la ricerca

Industria e sostenibilità, quanto il 4.0 impatta sull’economia circolare

Una ricerca dell’Università di Padova fa luce sulla relazione tra l’adozione in azienda di tecnologie innovative e l’implementazione dei modelli di economia circolare, permettendo di capire in maniera scientifica la situazione

19 Gen 2022
Valentina De Marchi

Dipartimento di Scienze economiche e aziendali – Università di Padova

Eleonora Di Maria

Dipartimento di Scienze economiche e aziendali – Università di Padova

Per recuperare posizioni di competitività ed essere più flessibili visto l’effetto della pandemia in corso, le aziende sono oggi impegnate principalmente su due fronti: la trasformazione digitale con l’implementazione di tecnologie 4.0 e la transizione ecologica con l’adozione di pratiche volte all’economia circolare.

Sebbene vi sia una certa aspettativa sul ruolo positivo delle nuove tecnologie digitale nell’incrementare la capacità delle aziende di realizzare strategie di economia circolare, alcuni esempi mettono in dubbio tale aspettativa. In particolare, le tecnologie digitali come la robotica, la stampa 3D e la realtà aumentata possono creare ostacoli all’attuazione di iniziative ambientali a causa dei conflitti che sorgono tra risultati economici (ovvero flessibilità e personalizzazione) e sostenibilità.

Inoltre, potrebbero verificarsi possibili compromessi nel rapporto tra digitalizzazione ed economia circolare. In effetti, la digitalizzazione potrebbe aumentare l’efficienza delle risorse, ma anche il consumo di energia e le emissioni di rifiuti. Infine, si sa molto poco sui meccanismi che potrebbero far nascere una relazione positiva. Per comprendere i meccanismi che consentono alle tecnologie dell’Industria 4.0 di aumentare la circolarità è necessario quindi approfondire meglio questa connessione.

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Tecnologie digitali ed economia digitale, il contesto

Le tecnologie digitali promettono di rimodellare la creazione di valore, aumentando, da un lato, la produttività, l’ottimizzazione dei processi produttivi e la tracciabilità lungo la catena di approvvigionamento e consentendo, dall’altro lato, grandi opportunità di innovazione e sviluppo di modelli di business basati sui servizi.

L’economia circolare è invece definita come un nuovo paradigma economico emergente che prevede di definire un approccio diverso all’uso delle risorse, alla progettazione e produzione dei prodotti e al loro uso nel tempo. Si tratta di “una strategia che emerge per contrastare il tradizionale sistema a tempo indeterminato, con l’obiettivo di affrontare la sfida della scarsità di risorse e dello smaltimento dei rifiuti con una prospettiva economica e di valore” (Homrich et al., 2018: 534). È quindi un sistema industriale che preserva e migliora il capitale naturale, ottimizza i rendimenti delle risorse e riduce al minimo i rischi del sistema gestendo scorte limitate e flussi rinnovabili.

Le ipotesi

Vista la rilevanza, e tuttavia la scarsa conoscenza della relazione tra tecnologie digitali ed economia circolare, ci chiediamo se esiste una relazione tra queste due scelte strategiche dell’azienda. In particolare, ci poniamo due domande: le tecnologie influenzano direttamente le performance di circolarità? Se non esiste un rapporto diretto, questo vuol dire che esiste un fenomeno che possa essere d’unione tra tecnologia ed economia circolare? Per rispondere a questa seconda domanda, gli studi economici ci suggeriscono che il percorso dalle tecnologie Industry 4.0 all’economia circolare coinvolge la capacità delle aziende di collaborare e integrare le attività all’interno e all’esterno dei propri confini, ovvero la capacità di integrazione della catena di approvvigionamento. In effetti, per chiudere efficacemente i circuiti e cogliere appieno il potenziale della circolarità, le aziende devono integrare e collaborare ampiamente sia all’interno dell’azienda sia con i partner delle loro catene di approvvigionamento per accedere, sviluppare e fertilizzare risorse e capacità complementari. Pertanto, possiamo porre la seconda domanda in questi termini: il livello di integrazione della catena di fornitura può essere il meccanismo d’unione tra tecnologia ed economia circolare?

La ricerca dell’Università di Padova

Per aiutare le imprese a capire come le iniziative di sviluppo tecnologico e ambientale possono essere integrate tra di loro, abbiamo analizzato i dati raccolti nel corso della prima indagine promossa dal Laboratorio Manifattura Digitale del Dipartimento di Scienze Economiche e Aziendali “Marco Fanno” dell’Università di Padova condotta nel corso del 2017, in concomitanza con l’implementazione del Piano Industria 4.0. A partire da un campione di circa 1.200 imprese intervistate ci siamo focalizzate su circa 190 imprese adottanti (imprese manifatturiere con un fatturato annuo superiore a 1 milione di Euro situate nel Nord Italia (Veneto, Friuli-Venezia-Giulia, Trentino-Alto-Adige, Lombardia, Piemonte, Emilia Romagna) e operanti nei settori del “Made in Italy”, tra cui automotive, gomma e plastica, elettrodomestici, illuminazione, arredamento, occhiali, gioielli, attrezzature sportive e tessile e abbigliamento. Queste aziende hanno un ruolo critico nell’export e nella capacità di sviluppare innovazione delle imprese italiane.

Il questionario è stato sottoposto a imprenditori, operation managers o dirigenti responsabili dei processi produttivi e tecnologici. Per misurare il livello di implementazione delle tecnologie digitali nelle aziende, sono state create due variabili che misurano due gruppi diversi di tecnologie digitali: le tecnologie orientate all’elaborazione dei dati e le tecnologie orientate alla produzione intelligente. Le tecnologie di elaborazione dati comprendono

  • Big data,
  • Cloud computing e Internet of Things (IoT)
  • RFID e sensori nel prodotto;

le tecnologie di produzione intelligente comprendono

  • robotica nella produzione,
  • produzione additiva,
  • 3D scanner
  • realtà aumentata.

Con l’obiettivo di misurare il grado di diffusione dell’uso di queste tecnologie in aziende, abbiamo chiesto ai manager di indicarci quali tecnologie sono applicate (sì/no) nelle seguenti sette attività della catena del valore:

  • sviluppo di nuovi prodotti (NPD),
  • prototipazione,
  • produzione,
  • gestione della produzione,
  • logistica e gestione della catena di approvvigionamento,
  • processi di marketing/commerciali
  • post-servizio.

Per misurare il livello di implementazione dell’economia circolare, il questionario chiedeva ai manager di indicare la misura in cui le loro aziende avessero implementato una serie di attività su una scala da 1 a 5. Queste attività sono state individuate sulla base della definizione data dall’Agenzia europea dell’ambiente sull’economia circolare (5 caratteristiche): 1. Minor input e utilizzo di risorse naturali (ovvero, uso ridotto e ottimizzato di materie prime, energia e risorse naturali per l’efficienza); 2. Aumento dell’uso di energia e risorse rinnovabili e riciclabili; 3. Emissioni ridotte lungo l’intero ciclo del materiale; 4. Minimizzazione degli sprechi e dissipamento di risorse; 5. Conservazione del valore di prodotti, componenti e materiali nell’economia (prolungamento della durata del prodotto, supporto del riutilizzo dei componenti e riciclaggio di alta qualità). Infine, per misurare l’integrazione della catena di fornitura è stato chiesto, su una scala da 1 a 5 punti, il grado di integrazione delle relazioni esterne con fornitori e clienti lungo la catena di approvvigionamento, nonché delle relazioni interne all’azienda di riferimento tra gli operatori all’interno e tra le diverse funzioni.

I risultati

Dalla ricerca è emerso che l’adozione di tecnologie orientate alla produzione intelligente ha un effetto diretto e positivo sull’implementazione di attività dell’economia circolare. Pertanto, maggiore il numero di tecnologie di produzione intelligente adottate nelle imprese, maggiore è la loro performance in termini di economia circolare. Tale relazione è mediata dal livello di integrazione della catena di fornitura: l’adozione di tecnologie di produzione intelligente migliora l’integrazione tra l’azienda e i suoi clienti e fornitori, nonché tra le funzioni all’interno dell’organizzazione; tale effetto positivo, a sua volta, migliora i processi e i prodotti secondo una logica di circolarità.

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Per quanto concerne l’adozione di tecnologie orientate all’elaborazione dei dati, i risultati mostrano che queste incidono direttamente su un aumento delle attività di economia circolare. Questo indica che maggiore è il numero di tecnologie di elaborazioni dei dati adottate all’interno delle imprese, maggiore è la performance di economia circolare dell’impresa; tuttavia, tale relazione non è mediata dal livello di integrazione all’interno dell’impresa e tra l’impresa ed i suoi partner a monte e a valle.

Questi risultati mostrano una relazione positiva tra l’ampia adozione di tecnologie digitali e la capacità di affrontare molti degli aspetti necessari per realizzare un processo di produzione circolare. L’effetto diretto delle tecnologie di elaborazione dei dati e delle tecnologie di produzione intelligente sull’economia circolare dimostra che la digitalizzazione legata al flusso di materiali e al flusso delle informazioni consente alle aziende di raggiungere una maggiore performance di economia circolare. Da un lato, le tecnologie digitali responsabili del cambiamento del flusso di informazioni all’interno delle aziende hanno un ruolo centrale per l’economia circolare: la raccolta e la padronanza dei dati in relazione ai flussi di materiali, risorse e rifiuti, nonché al comportamento degli utenti sull’uso del prodotto, è la nuova frontiera per una transizione reale e positiva all’economia circolare. Pertanto, queste tecnologie assumono un ruolo centrale verso la circolarità perché aiutano le aziende ad ottimizzare la gestione delle risorse in ogni punto del processo produttivo. Dall’altro lato, le tecnologie di produzione intelligente, determinando un cambiamento nel flusso dei materiali, sostengono positivamente le attività di economia circolare e il raggiungimento dei relativi risultati attraverso una migliore gestione delle risorse (ad esempio, risparmio di risorse, efficienza energetica.

Le tecnologie orientate alla produzione intelligente

In secondo luogo, i risultati evidenziano che solo le tecnologie digitali orientate alla produzione intelligente mostrano, oltre all’effetto diretto sulla performance di economia circolare, anche un effetto indiretto e mediato dall’integrazione con la catena della fornitura. In altre parole, le tecnologie di produzione intelligente liberano il loro pieno potenziale quando sono abilitate a contribuire all’integrazione con i partner esterni della catena di approvvigionamento e, internamente, tra le funzioni dell’organizzazione. Una maggiore integrazione, a sua volta, favorisce un più ampio impegno verso le attività di economia circolare. È risaputo in letteratura che un’importante barriera al raggiungimento dell’economia circolare è la mancanza di cooperazione e sforzo congiunto verso obiettivi convergenti all’interno e all’esterno della struttura organizzativa. Infatti, per chiudere, accorciare o rallentare i circuiti, le aziende devono rivisitare i loro processi produttivi e il portafoglio di prodotti in modi che richiedono l’acquisizione e l’integrazione di conoscenze provenienti da diversi ambiti.

Adottando le tecnologie digitali orientate alla produzione intelligente, le aziende possono migliorare tali processi e prodotti, non solo quelli sotto il diretto controllo dell’azienda ma, più ampiamente, anche quelli controllati da fornitori e clienti. Il superamento dei confini organizzativi favorisce uno sviluppo di economia circolare più complesso e multiforme.

L’impatto delle tecnologie di elaborazione

Al contrario, i nostri risultati mettono in luce che l’ottenimento dei benefici di circolarità tramite le tecnologie di elaborazione dati non avviene attraverso il ruolo di mediazione della catena di fornitura. Probabilmente, le tecnologie digitali di elaborazione dati tendono ad automatizzare un gran numero di informazioni, limitando la necessità per i diversi attori della catena di fornitura di dover interagire e cooperare tra di loro. Infatti, clienti e fornitori possono gestire attraverso i propri computer in modo autonomo il flusso di informazioni che giungono dall’azienda focale, riducendo al limite l’iterazione con chi fornisce i dati. Il grado di automazione delle informazioni, quindi, sostituisce e annulla il bisogno di ricorrere alla collaborazione lunga la catena di fornitura.

Conclusione

In conclusione, se volessimo adottare una prospettiva di lungo termine e proporre dei suggerimenti per i manager in ambito Industria 4.0 ed economia circolare, i nostri risultati ci portano a pensare che la gestione delle relazioni con clienti e fornitori e, internamente, tra le funzioni organizzative sia fondamentale per ottenere i maggiori benefici nell’interazione tra Industria 4.0 ed economia circolare. La mancanza di un ruolo centrale dell’integrazione dei rapporti lungo la catena di fornitura potrebbe infatti compromettere la capacità delle aziende di implementare strategie innovative per riutilizzare, riparare, rinnovare, rigenerare o riciclare le risorse nel medio e lungo periodo. Pertanto, nonostante la collaborazione non sia sempre necessaria, tuttavia, senza collaborazione, è possibile che le imprese non colgano gli aspetti innovativi che generalmente si creano quando c’è collaborazione, non sfruttando così appieno le potenzialità della digitalizzazione per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità ambientale.

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