozione rispettivamente del 38% e 33%, ma già oltre un quarto delle imprese dichiara di aver investito anche in soluzioni di Advanced Automation (26%) e Advanced HMI (nuove interfacce uomo-macchina) (27%). In ambito Smart Lifecycle, l’Additive Manufacturing – la stampa 3D – conferma il suo ruolo centrale nelle fasi di prototipazione. La distribuzione di queste applicazioni è tuttavia molto eterogena all’interno del campione con oltre un quarto delle imprese che dichiara 5 o più applicazioni all’attivo e un altro quarto che dichiara di averne avviata soltanto una o addirittura nessuna.
Focalizzandosi infine sugli investimenti, l’Industria 4.0 ha raggiunto nel 2016, secondo una stima prudente, un valore compreso tra 1,6 e 1,7 miliardi di euro. Si registra una crescita del mercato del 25% circa: questa cifra nasconde ancora il suo vero potenziale, perché il 2016 è stato per molte aziende l’anno “dell’attesa”, con molte aziende che, alla luce del timing di rilascio del Piano e dei chiarimenti fiscali collegati, hanno rallentato le proprie decisioni di investimento in attesa che si definisse completamente il quadro normativo. Per il 2017 le aspettative sono ancora più forti e si stima un tasso di crescita del 30% almeno: se questi numeri saranno confermati, nel giro di due anni l’Italia avrà quasi raddoppiato i propri investimenti nella trasformazione digitale, mettendo decisamente in moto il percorso di recupero del ritardo accumulato rispetto alle più mature situazioni internazionali.
Quale l’impatto sul lavoro?
Domandiamoci in ultimo quale potrà essere l’impatto di Industria 4.0 sul lavoro, sia in termini di quantità (saldo tra perdita di posti di lavoro e nuovi posti di lavoro), sia in termini di qualità (il tipo di lavoro che “rimane” all’uomo o che l’uomo progetta per sé avendo a disposizione la tecnologia).
La matrice in Figura 1 descrive le attività lavorative usando due dimensioni: la prima classifica le attività in manuali o intellettuali; la seconda, in ripetitive o non ripetitive. La colonna delle attività ripetitive sia manuali sia intellettuali contiene attività che sono già state “aggredite” dalle rivoluzioni precedenti; in altre parole, il fatto che le attività ripetitive, sia manuali sia intellettive, siano automatizzabili, non è un elemento legato all’Industria 4.0, ma agli ultimi 50 anni di sviluppo tecnologico nella cosiddetta terza rivoluzione industriale (la rivoluzione della digitalizzazione). Il fatto che molti lavori fortemente ripetitivi non siano già stati sostituiti dalla tecnologia dipende più dal rapporto tra costo del lavoro – molto basso in molte aree geografiche – e costo della tecnologia che non da impossibilità tecniche.
L’elemento di novità che arriva dall’Industria 4.0 è che anche alcune delle attività che stanno nella colonna delle attività non ripetitive, sia manuali sia intellettuali, possono essere automatizzate. A onor del vero, dato lo sviluppo attuale dell’Intelligenza Artificiale e della robotica, solo alcune attività molto specifiche sono a oggi completamente automatizzabili, ma la direzione è chiara. Occorre anche precisare che i lavori sono poi costituiti da una interrelazione di molteplici attività elementari e quindi pochi lavori sono integralmente sostituibili dall’automazione. È però anche vero che già oggi – e sempre di più in futuro – componenti importanti di lavori non ripetitivi sono eseguibili da software o robot. È un bene o un male? Quale sarà l’impatto sulla quantità e sulla qualità dei posti di lavoro?
Industria 4.0: l’impatto sul lavoro
Negli ultimi tre anni vari studi – dal primo in occasione del World Economic Forum di Davos nel 2014 al più recente dettagliato studio di McKinsey Global Institute a inizio 2017 – hanno provato a stimare il bilancio dell’Industria 4.0 in termini di posti di lavoro. Le stime risultano estremamente contrastanti perché oltre ai posti persi si devono fare ipotesi sulla capacità e sui tempi di creazione di nuovi posti di lavoro. Il punto su cui invece tutti gli studi sono concordi è nel riconoscere che vi sarà una importante trasformazione del lavoro, in termini di contenuto e in termini di competenze, e tutto questo a una velocità senza precedenti nella storia passata.
Senza voler esaurire un tema che ci appassionerà per anni, provo a offrire qualche spunto di riflessione a partire da due libri pubblicati recentemente. Il primo spunto lo traggo da The second machine age, scritto da Brynjolfsson e McAfee, in cui si documenta in maniera efficace che l’innovazione in oggetto – basata su “tecnologie di tipo esponenziale e combinatorio”, cioè che si combinano auto-alimentandosi in termini di capacità di innovazione – sta procedendo a una velocità vertiginosa. Al contempo, cosa più interessante ancora, viene offerta una serie di esempi per dimostrare come, almeno fino a oggi, ci sia una forte complementarietà tra le capacità dell’uomo e la capacità delle macchine. Quindi, sottolineano gli autori, è inutile combattere una battaglia contro le macchine (race against the machine), la vera questione è immaginare modalità di combinazione della capacità dell’uomo con la capacità delle macchine, paradigma che loro chiamano “race with the machine” – secondo lo slogan “correte con le macchine, non contro le macchine”.
Il secondo spunto di riflessione viene da Nicholas Carr, che ha scritto The glass cage. Nel libro si osserva che mentre nella storia umana la tecnologia è sempre stata vista come un aumento, un potenziamento delle capacità dell’uomo di conoscere e di penetrare la realtà, come un arricchimento del corpo o della mente, alcune delle tecnologie più recenti rischiano invece di mettere l’uomo dentro una cosiddetta “campana di vetro”, quindi di separarlo dalla realtà, di togliergli il gusto, e anche la capacità, di esperienza della realtà. E fornisce numerosi esempi al riguardo. Prendiamone uno per comprendere il messaggio di fondo: il pilota di un aeroplano oggi è una persona meno capace di pilotare di quanto non lo fosse un pilota degli anni passati, al punto che sorge il dubbio se in caso di pericolo sia opportuno affidare i comandi al pilota o lasciarli nelle mani del più affidabile pilota automatico. Lo stesso dilemma si applicherà a ciascuno di noi quando arriveranno le auto a guida autonoma. Si pone quindi l’interrogativo su come l’umanità voglia progettare lo sviluppo e l’utilizzo di queste tecnologie: per sostituire l’uomo o per aumentare la sua capacità di conoscere e penetrare la realtà?
Anche da questi spunti emerge una considerazione di metodo. Invece che considerare l’impatto delle nuove tecnologie come una variabile “esogena”, non influenzabile, quasi ineluttabile, che si può tentare di prevedere ma non modificare nel suo inesorabile incedere, è probabilmente più interessante considerarla una variabile almeno parzialmente “endogena”, sulla quale giocare un esercizio di progettazione. Come vogliamo usare la tecnologia per lavorare meglio, in modo più sicuro, con maggiore soddisfazione?
Per imparare a rispondere a questa domanda le tecnologie vanno conosciute in profondità e in tutte le loro implicazioni, sia nelle opportunità, sia nei rischi associati. E questo richiede educazione e formazione di ogni persona, nella scuola di ogni livello, dalle elementari all’università, ma anche nelle imprese e nella pubblica amministrazione (l’educazione non è compito solo del sistema dell’istruzione). Non sulle tecnologie in sé – che evolvono a una velocità senza precedenti – ma sui principi e modelli che stanno dietro le tecnologie, la vera base della conoscenza.
