Un parallelo evolutivo: il settore difesa e spazio

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1 Humanistic Innovation Un parallelo evolutivo: il settore difesa e spazio Marco Troglia Quaeryon, Labs Director marco.troglia@quaeryon.com Mobile Office Fax Address Piazza S. Michele, Vimercate (MB) P.Iva IT Innovare l Innovazione Nuovi approcci alla R&D nel settore della salute Milano, Auditorium Assolombarda 23 Ottobre 2012

2 Dimensioni del mercato Le spese del settore difesa e spazio sono state miliardi di euro nel 2010 (*) EU e USA hanno speso circa 710 miliardi, di cui personale: 260 spese operative: 245 acquisti e R&D: 205 L evoluzione è stabile per EU, mentre è in crescita per USA, dovuta all impegno in alcuni scenari operativi USA EU Fonte: European Defence Agency (*) Fonte: SIPRI Military Expenditures Database 2012; escluso spese del settore nucleare 2

3 Forte regolamentazione (esempi) Modalità di NPD Autorizzazione all immissione in commercio Autorizzazione delle officine produttive Normative Good Manufacturing Practices Normative di codifica Negoziazione prezzi Autorizzazione e limitazioni nelle pratiche commerciali ad esempio obbligo nell ingegneria del software di operare secondo i vari livelli di CMMI (Capability Maturity Model Iintegration); si tratta di definire i territori dove possono essere venduti i prodotti e quali enti sono autorizzati all acquisto/utilizzo (es. certificato di end user ); trattandosi di prodotti militari o per la sicurezza, molti siti devono ad esempio essere certificati TEMPEST (certificazione di schermatura elettromagnetica) ed anche avere adeguati controlli accessi, etc ; per il munizionamento esistono ad esempio le normative NATO di sicurezza ed idoneità all impiego; sempre le norme NATO per la codifica dei componenti e quelle di standardizzazione STANAG; dei prodotti/componenti: Nato, DoD (USA), MoD (UK) ha sempre più valore il cosiddetto offset cioè quella quota di produzione che un produttore deve riconoscere ai fornitori locali su pressioni del Governo acquirente; sono vere e proprie riduzioni di prezzi; si tratta della gestione dei prodotti cosiddetti dual use, cioè quei prodotti che possono essere usati sia a scopo militare che civile; sono ormai tantissimi, soprattutto nell elettronica, perché l industria civile ha raggiunto livelli di sviluppo tale che alcuni apparati possono essere usati anche da gruppi terroristici (es. sistemi di visione notturna). 3

4 Lungo ciclo di sviluppo prodotto Elettronica per la Difesa: Radar: 10 anni Guerra Elettronica: 5 anni Telecomunicazioni: 5-8 anni Avionica: 10 anni EMPAR Armamenti: Missili: anni Siluri: 8 anni Cannoni: 6 anni Carri Armati: 6 anni Aster Piattaforme satellitari: 8-12 anni Eurofighter Piattaforme aeronautiche: Ala fissa: anni Ala mobile: 10 anni COSMO Skymed 4

5 La Ricerca e Sviluppo è la funzione che può determinare il successo o il fallimento L incidenza dell R&D sul fatturato delle imprese è circa il 10% ed è fondamentale perché il costo finale dei prodotti è deciso in questa fase. % 100 Commitment to Technology, Configuration, Performance, Cost, etc. 75 Cost Incurred System-Specific Knowledge Ease of Change N E E D Conceptual- Preliminary Design Detail Design and Development Construction and/or Production System Use, Phaseout, and Disposal Blanchard, B., Fabrycky,, W., Systems Engineering & Analysis,, Prentice Hall,

6 Il cliente finale è PUBBLICO Direttamente o indirettamente (anche per via delle regolamentazioni) il committente/cliente unico è pubblico. Con ciò si intende un Governo e un apparato/agenzia ad esso collegato. Questo elemento impatta i criteri di innovazione sia in termini di budget che in termini di domanda di innovazione, con i limiti, quasi sempre finanziari, tipici della committenza pubblica. In parte fanno eccezione le applicazioni/prodotti per la security, dove i clienti possono essere anche imprese private (es. Gestori di Infrastrutture Critiche quali Enel, Eni, Telecom Italia, etc.); in realtà, siccome le loro applicazioni vengono poi integrate nel sistema della Sicurezza Nazionale (Homeland Security) di fatto anche questi clienti sono guidati dal committente pubblico nella scrittura delle specifiche e nella scelta dei fornitori. 6

7 Dopo la caduta del muro di Berlino il settore ha subito un tracollo Miliardi di euroi Ci sono voluti 20 anni per recuperare le dimensioni del mercato anche grazie alla crescita della Cina passata da 3 a 100 miliardi di euro nello stesso periodo anni (*) Fonte: SIPRI Military Expenditures Database 2012; 1989 caduta del muro di Berlino : prima guerra del Golfo 2001: attentato Torri e inizio guerra in Afganisthan 2003: inizio seconda guerra del Golfo 7

8 Le conseguenze per il settore La spesa pubblica è diminuita dando grande attenzione alla Total Cost of Ownership (TCOW) dei sistemi e si è spostata dall acquisizione di prodotti a quella di capabilities (*) dove il pagamento è vincolato al raggiungimento di performance definite in contratto (es. ore di prontezza al volo, numero di piloti addestrati, tempo di intervento efficace contro la minaccia, etc.) Esempio: Il PAAMS (Principal Anti Air Missile System ) è destinato a proteggere le unità che ne sono equipaggiate e quelle da esse scortate dalle minacce missilistiche ed aeree ed è idoneo, operando a breve distanza dalla costa, a proteggere dalla minaccia aerea anche forze di terra come ad esempio truppe da sbarco. (*) Con questo termine si intende la capacità di raggiungere un determinato risultato in uno specifico ambiente operativo 8

9 Le risposte del settore Vendere capabilities invece di prodotti ha significato: Concentrazione ed Acquisizioni: le principali imprese internazionali si sono ridotte a 12; il fenomeno è stato favorito dai governi nazionali; in Italia si è manifestato con l accorpamento in Finmeccanica di quasi tutte le industrie della difesa Collaborazione tra competitori: sono numerosi i programmi di sviluppo e costruzione portati avanti da consorzi di imprese che spesso sono concorrenti tra di loro in altri programmi e/o mercati; Contaminazione con altri settori, ad esempio quello dell elettronica di consumo che, con i suoi avanzamanti tecnologici, ha spesso superato le prestazioni dei prodotti militari (es. la grafica della X-Box) (COTS = Commercial Off The Shelf) In the Open Innovation paradigm the firm has permeable boundaries to fully exploit and leverage the external environment for its strategy Inbound Open Innovation Research Projects (originated internally) External Research Project Research Venture investing Source: adapted by Quaeryon from Open innovation Chesborough Internal Technology Base Technology in-licensing External Technology Base Spinoffs Technology acquisition Development Boundary of our Firm Other Firms Market and Business Model New Market and Business Model fou our Firm Current Market and Business Model for ourfirm Outbound Open Innovation 9

10 I processi di Sviluppo del Nuovo Prodotto (NPD) sono cambiati radicalmente In termini di NPD, vendere capabilities invece di prodotti ha significato adottare un approccio multidisciplinare verso il sistema finale piuttosto che verso le singole parti o sottosistemi da assemblare Ad esempio una piattaforma aeronautica contiene migliaia di parti e richiede la partecipazione integrata e coordinata di motli progettisti e fornitori Per ottenere efficienza ed efficacia, l approccio integrato deve includere tutti gli aspetti collegati all uso del prodotto: la cultura del cliente, le regole, i sistemi di supporto, le infrastrutture IT a terra ed a bordo, etc. E indispensabile farsi aiutare da tools di supporto non solo per soddisfare i requisiti dei clienti sempre più esigenti e per contrastare i concorrenti, ma anche ottenere tempi di sviluppo ridotti, riutilizzo di componenti standard e in generale minori costi ed un time to market più veloce Agusta Westland AW

11 Le competenze di progettazione, prima quasi separate, vengono accorpate nella CONCURRENT ENGINEERING. Il Concurrent Engineering è la metodologia che permette di gestire in modo integrato il prodotto, evitando di considerare le attività come flussi specifici delle singole discipline. In termini pratici significa che, fin dalle prime fasi di progettazione, vengono presi in considerazione tutti gli aspetti del Ciclo di Vita del prodotto, dal Concept alla Progettazione, la Produzione, gli Approvvigionamenti, il Supporto post vendita, la Qualità e la Pianificazione e Controllo CONCURRENT ENGINEERING Reliability Miglioramento Sistemi Sistemi di Laboratorio Aerodinamica Processi Basici Armamento Equipaggiam. Omologazione Ing.Prove Volo Civile (avionica) Testability Design Integrazione Sviluppo Prestazioni Assurance Carichi Software Maintainability Ing.Prove Volo (non avionica) Sviluppo Meccanica Ground Off-Load CTO Simulazione Metodologie del Volo Training Aids Responsabili Safety RMTS Programma Dinamica Rapp.con ist. Processi di Operabilità Accademiche Gestione Analisi Dati Analisi Sup. Strumentazion in Servizio Logistico e di Prova Autodifesa Processi di Pesi Acq. e Sensori Integrazione Metodologie di Omologazione Qualificazione Trasporto AGE Sist. Supporto Militare Carichi Velivoli Hardening a Terra Qualificazione Combattimento Analisi Dati di Tipo Training Integrazione Militare Gestione Test Sistemi Sistemi Qualifica Conduzione Qualificazione Avionici Software Acustica In Service Prove UAV Progetto RIG Support Avionici Responsabili Propulsione Validazione di Programma Tecnica Archivi e Pubblicazioni Servizi Tecniche Ausiliari Condizionamento Sistemi Tecnologici Programmazione Laboratorio Dimostratori APU - Exhaust RMT Logistic Struttura di e Controllo & Sup. Analys. FCS e Analisi Tecnologia Carrello Centro Prodotto e Autopilota Taratura Operativa DMU Compositi Tecnologia Materiali Progettazione Sistemi di Analisi Inst. Lab. Inform. Gestione Metallici Elettrica Controllo Sistemi Avanzata Liaison Tecnologia Modifiche ed Engineering Processi Tecnologia Abitacolo e Lab. Equipag. Lab. Sistemi Equipaggiamenti Armamento Chimici CND Flight Station di Terra Numerici Supporto alla Flotta Tecnologie Laboratorio Supporto Idraulico e Allestimenti Equipag. di Normalizzazione e Avanzate Strutture Airframe Combustibile Operativi Terra Standardizzione Materiali Analisi Progettazione Installazione Gen Elettrica Procedure di Tecnologie Data Strutture Strutture Elettro e Luci Prova Sinthetic Management Integrata Integrata Avionica Environment Gestione Carichi - Configurazione Velivoli Pianificazione Trasporto Fatica e Sviluppo Metodi Tecnologico Team Integrato di Progetto Gruppo Integrato, multifunzionale ed anche multi-partner che attraversa a matrice le organizzazioni e che dura fino al termine del programma. 11

12 per realizzare un PRODOTTO VIRTUALE NPD integrato per una piattaforma aeronautica Definizione dei Requisiti Definizione dell Architettura di Sistema e delle Specifiche Funzionali Modellizzazione funzionale Ausilio ai progettisti Definizione delle caratteristiche di sottosistema, componente ed interfaccia RdO, proposte dai fornitori e scelta fornitori Ausilio alla scelta dei fornitori Test e qualificazione dei componenti, sotto-sistemi e sistemi Alternativa alle prove con componenti reali Prodotto VIRTUALE COSTRUZIONE CERTIFICAZIONE SUPPORTO 12

13 Tools a supporto del PRODOTTO VIRTUALE RM Requirement Management CAE Computer Aided Engineering CAD Computer Aided Design DMU Digital Mock-Up PDM Product Data Management Digital Manufacturing Synthetic Environment Per la gestione e tracciabilità dei requisiti e delle specifiche Permettono di descrivere gli aspetti tecnologici del prodotto, ad esempio la simulazione aerodinamica, l analisi strutturale, la simulazione elettromagnetica, ecc. Permettono di descrivere la geometria di punti ed assemblaggi, installazioni, cablaggi, tubi, etc. Permettono la costruzione di modelli virtuali di prodotti fisici, interagendo sia con i tool CAD che quelli PDM Permettono la gestione integrata dei dati del prodotto Permettono di simulare le linee produttive e le fasi di lavorazione, valutando l impatto sul fattore uono E un ambiente virtuale che include operatori, sistemi reali, sistemi virtuali e modelli software e permette di simulare il comportamento del prodotto virtuale in scenari operativi 13

14 Computer Aided Engineering Permettono di descrivere gli aspetti tecnologici del prodotto, ad esempio la simulazione aerodinamica, l analisi strutturale, la simulazione elettromagnetica, ecc. 14

15 Computer Aided Design Permettono di descrivere la geometria di punti ed assemblaggi, installazioni, cablaggi, tubi, etc. 15

16 Digital Mock-Up Permettono la costruzione di modelli virtuali di prodotti fisici, interagendo sia con i tool CAD che quelli PDM 16

17 Product Data Management Permettono la gestione integrata dei dati del prodotto 17

18 Digital Manufacturing Permettono di simulare le linee produttive e le fasi di lavorazione, valutando l impatto sul fattore uomo 18

19 Synthetic Environment 19

20 In sintesi Dimensioni del mercato USA + EU circa 450 miliardi di euro all anno Tipologia del cliente Pubblico o assimilabile Lunghi tempi di sviluppo anni Ruolo R&D Molto costosa e determinante per il successo Non più vendita di prodotti Bensì vendita di capabilities con relativi indicatori di performance Relazioni tra imprese Competizione ma anche collaborazione NPD Ampio uso di tools di simulazione e virtualizzazione del prodotto CONTATTI Marco Troglia, Quaeryon srl, Labs Director Tel: marco.troglia@quaeryon.com 20