Industria 4.0. Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù

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1 Industria 4.0 Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù

2 Sommario Definizione Percorso storico Impresa 4.0 Tecnologie abilitanti Piano Nazionale Industria 4.0 Strumenti finanziari Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 2

3 Industria 4.0 Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 3

4 Percorso storico Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 4

5 Prima rivoluzione industriale Driver Macchina a vapore Logistica Produzione Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 5

6 Seconda rivoluzione industriale Thomas A. Edison Drivers Energia elettrica Nuove tecnologie di produzione dell acciaio Catena di montaggio Produzione di massa Frederick W. Taylor Taylorismo Teoria dell organizzazione del lavoro industriale, basata, oltre che su forme di incentivazione economica, sull assegnazione a ciascun operaio di operazioni semplici, studiate in modo da eliminare i movimenti inutili e che non richiedono grande specializzazione Andrew Carnegie Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 6

7 Seconda rivoluzione industriale Catena di montaggio Ford Model T Ne vennero costruite 15 milioni solo in America e 20 milioni includendo la produzione mondiale Nel 1908 servivano 12 ore di lavoro, nel 1913 con la catena di montaggio si completava in 1 ora e mezza Any customer can have a car painted any colour that he wants so long as it is black (H. Ford) Henry Ford Tempi moderni (1936) Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 7

8 Produzione di massa Richiesta personalizzazione del prodotto: nasce la segmentazione dell offerta e la personalizzazione di massa (mass customization) Sfida: personalizzazione-costo. Produzione lean, flessibile Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 8

9 Terza rivoluzione industriale Drivers Informatica Robotica Informatica Sistemi di gestione Amministrazione Pianificazione (ERP) Progettazione (CAD, FEM, CFD) Produzione (CNC, CAD/CAM) Controllo Collaudo Robotica Catena di montaggio robotizzata Fiat 500x - Produzione stabilimento di Melfi Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria 4.0 9

10 Terza rivoluzione industriale Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

11 Terza rivoluzione industriale FEM Finite Element Method CFD Computational Fluid Dynamics Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

12 Globalizzazione «Value for shareholders»: Attraverso la quotazione del titolo azionario Attraverso i dividendi Aumentare le vendite e ridurre i costi PRODOTTO Miglioramento del prodotto Personalizzazione spinta Affiancamento al prodotto di nuovi servizi Promozione Ristrutturazione del branding e dell immagine PROCESSO Maggiore efficienza del ciclo produttivo Riduzione dei tempi di lavorazione Scegliere localizzazioni dove migliore è il regime di tassazione fiscale Riduzione dei costi di manodopera Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

13 Capitalizzazione in borsa Classifica Titolo Mkt cap mln di euro 1 Apple Inc (USA) ,50 2 Alphabet C (USA) ,80 3 Alphabet A (USA) ,80 4 Microsoft Cp (USA) ,80 5 Berkshre Cl B (USA) ,08 6 Exxon Mobil (USA) ,45 7 Amazon Com (USA) ,14 8 Facebook (USA) ,41 9 Johnson Johnson (USA) ,41 10 Jpmorgan Chase (USA) ,95 Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

14 Quarta rivoluzione industriale Driver Digitalizzazione FABBRICA DIGITALE Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

15 Fabbrica digitale «Data is new oil» Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

16 Digitalizzazione Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

17 Obiettivi Attraverso la trasformazione digitale le organizzazioni dovranno essere in grado di reagire in tempo reale alle variazione del contesto, della domanda, delle specifiche di prodotto, dei flussi di approvvigionamento, etc., ottimizzando i processi di trasformazione, riducendo gli errori e i difetti, migliorando il time to market e assicurando flessibilità, velocità e precisione Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

18 Evoluzione MASS PRODUCTION MASS CUSTOMIZATION le possibili combinazioni tra accessori e allestimenti disponibili Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

19 Servitizzazione Diversificazione dell offerta Pay per use (uso) Pay per availability (ore di disponibilità) Pay per performance (rendimento) Unicità dell offerta Prodotto con caratteristiche uniche Creazione di un vantaggio competitivo Fidelizzazione del cliente Aumento dei profitti Margini derivanti dal service piuttosto che dalla vendita Vendita di ore/volo Motore «intelligente» Manutenzione predittiva Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

20 Produttività Criticità Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

21 Prospettive Aumento della crescita del PIL di 1-1,5% nei prossimi anni Aumento dei redditi del 20-25% entro 20 anni In Europa c è una carenza di 2 milioni di manodopera qualificata Entro il 2020 il numero di posti di lavoro per persone altamente qualificate aumenterà di 16 milioni, a fronte di una riduzione di circa 12 milioni di lavoratori scarsamente qualificati (fonte: Commissione Europea) Il 77% dei posti di lavoro richiederà competenze tecnologiche (oggi il 50%) Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

22 Scenario mondiale Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

23 Tecnologie abilitanti Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

24 Tecnologie abilitanti Information technologies Cloud computing Cyber security Augmented reality Big data and analytics Internet of Things Human Machine Integration Horizontal/vertical integration Operation technologies Additive manufacturing Advanced manufacturing solutions Simulation Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

25 Human machine interface Interfaccia «semplice» che permetta anche ad un operatore «non esperto» di controllare più macchine diverse Obiettivi: Mettere a disposizione le maggiori informazioni (necessarie) Renderle facilmente intuibili e interagibili Al 2020 si prospetta un mercato pari a 5 T$ soprattutto nel settore automotive, petrolifero, aerospazio Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

26 Advanced manufacturing solutions Incremento nella vendita di robot negli ultimi 5 anni del 45% In Europa è installato 1/3 dei robot industriali del mondo (classifica: Germania, Italia, Svezia, Finlandia, Francia) Notevole sviluppo nei paesi del Far East (Cina, Giappone, Corea del Sud, Taiwan, Thailandia) Trend di crescita previsto (fonte Federazione Internazionale di Robotica) +15% complessivo +10% in Europa e America +18% Asia Densità (robot/ abitanti): Germania: 85 America: 79 Asia: 54 Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

27 Advanced manufacturing solutions Robot collaborativi Cobot FORD (stabilimento di Colonia) Montaggio ammortizzatori della Ford Fiesta Il Co-bot solleva e posiziona automaticamente l ammortizzatore nel passaruota Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

28 Simulation Consente di realizzare il cosiddetto «digital twin» di un impianto Permette di abbreviare i tempi ed i costi di sviluppo Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

29 Additive manufacturing Processo Modello CAD 3D (formato STL) surface tessellation Software AD suddivisione geometria su piani orizzontali Direct and Reverse Engineering Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

30 Additive manufacturing Tipologia Tecnologia Materiali Estrusione Fused Deposition Modeling (FDM) Materiali termoplastici (es. PLA o ABS), HDPE, eutttici, edibili, gomma (Sugru), argilla, plastilina, silicone RTV, porcellana, paste metalliche Filo Electron Beam Freeform Fabrication (EBF) Qualsiasi lega metallica Granulare Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Qualsiasi lega metallica Electron Bean Melting (EBM) Selective Laser Melting (SLM) Selective Heat Sintering (SHS) Selective Laser Sintering (SLS) Leghe di titanio Leghe di titanio, leghe di cromo-cobalto, accaio inossidabile, alluminio Polveri termoplastiche Letto di polvere e testine inkjet Plaster-based 3D Printing (PP) Gesso, amidi Materiali termoplastici, polveri metalliche, polveri di ceramica Laminati Laminated Object Manufacturing Carta, fogli metallici, film plastici Polimerizzazione attraverso la luce Stereolitografia (SLA) Fotopolimeri Digital Light Processing (DLP) Fotopolimeri Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

31 Augmented reality Consente di aumentare le informazioni rispetto a quanto percepito visivamente Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

32 Internet of Things (IoT) Ogni componente è dotato di hardware che consente di trasferire (ricevere ed inviare) informazioni via internet IoT: condivisione di dati ed informazioni tra Macchine Impianti Persone Sensori Dispositivi Apparecchiature RFId (Radio Frequency Identification) MMI Man to Man Interaction MMI Man-Machine Interaction M2M Machine to Machine Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

33 Internet of Things (IoT) Infrastruttura Connessione tramite banda larga per la trasmissione di una grande di dati Vantaggi Miglioramento raccolta dati Miglioramento logistica in ottica lean Automazione e controllo Riduzione dei costi Assistenza da remoto Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

34 Big data and analytics Acquisizione Processing Interpretazione Utilizzo Predictive Maintenance Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

35 Cloud computing Dati Archivizione Prelievo Gestione Condivisione fra più utenti Vantaggi Costi minori infrastruttura e gestione Svantaggi Sicurezza Affidabilità Costi di passaggio Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

36 Cyber security Pratiche, procedure, tecnologie volte a salvaguardare la sicurezza dei dati e la difesa da attacchi informatici 1. Identificazione dei dati e delle informazioni ritenute critiche per l operatività aziendale 2. Analisi dei rischi 3. Individuazione dei punti di vulnerabilità 4. Applicazione delle contromisure 5. Il ruolo del personale 6. Back up e disaster recovery Progettazione di Sistemi Industriali Ing. Pier Francesco Orrù Industria

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