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Come fare la Supply chain 4.0: ecco presente e futuro della logistica

L’orientamento alla “supply chain 4.0” risulta ancora molto debole, eppure è senza dubbio il destino di tutti i settori industriali, in un futuro in cui il concetto di singolo deve lasciar spazio a quello di sistema. Vediamo qual è lo stato attuale di sviluppo del processo evolutivo verso la digitalizzazione della filiera

08 Mag 2018
Giulia Avesani

Laboratorio RISE, Università degli Studi di Brescia

Andrea Bacchetti

Osservatorio Smart AgriFood del Politecnico di Milano e dell’Università degli Studi di Brescia

Massimo Zanardini

IQ Consulting, spin-off di Università degli Studi di Brescia

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Negli ultimi anni la trasformazione digitale ha fatto il suo ingresso nel tessuto industriale, diventando molto spesso la misura chiave del vantaggio competitivo delle aziende, in particolare nei mercati contraddistinti da forti e rapidi cambiamenti, sia nella domanda che nell’offerta.

La richiesta di un prodotto altamente customizzato che soddisfi le necessità del singolo cliente ha condotto alla personalizzazione di massa e conseguentemente alla nascita di numerosi mercati di nicchia, ciascuno dei quali rappresenta un’opportunità per i produttori di creare e catturare valore perseguendo economie di scopo.

Industria 4.0 e servitizzazione

Altresì, anche la natura dei prodotti sta registrando tutt’ora un forte mutamento. Nella quarta rivoluzione industriale i prodotti sviluppati sono connessi, intelligenti e proattivi, essendo capaci di ricevere e trasmettere dati. Attraverso queste nuove caratteristiche, le aziende hanno la possibilità di sviluppare nuovi modelli di business, caratterizzati non più dalla vendita del bene tangibile, ma del servizio ad esso associato; questo fenomeno è denominato “servitizzazione”. Attraverso la raccolta dei dati in tempo reale le aziende possono cioè offrire ai propri clienti l’opportunità di pagare solo in relazione all’effettivo utilizzo (pay x use) o addirittura al rendimento garantito (pay x performance).

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Industria 4.0
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In questo contesto, il tessuto industriale sta necessariamente subendo un’importante rivoluzione, finalizzata a consentire alle aziende di rimanere competitive. La leva chiave è rappresentata dall’adozione di tecnologie abilitanti attraverso le quali intraprendere un percorso di digitalizzazione che si sviluppa prevalentemente nelle tre tappe illustrate nel seguito.

Da “Industria 4.0” a “Supply chain 4.0”

Lo step 1, “Industria 4.0”, è caratterizzato dall’impiego delle tecnologie nella creazione di realtà perlopiù produttive contraddistinte da sistemi automatizzati e intelligenti che, operando in maniera autonoma e in contatto con l’ambiente circostante, sono capaci di generare miglioramenti nei processi e nei prodotti offerti. Il coinvolgimento di tutti i processi aziendali nell’adozione di tali aree tecnologiche determina il raggiungimento della seconda fase, che si può definire “Impresa 4.0”, dove la trasversalità delle applicazioni delle tecnologie trova la sua massima espressione, anche al di fuori della fabbrica.

Infine, il forte orientamento di tutti gli attori della filiera alle tecnologie abilitanti, dal fornitore di materie prime alle aziende di servizio e assistenza post-vendita, conduce allo step 3, ovvero alla “Supply chain 4.0.

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La digitalizzazione della filiera nella quarta rivoluzione industriale

La digitalizzazione della filiera è finalizzata alla creazione di un unico ecosistema integrato capace di armonizzare e gestire centralmente la pianificazione degli acquisti, della produzione, delle scorte, della distribuzione, delle attività di service, etc., attraverso la creazione di un armonico flusso d’informazioni e materiali visibile e controllato. La crescente esigenza di un adattamento rapido del tessuto industriale al continuo e veloce mutamento delle situazioni che caratterizzano i mercati attuali determina la necessità di tale configurazione. L’elevata qualità del prodotto/servizio offerto al cliente finale è infatti più che mai il frutto di un efficiente e efficace sinergia tra tutti gli attori coinvolti nella catena del valore.

Considerato che la Supply chain 4.0 è senza dubbio il destino di qualsivoglia settore industriale, è opportuno comprendere lo stato attuale di sviluppo del processo evolutivo descritto, ponendosi il seguente quesito: la quarta rivoluzione industriale è definibile ancora come un fenomeno prettamente legato ai processi produttivi oppure è una rivoluzione in grado di coinvolgere tutti i processi aziendali e, ancora più in ampio, l’intera catena del valore?

Per rispondere a questa domanda, una recente ricerca del Laboratorio RISE dell’Università di Brescia ha mappato una serie di casi reali e di applicazioni delle tecnologie ritenute abilitanti il paradigma 4.0:

  1. Internet of Things: è il paradigma tecnologico all’interno della quale confluiscono tutte le soluzioni di localizzazione che registrano i movimenti e le soluzioni di rilevamento dello stato di salute dei macchinari/impianti;
  2. Additive Manufacturing: è la tecnologia che consente, attraverso la sovrapposizione di strati di materiale, la realizzazione di componenti dalla forma complessa abbattendo i costi e il tempo di produzione partendo da un modello digitale in 3D;
  3. Augmented & Virtual reality: è la tecnologia che permette di trarre vantaggi da un nuovo metodo di visualizzazione dei dati disponibili, trasformando le informazioni e le analisi in immagini o animazioni che sovrapposte al mondo reale o in un mondo virtuale rendono più veloce e efficiente l’apprendimento, la fase decisionale e l’interazione con il mondo fisico;
  4. Big Data & Advanced analytics: è la tecnologia attraverso cui è possibile elaborare la grande quantità di dati generati dalla diffusione dell’internet of things al fine di supportare le decisioni aziendali.
  5. Collaborative robotics: è la tecnologia contraddistinta dall’impiego di robot capaci di condividere lo spazio di lavoro con l’operatore umano, in completa sicurezza e con semplicità di riprogrammazione, anche a cura dell’operatore affiancato;
  6. Artificial Intelligence: i sistemi dotati di intelligenza artificiale hanno delle caratteristiche che vengono considerate tipicamente umane come le percezioni visive, spazio-temporali e decisionali grazie all’elaborazione dei dati in input sulla base di algoritmi sofisticati. Attraverso l’apprendimento automatico (machine learning) una macchina è in grado di imparare a svolgere una determinata azione anche se non è mai stata programmata tra le azioni possibili;
  7. Cloud manufacturing: consente di realizzare tutto il ciclo produttivo dal disegno fino alla sua produzione utilizzando tecnologie presenti in paesi e aziende diverse. Tutto il processo è controllato da piattaforme informatiche in cloud.

Sono stati individuati 139 casi reali di applicazioni di tecnologie abilitanti riconducibili a 87 aziende, le quali sono per il 61% non italiane e per il 60% molto grandi, con un fatturato annuo superiore a 1 miliardo di euro. Le PMI rappresentano la minoranza (14,9% del campione); ragionevole, nella misura in cui le tecnologie digitali sono oggi palesemente maggiormente impiegate da aziende più strutturate e con una maggior disponibilità di risorse da poter investire.

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La diffusione delle tecnologie digitali abilitanti

L’applicazione di tecnologie abilitanti è riconducibile all’incirca a tutti i settori industriali analizzati, ma coinvolge in particolar modo tre settori (Macchinari e apparecchiature, Autoveicoli e mezzi di trasporto e Prodotti in metallo), che raccolgono il 50% delle aziende considerate.

La diffusione delle tecnologie, inoltre, non è omogenea. Come mostra il grafico successivo, prima tra tutte, con il 31%, la componente industriale dell’Internet of Things, seguita dall’additive manufacturing. Il 17% dei casi riguarda invece la realtà aumentata / virtuale, seguita dai sistemi di analytics avanzati per l’analisi dei Big Data e la robotica collaborativa, con incidenza quasi identica. Nelle posizioni di cosa sono presenti invece le applicazioni dell’intelligenza artificiale e del cloud manufacturing, palesemente le tecnologie oggi ancora più lontane dalla piena maturazione.

Figura 1: Ranking delle tecnologie più impiegate dal campione di indagine RISE-UNIBS

Il tipo di innovazione ricercato dalle aziende, ovvero il motivo per cui vengono sviluppati progetti 4.0, è riconducibile nel 60% dei casi al miglioramento di un processo esistente al fine di favorire la riduzione dei costi, del time-to-market e l’aumento della qualità offerta. Non si tratta quindi tanto della creazione di nuove funzionalità, bensì di un cambiamento legato a come il prodotto/servizio viene realizzato. A seguire, le aziende ricercano un cambiamento del proprio modello di business, inteso come una nuova modalità di generazione del valore rispetto al modello tradizionale. In questa categoria rientrano le innovazioni che consentono di offrire il prodotto come servizio, abilitando il percorso di una azienda verso la completa “servitizzazione”.

La qualità di prodotti e servizi come vantaggio competitivo

È dunque evidente la ricerca da parte delle imprese di sfruttare le potenzialità offerte dalla rivoluzione industriale in corso per rafforzare il rapporto con il cliente, il quale ha la possibilità di ottenere elevati benefici dal miglioramento dei prodotti e dei servizi offerti. In passato le tecnologie venivano principalmente impiegate per massimizzare l’efficienza, mentre oggi le imprese riconoscono che è la qualità del prodotto e ancor più del servizio ad avere ruolo centrale nella misura del vantaggio competitivo.

Le tecnologie 4.0 sono quindi considerate leve per ottenere un’offerta qualitativamente più elevata rispetto a quella dei concorrenti che non hanno ancora intrapreso un vero percorso di trasformazione digitale.

La forte trasversalità delle tecnologie determina la possibilità di utilizzo delle medesime all’interno delle differenti aree aziendali. L’analisi del coinvolgimento delle diverse funzioni, presentato nel grafico sottostante, sottolinea come l’implementazione delle tecnologie coinvolga tutti i reparti aziendali, seppur la produzione rimanga di gran lunga il processo maggiormente coinvolto. È possibile dunque affermare che il passaggio da “Industria 4.0” a “Impresa 4.0” sia realmente in atto.

Figura 2: Coinvolgimento delle diverse aree aziendali nell’adozione delle tecnologie 4.0

Per verificare se la successiva evoluzione verso la “Supply Chain 4.0” sia anch’essa in corso, i casi di studio raccolti sono stati esaminati approfonditamente al fine di individuare come la filiera logistico-produttiva stia evolvendo (anche) grazie alla diffusione delle aree tecnologiche lungo i suoi nodi.

L’impatto delle tecnologie 4.0 sulla catena del valore

Considerando che la gestione della supply chain è definita come l’insieme di attività volte a organizzare e migliorare le prestazioni e l’efficienza dei flussi degli approvvigionamenti e dei prodotti finiti, è stato analizzato l’impatto delle tecnologie 4.0 sulla catena del valore composta dai seguenti attori:

  • Fornitori di materie prime;
  • Trasformazione/produzione manifatturiera;
  • Distribuzione e vendita;
  • Consumo;
  • Assistenza post-vendita.

I casi esaminati, come mostra la figura 3, interessano prevalentemente aziende appartenenti al nodo della trasformazione/produzione manifatturiera. Ad evidenza, l’origine perlopiù produttiva del fenomeno 4.0 ha determinato il fiorire di casi e applicazioni riguardanti questo specifico nodo della filiera, a discapito degli altri, che devono rincorrere (Figura 3).

Figura 3: Segmentazione dei casi applicativi per i nodi di origine all’interno della catena del valore

L’implementazione delle aree tecnologiche lungo la filiera differisce da nodo a nodo come presentato dai grafici in figura 4, dove, più i vertici sono esterni, maggiore è la percentuale di utilizzo della tecnologia nel nodo in esame.

Figura 4: Tecnologie abilitanti adottate in ogni nodo della catena del valore

I casi di applicazione di tecnologie da parte dei fornitori di materie prime sono riconducibili perlopiù a sistemi di tracciabilità e monitoraggio degli impianti al fine di aumentare la sicurezza dei lavoratori, mentre i sistemi di Internet of Things e la produzione additiva sono le tecnologie più implementate dalle aziende di trasformazione e produzione manifatturiera. Michelin, ad esempio, ha lanciato un progetto pilota riguardante i pneumatici connessi in cui entrambe le tecnologie sono coinvolte. Il nuovo prodotto Vision infatti è caratterizzato dalla connettività al computer di bordo dell’automobile e dalla modalità di rigenerazione innovativa del copertone.

L’impatto della quarta rivoluzione industriale sul nodo della distribuzione e della vendita è legato all’implementazione di sistemi di tracciabilità e di soluzioni per l’analisi avanzate di Big Data. Interessante notare come il nodo dell’assistenza post-vendita sia caratterizzato per il 75% da una tecnologia prettamente produttiva: la stampante 3D. La manifattura additiva sta trovando largo impiego al di fuori dei siti produttivi per consentire la produzione on-site e on-demand dei pezzi necessari.

Nella visione di supply chain come ecosistema interconnesso, il concetto di singolo deve lasciar spazio a quello di sistema, anche perché l’utilizzo delle tecnologie non porta giovamento solo all’attore che le introduce, bensì, spesso, all’intera catena, contribuendo alla creazione di una filiera produttiva agile e trasparente.

La matrice riportata in Figura 5 presenta i risultati dell’analisi condotta in merito alla distribuzione dei benefici derivanti dall’adozione di tecnologie digitali lungo la supply chain; sull’asse verticale sono indicati i nodi che hanno implementato tecnologie 4.0 e sull’asse orizzontale gli attori che ne percepiscono i benefici.

Nella maggior parte dei casi, ovviamente, il beneficiario si colloca nelle immediate vicinanze del nodo di implementazione della tecnologia, e quasi sempre i due attori coincidono. Tale tendenza però decresce muovendosi verso valle lungo la filiera, in cui si assiste ad una maggiore distribuzione dei benefici in nodi diversi da quello di implementazione.

Figura 5: Distribuzione dei benefici lungo i nodi della supply chain

In altre parole, oggi prevale ancora la logica di “impresa 4.0” e l’orientamento alla “supply chain 4.0” risulta essere ancora molto debole, se non in prossimità dell’utilizzatore finale. Tutto ciò appare il naturale risultato di un processo di trasformazione ancora in corso, che avremo cura di monitorare con le prossime attività di ricerca.

Digital Technologies logistica 4.0

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