Il concetto di industria 4.0 nasce in Germania nel 2011, in un documento del Fraunhofer Institut, che riguardava esclusivamente la situazione tedesca. Il quadro generale ha fatto presa un po’ ovunque nel mondo e quindi sono stati varati piani analoghi in Cina, negli States, in altri Paesi europei. Insieme ad altri programmi ha fornito, con differente penetrazione, un rinnovamento che potesse irrobustire le fondamenta di una nuova economia. Va sempre ricordato che per le Nazioni che li implementano questi piani generano comunque un debito diretto e una ridefinizione del valore complessivo.
Il 5.0 in Unione Europea
Nel 2022 l’Unione europea ha iniziato a diffondere il progetto Industria 5.0. Presentato come un complemento del precedente 4.0, il progetto aumenta la competitività delle organizzazioni che riescono ad adottarlo. Il piano di riferimento propone delle azioni concrete incentrate esclusivamente sulla forma mentis europea, con democrazia, diritti e competitività dati per scontati mentre non lo sono assolutamente.
“Per rimanere il motore della prosperità”, dice il documento, “l’industria deve guidare le transizioni digitale e verde”. Che l’Europa sia oggi motore della prosperità è tutto da dimostrare: pensando ai mercati dell’energia, della mobilità, dell’industria, dei chip, del cloud (e più in generale del software) i nostri governanti sembrano invece in una fase di affannoso inseguimento di benessere, lavoro ed introiti fiscali per troppo tempo lasciati ad altre macroaree.
L’industria 5.0 può però rappresentare un punto di svolta, permettendo che produzione e lavoro tornino sul nostro territorio. La forma che prenderanno sarà diversa da quella alla quale siamo abituati, perché la trasformazione è in atto ed è forte. “Questo approccio”, continua il documento UE, “fornisce una visione dell’industria che va oltre l’efficienza e la produttività come unici obiettivi e rafforza il ruolo e il contributo dell’industria alla società”.
Il lavoro del futuro e la gestione del talento
Oltre alla valenza tecnica, con Industria 5.0 si cerca di governare un cambiamento anche sociale per la conservazione delle risorse tramite filiere corte, locali e circolari, in un forte cambiamento climatico e alla ricerca della stabilità sociale attraverso un diverso ciclo di gestione dei talenti (lavoro, formazione, smart working). Inoltre l’intero sistema viene reso più resistente all’attacco di pandemie delle quali il Covid-19 potrebbe essere stato solo l’avanguardia.
La situazione mondiale varia in maniera molto più impegnativa di quanto previsto dall’Unione europea: non solo quando generò le 6 priorità del piano 2019-2024, ma anche e soprattutto quando fu formulato il Recovery Plan for Europe, ispirato dal Covid-19, con il piano 2021-2027.
Digital Twin il processo in tempo reale
Ogni nuova ondata tecnologica richiede un vocabolario comune per i termini più usati. “Digital twin” è un termine già noto da tempo, sul quale quindi esiste un ampio consenso. Questo termine viene usato in molti diversi modi, per scopi di controllo in tempo reale e di simulazione di modifiche di flusso. La sua adozione richiede un assessment molto più dettagliato di quello che di tanto in tanto viene proposto dai fornitori ICT e mal digerito dalle aziende. Al di là dei nomi, avere la completa descrizione digitale della produzione in tempo reale è un risultato straordinario che possiamo chiamare “modello informativo del digital twin”. Il punto centrale è nella qualità e sintesi dei dati veramente utili.
Filtrare il rumore dal segnale utile
Oggi le componenti utili di qualsiasi flusso lavorativo sono sommerse in un enorme rumore di fondo fatto di dati mal raccolti, inutili e dannosi. Filtrare le componenti utili richiede una mentalità nuova per identificare i dati effettivamente rilevanti, in genere sommersi da infinite inefficienze affastellatesi nel tempo. è certo molto scenografico, poi, visualizzare il twin in modalità grafica, ma si tratta di una funzionalità generalmente poco significativa. Se nella rappresentazione digitale si inserisce anche un’area, il digital twin viene meglio definito spatial twin, gemello spaziale. Il gemello promette dei miglioramenti operativi che consentano di migliorare le prestazioni del prodotto o l’efficienza del processo.
Informativo, digitale, fisico
Organizzativamente parlando, per sviluppare un digital twin si applicano sempre le stesse tre componenti: definizione digitale dell’aspetto fisico, esperienza fisica acquisita digitalmente e modello informativo. La definizione digitale dell’aspetto fisico si occupa della configurazione del gemello, generalmente generata da CAD, PLM, ALM e altre fonti di dati di progettazione. L’esperienza fisica acquisita digitalmente descrive la sequenza temporale delle attività del gemello, come eventi, istantanee IoT e procedure eseguite. Ambiente ed eventi vengono analizzati attraverso un modello informativo, che guida un percorso basato su ruoli e attività. In alcuni casi per la stessa attività servono più twin, ad esempio per le attività in prima linea e per l’analisi della flotta, nel qual caso è il modello informativo a guidare le due analisi ed integrare i risultati relativi. Parametric Technology Corporation (PTC), società statunitense di digital transformation ed industria 4.0, ha definito con precisione il concetto di digital twin in gran parte riportato in questo articolo. PTC ha anche proposto un’indagine sul modello statunitense. I risultati sono molto interessanti. Nel 2022, i progetti di digital twin sono stati per lo più (86%) un investimento ad alto costo, da oltre 1M$/y per azienda. Probabilmente, queste aziende sono ancora solo nella fase di sviluppo di ricerca e sviluppo e semplicemente non hanno raggiunto gli alti costi associati all’approvvigionamento dei dati, alla modellazione dei dati e alla democratizzazione dei dati. Il lato positivo, tuttavia, è che una volta che i gemelli digitali sono operativi, possono e produrranno un ritorno sull’investimento (ROI) positivo.