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La rivoluzione digitale della manifattura

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Nuove tecnologie digitali a supporto di una nuova rivoluzione industriale, caratterizzata da nuovi trend legati alla contrazione della domanda, alla sua frammentazione, e al maggiore peso che assumono …

Nuove tecnologie digitali a supporto di una nuova rivoluzione industriale, caratterizzata da nuovi trend legati alla contrazione della domanda, alla sua frammentazione, e al maggiore peso che assumono sempre più i servizi legati ai prodotti fisici. Stampa 3D, Internet delle Cose, realtà aumentata e Virtuale, nanotecnologie, social manufacturing e intelligenza artificiale possono abilitare nuovi modi di fare impresa.

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  • 1. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA Massimo Zanardini LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA UNIVERSITÀ DI BRESCIA LABORATORIO SCSM Supply Chain & Service Management
  • 2. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA DISCLAIMER Il documento è stato steso da Andrea Bacchetti e Massimo Zanardini del gruppo di ricerca SCSM (Supply Chain & Service Management) dell’Università di Brescia. Le informazioni in esso contenute hanno valore solo con il commento orale dell’autore. La proprietà intellettuale del documento appartiene al gruppo di ricerca. L’utilizzo e la riproduzione di questo materiale sono consentiti solo con il consenso scritto del gruppo di ricerca. Ogni abuso potrà essere perseguito secondo quanto stabilito dalle vigenti leggi.
  • 3. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA  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)  Che la terza sia in corso e sia quella della MANIFATTURA DIGITALE? LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE Fonte: Angus Maddison, “Statistics on world population”, 2008 Third Industrial Revolution now
  • 4. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA DOVE È GIÀ AVVENUTA… La rivoluzione digitale ha già radicalmente trasformato interi settori di business: È IN CORSO ANCHE LA RIVOLUZIONE DEL MANIFATTURIERO E FORSE NON CE NE STIAMO ACCORGENDO? FINANZA MEDIA IMAGING E DOVE (FORSE) È IN CORSO!
  • 5. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA ALLE RADICI DELLA RIVOLUZIONE SERVIZI I clienti non vogliono solo acquistare un prodotto, ma vogliono essere seguiti dal produttore durante la vita utile dello stesso  definizione di servizi atti a supportare il cliente nell’interazione col prodotto SOLUZIONE = PRODOTTO+SERVIZIO VOLUMI Il mercato domestico post-crisi sarà caratterizzato da una domanda stagnante. Per sopravvivere le aziende dovranno intraprendere percorsi di internazionalizzazione. VOLUMI RIDOTTI PERSONALIZZAZIONE La domanda tenderà ad essere sempre più personalizzata, e quindi frammentata, in cui la gamma prodotto sarà sempre più elevata. Le aziende dovranno muoversi da produzioni di massa, verso produzioni customizzate. MASS CUSTOMIZATION TRASVERSALITÀ & RAPIDITÀ & FLESSIBILITÀ
  • 6. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE DIGITALI Connettività h24 Intelligenza diffusa Socializzazione Flessibilità Sostenibilità FATTORE ABILITANTE ALLA CAPACITÀ DI INNOVARE DELLE IMPRESE
  • 7. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA LE TECNOLOGIE DISRUPTIVE Additive manufacturing Augmented Reality Artificial intelligence & Robotics Nanotechnologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufacturing Virtual Reality
  • 8. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA LA STAMPA 3D: 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 RAPIDA Applicazioni PARTI DI RICAMBIO COMPONENTI FINITI Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 9. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA PROTOTIPAZIONE RAPIDA • Case history: FORD Opportunità • Realizzare prodotti unici allo stesso costo di prodotti standard (in serie) • Realizzare forme e geometrie non possibili con tecnologie tradizionali Risultati operativi • Riduzione dei tempi di progettazione • Riduzione dei tempi di prototipazione e prima serie • Riduzione del costo di progettazione & prototipazione The main benefit of implementing these new technologies lies in the ease of passing from design to production, avoiding intermediate steps such as tool creation […] enabling the manufacture of low-volume products and increased design flexibility. Hague et al. 2003 Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 10. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA COMPONENTI FINITI • Case history: GE AVIATION Opportunità • Realizzare forme e geometrie non possibili con tecnologie tradizionali • Realizzare prodotti finiti senza giunture e saldature (direttamente l’assieme in un unico step) • Realizzare prodotti finiti impiegabili in esercizio Risultati operativi • Riduzione del lead time di produzione • Riduzione del time to market • Riduzione del costo diretto dei materiali • Aumento delle prestazioni di durevolezza e conformità In effect, AM technologies could change the paradigm for manufacturing, moving away from mass production in factories and high costs, to mass customization and distributed manufacture White and Lynskey 2012 Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 11. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA PARTI DI RICAMBIO Opportunità • Acquisizione del modello 3D dell’oggetto • Vendita del modello 3D invece del prodotto fisico • Possibilità di produrre in loco i pezzi di ricambio Risultati operativi • Riduzione o annullamento delle scorte lungo la filiera • Modifica della configurazione della supply chain • LT = LTPROD + LT TRASP • Case history: NASA The potential supply chain benefits in terms of simultaneously improved service and reduced inventory makes the distributed deployment of AM very interesting for spare parts supply. Holmström et al. 2010 Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 12. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA STATO DELL’ARTE DEL MERCATO Numero di dispositivi professionali* venduti *attrezzature con prezzo di vendita superiore a 5.000 $. Trend positivo (quasi esponenziale), ma su numeri (ad oggi) ancora limitati Installazioni nel mondo - 38% delle installazioni totali è negli USA - In Europa si trova il 25% delle applicazioni industriali - L’Italia è tra i paesi europei più attivi Fonte: Wohlers Report 2012 & 2013 Altri 12% USA 38% TURCHIA 1% CANADA 2% GERMANIA 10% FRANCIA 3% SVEZIA 1% UK 4% ITALY 4% SPAGNA 1% GIAPPONE 10% KOREA 2% CINA 9% TAIWAN 2% RUSSIA 1% Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 13. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA IMPATTO (POTENZIALE) SULLA MANIFATTURA % di componenti di prodotto finito realizzabili con la tecnologia dell’additive manufacturing OGGI La quota parte di prodotto finito realizzabile tramite Additive Manufacturing è del 28% del totale 2016 La quota parte di componenti realizzabili con stampanti 3D sarà superiore al 40% Fonte: Wohlers Report 2013 “3D printing could become an increasingly common approach for highly complex, low- volume, highly customizable parts. We estimate that 3D printing could generate $100 to $200 billion in economic impact per year by 2025” McKinsey, 2013 Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 14. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Posizionamento dell’additive manufacturing nel 2012 • L’Additive Manufacturing si trovava sul picco del ciclo di evoluzione delle tecnologie emergenti • Argomento “di moda”, con ampi spazi sui media • Periodo di maturazione della tecnologia: 5-10 anni Fonte: Gartner Inc.'s 2013-2014 Hype Cycle for Emerging Technologies
  • 15. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Posizionamento dell’additive manufacturing nel 2013 • Le soluzioni tecnologiche professionali hanno subito una significativa accelerazione del processo di maturazione • Si prevede una piena maturazione nei prossimi 2-5 anni Fonte: Gartner Inc.'s 2013-2014 Hype Cycle for Emerging Technologies
  • 16. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA BENEFICI & LIMITI (ATTUALI) DIMENSIONE & VELOCITÀ DI STAMPA Limite dimensionale dei pezzi da realizzare in funzione della dimensione della stampante (e della velocità di stampa) COSTO Elevato costo dei materiali e delle stampanti MIX DI 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 “People often overestimate what will happen in the next two years and underestimate what will happen in ten” Bill Gates Realizzare forme e geometrie non possibili con tecnologie tradizionali Realizzare prodotti unici allo stesso costo di prodotti standard in serie Realizzare direttamente prodotti finiti senza operazioni di finitura Vendita del modello 3D invece del prodotto fisico Riduzione del materiale di scarto / materia prima in input Riduzione dei consumi: processo additivo meno energivoro rispetto alle tecniche tradizionali VS Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligen ce & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 17. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA INTERNET OF THINGS: IL CASO ROLLS-ROYCE I dati sul funzionamento (prestazioni e condizioni) dei motori sono rilevati da sensori e inviati in tempo reale via satellite al centro operativo R-R in cui vengono elaborati con algoritmi avanzati che producono report contenenti segnalazioni poi interpretate dagli ingegneri R-R Livello operativo Livello strategico • Introduzione di un business model innovativo: dalla vendita del motore alla vendita delle ore di utilizzo • Shift dei rischi operativi verso il produttore (a beneficio di chi utilizza) • Ottimizzazione scheduling intervento • Riduzione del MTTR / MTBF • Efficacia/efficienza diagnosi • Strategia: aumentare il valore al cliente attraverso servizi innovativi abilitati dalla tecnologia (Total care) • Abilitatori: capacità auto-diagnosi e interconnessione del prodotto • Risultati: stabilizzazione del cash-flow, crescita dei profitti Portafoglio Fatturato Utile lordo Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligenc e & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 18. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA DALLE ALTRE TECNOLOGIE… RealtàAumentata •Utilizzo di device indossabili per la sovrapposizione di immagini elaborate al computer alla visione reale •Logistica – Manutenzione •BMW - AUDI - MITSUBISHI IntelligenzaArtificiale •Realizzazione di robot e macchine più sofisticate e avanzate in grado di comunicare con l’uomo in modo diretto e naturale, con tempi di programmazione ridotti e di apprendere dal mondo circostante •GOOGLE CAR SocialManufacturing •Possibilità di estendere la capacità di progettazione / realizzazione del prodotto fisico verso la rete, in modo da essere più rapidi ed efficienti per la piccola produzione •STARBUCKS Additive manufact uring Augment ed Reality Artificial intelligenc e & Robotics Nanotech nologies & Advanced Materials Internet of things Social Manufact uring Virtual Reality
  • 19. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA UN CAMBIO DI PARADIGMA? “Una qualsiasi PMI può in teoria produrre (stampare) componenti di prodotti complessi e assemblarli, azzerando (o quasi) gli investimenti in macchinari… di fatto godendo delle stesse possibilità di una grande impresa” J. Rifkin, 2013 “As mass production has migrated to developing countries, European and US companies are forced to rapidly switch towards low volume production of more innovative, customised and sustainable products with high added value” Mellor et al, IJPE, 2013
  • 20. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA ED IN TERMINI DI OCCUPAZIONE? • La manifattura sta perdendo occupati a favore dell’emergente settore dei servizi (servitizzazione) • Tale trend non potrà che intensificarsi alla luce della digitalizzazione in essere • Parte della forza lavoro persa dal settore manifatturiero a causa della (sempre) maggiore automazione dei processi, potrà essere ragionevolmente assorbita dal mondo dei servizi, che però richiede competenze diverse, tendenzialmente da costruire
  • 21. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA PRODUTTIVITÀ vs OCCUPAZIONE • Il sempre maggiore ricorso all’automazione industriale ha di fatto ha scavato un solco tra produttività e livello di occupazione • Nel medio lungo periodo è però lecito aspettarsi una riconfigurazione dell’occupazione, con nuovi posti di lavoro (di più alto livello), anche alla luce della spirale positiva sperabilmente generata
  • 22. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA una ricerca di CENTRO DI RICERCA SCSM c/o UNIVERSITÀ DI BRESCIA THE DIGITAL MANUFACTURING REVOLUTION Con il patrocinio di Main sponsor
  • 23. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA QUESTIONARIO ON LINE Informazioni anagrafiche •Informazioni sull’azienda •Informazioni sul referente aziendale della ricerca Interesse verso tecnologia •Informazioni sul rispondente della singola sezione tecnologica •Interesse dell’azienda verso la tecnologia in esame •Aspettative verso la tecnologia e fattori inibenti Progetti in corso / svolti •Descrizione progetti pianificati/in corso/svolti •Aree impattate e coinvolte •Principali risultati ottenuti rispetto alle aspettative •Investimento sostenuto x ogni tecnologia Maggiori informazioni: http://eepurl.com/QAm-H
  • 24. LA RIVOLUZIONE DIGITALE DELLA MANIFATTURA: NUOVE TECNOLOGIE PER NUOVI SISTEMI DI FARE IMPRESA GRAZIE PER L’ATTENZIONE! Ing. Massimo Zanardini Università di Brescia (030) 6595.217 Massimo.zanardini@unibs.it

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