Industria 5.0 si prefigura come un modello di impresa caratterizzato dalla cooperazione tra macchine ed esseri umani, con il fine ultimo di fornire valore aggiunto alla produzione creando prodotti personalizzati che rispettino l’ecosistema e le esigenze dei consumatori.
INTRODUZIONE
Il termine “Industry 5.0” è comparso per la prima volta nel 2015 in un articolo dello studioso e imprenditore Michael Rada, in cui si sosteneva il ritorno alla centralità dell’ambiente e delle persone nel processo industriale. Nel 2016 la Keidanren, la più importante federazione imprenditoriale giapponese, ha presentato il concetto di “Society 5.0”: una società “human-centric” che cerca di bilanciare lo sviluppo economico con la risoluzione dei problemi socio-ambientali, in cui le tecnologie vengono usate non solo per profitto ma per migliorare la qualità della vita di ogni cittadino. Secondo un recente rapporto della Commissione Europea “Industria 5.0 riconosce il potere dell‘industria di raggiungere obiettivi sociali al di là dei posti di lavoro e della crescita per diventare un fornitore di prosperità resiliente, facendo sì che la produzione rispetti i limiti del nostro pianeta e mettendo il benessere dei lavoratori al centro del processo di produzione”.
Il rapporto 2021 della si inserisce nell’ambito delle principali iniziative politiche su industria e tecnologia come la proposta di regolamento sull’Intelligenza Artificiale (AI), il Green Deal, la strategia industriale, l’agenda delle competenze e il piano d’azione per l’istruzione digitale. Dal punto di vista strettamente tecnologico Industria 5.0 utilizza le tecnologie abilitanti in buona parte già presenti nell’Industria 4.0 come l’interazione uomo-macchina personalizzata, i materiali intelligenti, i digital twin e la simulazione industriale, l’Intelligenza Artificiale, le tecnologie di Big Data Analytics e quelle per la smart energy. Protagonisti di primo piano saranno i cobot (collaborative robot) e le applicazioni software intelligenti come gli agenti software (smart agent) o bot. In particolare i cobot sono dotati di intelligenze artificiali e programmati per interagire con gli esseri umani in spazi di lavoro condivisi, in un nuovo modello di fabbrica basato sull’integrazione uomo-macchina.
EVOLUZIONE VERSO SOCIETY 5.0 (KEINDAREN) STUDI E PROSPETTIVE
Sul concetto di Industria 5.0 si addensano alcune incertezze. Mentre un numero significativo di aziende in tutto il mondo sta implementando Industria 4.0, la discussione sull’Industria 5.0 è già iniziata. I primi studi affini al concetto di Industria 5.0 sono da attribuire a Sachsenmeier che nel 2016 introdusse il concetto di Bionica come base per la successiva rivoluzione industriale. Nel 2018, Phil Cartwright, direttore esecutivo del Centre for Modelling and Simulation, introdusse le caratteristiche chiave dell’Industria 5.0, i casi di applicazione e le previsioni di evoluzione del rapporto uomo-macchina. Dal suo punto di vista, la principale caratteristica dell’Industria 5.0 è la “personalizzazione” a partire dalla progettazione e produzione di sensori collegati in rete per fornire agli utenti prodotti personalizzati e informazioni in tempo reale. Nel 2018 Özdemir e Hekim proposero un modello di Industria 5.0 che democratizza la produzione tramite la condivisione dei Big Data e di nuovi concetti di innovazione simmetrica.
Nel 2019 Nahavandi sostenne la necessità impellente di aumentare la produttività valorizzando il rapporto uomomacchina in termini cooperativi. Altri studiosi (Demir, Döven e Sezen) hanno trattato il tema alla collaborazione uomo-computer dal punto di vista dell’organizzazione aziendale e della gestione dei dipendenti. Altre visioni descrivono Industria 5.0 con un modello più veloce, produttivo e scalabile e che coinvolge maggiormente le persone grazie a robot e interfacce uomo-macchina più avanzati (Rundl e Shelzer, 2017). L’accresciuta sinergia tra esseri umani e tecnologia influenzerà l’economia, la società, la sostenibilità e la riduzione di sprechi e rifiuti (fisici, urbani, di processo, sociali). Anche la biologica sintetica e il DNA artificiale, con l’introduzione di nuove materie prime sono candidate a caratterizzare il modello di sviluppo di Industria 5.0.
Altro fattore essenziale è il ritorno del “tocco” umano, artigianale e creativo al centro del processo decisionale e industriale attraverso la collaborazione tra uomini e macchine (Østergaard 2018 e altri). Studi recenti considerano l’AI (intelligenza artificiale) e i sistemi cyber-fisici come il prossimo game changer in campo industriale. In questi termini la quinta rivoluzione è descritta come un sistema cyberfisico che comprende persone, AI e il sistema fisico delle imprese collegato tramite internet ad alta velocità e robot collaborativi (cobot) in produzione. Dopo il 2020, la discussione sull’Industria 5.0 ha avuto un ulteriore slancio. Alcuni ricercatori pensano a un connubio profondo tra Industria 5.0, AI, IoT, Cloud e Big Data o a una versione transitoria e migliorata di Industria 4.0. Altri ancora hanno enfatizzato il concetto di sostenibilità. Industria 5.0 sarà caratterizzata anche da una capacità produttiva adattabile e processi commerciali flessibili, in grado di garantire prodotti e servizi anche in caso di pandemie, catastrofi naturali, cambiamenti geopolitici. Tale approccio richiede un notevole
progresso nei processi e nelle strategie industriali.
Inoltre, è realizzabile solo integrando vari aspetti di un’azienda, compresi i fornitori, le linee di produzione e i clienti. I benefici più importanti dell’Industria 5.0 sono (come promesso per l’Industria 4.0): aumento di produttività, agilità, redditività, prontezza al cambiamento, ambienti di lavoro reattivi e riduzione complessiva dei costi. A questi vanno aggiunti nuovi modelli di lavoro e di business basati su mentalità aperte e collaborative. E non ultima la prevenzione dei rifiuti per generare sostenibilità e proteggere l’ambiente. Aggregando tutte queste definizioni di Industria 5.0 risulta chiaro che si tratta di argomenti e obiettivi in buona parte già emersi con la definizione e l’implementazione di Industria 4.0. Dunque più che di una nuova rivoluzione industriale in senso stretto, sembra avere più senso parlare di complemento e perfezionamento della trasformazione digitale in atto.
LE 5 RIVOLUZIONI INDUSTRIALI
Risalente al 1780, la prima rivoluzione industriale è nata con la generazione di energia meccanica dall’acqua, dal vapore e dai combustibili fossili. Nella seconda rivoluzione, intorno al 1870, l’utilizzo dell’energia elettrica è stata favorita dai produttori attraverso le catene di montaggio e la produzione di massa. Impiegando l’elettronica e le tecnologie dell’informazione (IT), la terza rivoluzione industriale ha familiarizzato le industrie di produzione con il concetto di automazione negli anni 1970 del ventesimo secolo. La quarta rivoluzione utilizza l’Internet of Things (IoT) e il cloud computing fornendo un’interfaccia in tempo reale tra il mondo virtuale e quello fisico, i cosiddetti sistemi cyberfisici. Anche se l’Industria 4.0 non si è ancora pienamente affermata, molti pionieri dell’industria e leader tecnologici stanno guardando avanti verso la quinta rivoluzione industriale Sono trascorsi oltre due secoli dalla prima rivoluzione industriale.
Negli ultimi tempi abbiamo attraverso la globalizzazione, la crisi ambientale, il potere delle big tech, cui si sono aggiunte di recente l’emergenza covid, lo shortage delle materie prime, il caro energia e la guerra in Ucraina. Finora abbiamo ottenuto una
produzione più efficiente a scapito di un aumento dell’inquinamento e di un consumo eccessivo di risorse non rinnovabili. La quinta rivoluzione industriale potrebbe correggere questi trend a partire dalla cooperazione di uomini e macchine sul posto di lavoro.
LE 5 RIVOLUZIONI INDUSTRIALI (RESEARCH NESTER) NUOVE SFIDE PER LA DIGITALIZZAZIONE
A livello congiunturale le recenti crisi globali hanno determinato effetti molto asimmetrici con settori colpiti da un crollo senza recenti precedenti dal lato della domanda e dell’offerta, mentre altri settori hanno vissuto la crisi in modo relativamente lieve. In ogni caso, molto significativi sono gli effetti destinati a restare permanenti sulla struttura delle imprese, con alcune in grado di rispondere efficacemente meglio di altre, anche grazie a investimenti pregressi sul fronte dell’innovazione e del capitale umano. Una prima implicazione di questo scenario riguarda la ridefinizione della nozione di “produzioni strategiche” da tenere sotto il controllo nazionale come quelle sanitarie, energetiche e ambientali.
Nel quadro di un ripensamento delle catene globali del valore occorre intraprendere un rafforzamento delle competenze chiave in ambito manifatturiero, in grado di sostenere processi di innovazione che, pur riservando attenzione alla Ricerca e Sviluppo, pongano enfasi su una maggiore integrazione tra sviluppo di idee, conoscenze e contesto di produzione ed applicazione, ove le tecnologie digitali possono rappresentare un importante fattore abilitante. Il paradigma 4.0 ha una connotazione sistemica, che si fonda sulla connessione degli oggetti fisici (componenti, macchine, processi, prodotti) attraverso l’Internet of Things, l’esistenza di alias virtuali di tali oggetti (digital twin) e la valorizzazione di tali dati grazie all’intelligenza artificiale (IA). Il percorso verso la digitalizzazione della fabbrica ha dunque sia i caratteri di una “rivoluzione”, sia quelli di una graduale evoluzione.
In questa seconda forma (si pensi al cosiddetto retro-fitting, ovvero applicazioni di tecnologie digitali su vecchi macchinari), essa è particolarmente adatta alle PMI, dal momento che un percorso graduale pone in modo progressivo il tema dell’adozione di tecnologie complementari (per esempio, sistemi di intelligenza artificiale in grado di gestire i dati estratti da macchinari connessi) e dell’attuazione di processi di formazione delle persone e di cambiamenti organizzativi che permettano alle imprese di trarre effettivamente il massimo beneficio dagli investimenti effettuati. La digitalizzazione consente di sviluppare modelli di business basati sull’accesso a servizi piuttosto che sul possesso di prodotti, aprendo la strada ad una ridefinizione dei percorsi strategici delle imprese e delle relazioni tra gli attori della filiera e verso il mercato. Attraverso le tecnologie digitali le imprese hanno possibilità di risparmiare risorse durante la fase di sviluppo, ma anche di accesso al prodotto o al suo uso.
Inoltre, possono supportare una gestione avanzata dei dati per un monitoraggio più puntuale dell’uso delle risorse. La digitalizzazione invita le imprese a curare la relazione (duratura) con il cliente invece che la transazione (spot) di vendita. Esiste poi la possibilità di governare lo sviluppo dell’economia digitale privilegiando traiettorie che siano associate a migliori condizioni di lavoro, maggiore produttività del lavoro (e dunque più alti salari) e maggiore rispetto delle forme tradizionali di partecipazione democratica. Da questo punto di vista, la digitalizzazione da un lato richiede una crescita delle competenze dei
lavoratori, dall’altro offre strumenti estremamente efficaci per il potenziamento di tali competenze (si pensi alla realtà mista/aumentata come modalità per l’addestramento).
Inoltre, la possibilità di un più efficace tracciamento della filiera, consente di comunicare al mercato caratteristiche di
sostenibilità sociale delle produzioni, così aumentando la consapevolezza dei consumatori nelle loro scelte di acquisto. Su tutti questi aspetti, con il sostegno dell’Unione Europea, si è introdotto e rafforzato il concetto di Industria 5.0. In tal senso è utile insistere sulla sinergia fra digitalizzazione ed economia circolare (riutilizzo, recupero, riciclo), che certamente costituisce una tessera essenziale che le imprese possono inserire nel “mosaico” dello sviluppo sostenibile e della transizione ecologica.
PERCHÉ L’INDUSTRIA 5.0 È NECESSARIA?
Se l’attuale rivoluzione riconducibile a Industria 4.0 enfatizza la trasformazione delle fabbriche in strutture intelligenti abilitate all’IoT che utilizzano il calcolo cognitivo e l’interconnessione tramite server cloud, l’Industria 5.0 è destinata a concentrarsi sul ritorno delle mani e delle menti umane nella struttura industriale. Industria 5.0 è la rivoluzione in cui uomo e macchina si riconciliano e trovano il modo di lavorare insieme per migliorare i mezzi e l’efficienza della produzione. In un certo senso, il concetto di Industria 5.0 potrebbe alleviare alcune delle apprensioni che alcuni produttori hanno espresso riguardo all’attuale rivoluzione.
L’obiettivo primario di Industria 4.0 è quello di migliorare l’efficienza del processo, e quindi inavvertitamente potrebbe ignorare il costo umano derivante dall’automazione spinta dei processi e i costi legati alla protezione dell’ambiente. Studi e applicazioni esistenti che collegano gli algoritmi di AI con la gestione ambientale hanno fatto da apripista, ma la mancanza di una forte attenzione ambientale porta alla necessità di una migliore soluzione tecnologica per salvare l’ambiente e aumentare la sostenibilità. È ragionevole aspettarsi che questa soluzione emerga grazie a Industria 5.0. La forza lavoro umana lavorerà
accanto ai robot con tranquillità, sapendo che i loro collaboratori robotici li comprenderanno adeguatamente.
Il risultato sarà un processo di produzione altamente efficiente e di valore aggiunto, con una forte riduzione degli sprechi e dei costi associati. Industria 5.0 cambierà probabilmente la definizione della parola “robot”. I robot non saranno solo macchine programmabili che eseguirono compiti ripetitivi, ma si trasformeranno in compagni di lavoro. Erogando produzioni robotiche con “tocco umano”, la prossima rivoluzione industriale farà dei cobot una leva strategica. Questi robot collaborativi, consapevoli della presenza umana, si prenderanno cura dei criteri di sicurezza e di rischio. Proprio come un apprendista, i cobot guarderanno e impareranno dagli esseri umani. Il concetto di Industria 5.0 può essere visualizzato usando un esempio di linea di produzione.
Pensiamo a un lavoratore umano che lavora in una fase di assemblaggio. L’uomo inizia un compito e un robot osserva il processo usando una telecamera. Il robot è anche collegato con un elaboratore che acquisisce l’immagine, la elabora e impara attraverso l’apprendimento automatico. Una volta che il robot è sicuro della sua previsione, aiuterà e affiancherà il lavoratore umano, aumentando l’efficienza complessiva del processo.
DIFFERENZE TRA INDUSTRIA 4.0 E INDUSTRIA 5.0
Introdotta nei primi anni del ventunesimo secolo, Industria 4.0 è un mix di tecnologie abilitanti e nuovi modelli di impresa focalizzati su efficienza e produttività. Ancor più di Industria 4.0, Industria 5.0 si configura soprattutto come una rivoluzione culturale: un paradigma focalizzato sulle persone e sull’ambiente, con il supporto delle tecnologie digitali mutuate dall’Industria 4.0. Le caratteristiche di Industria 5.0 cambieranno i modelli di business, favorendo i modelli circolari, la servitizzazione, la produzione di massa personalizzata e l’adattabilità dei processi produttivi. Nel modello Industria 5.0 il lavoratore sarà formato, responsabilizzato, indotto a mettere a frutto le proprie capacità e coinvolto attivamente nell’esecuzione delle nuove tecnologie.
Questa visione dovrebbe creare nuovi e più specializzati profili lavorativi. Ciò che si prevede è quindi una ridefinizione delle attività umane in un contesto di integrazione uomo-macchina che porterà ad una produzione più performante, liberando i lavoratori dalle mansioni più ripetitive e faticose. D’altro lato si è diffuso anche un parziale scetticismo, basato sull’idea che, al di là delle intenzioni e delle politiche generali, una digitalizzazione senza freni possa soppiantare il lavoro umano. Industria 5.0 potrebbe finire per ristrutturare i compiti umani nel regno della produzione a beneficio dei lavoratori. I più grandi progressi previsti dell’Industria 5.0 coinvolgono l’interazione dell’intelligenza umana e dell’informatica cognitiva. La sinergia tra esseri umani e macchine dovrebbe portare la produzione a nuovi livelli di velocità e perfezione. La quinta rivoluzione potrebbe rivelarsi più vantaggiosa anche per l’ambiente, poiché le aziende sviluppano sistemi che funzionano con energia rinnovabile ed eliminano i rifiuti.
Nel complesso, gli sviluppi dell’Industria 5.0 potrebbero rivelarsi in piena continuità con alcuni degli assunti iniziali
dell’Industria 4.0. Man mano che l’intelligenza artificiale migliora e i robot di fabbrica assumono capacità più simili a quelle umane, l’interazione tra computer, robot e lavoratori umani diventerà più significativa e reciprocamente illuminante. E cosa potrebbe essere più salutare per l’ambiente industriale di relazioni di lavoro positive? Nella tabella forniamo un confronto tra Industria 4.0 e Industria 5.0. Questo confronto si basa sulle discussioni attuali. Le rivoluzioni effettive potrebbero avere esiti finali molto diversi da ciò di cui si discute ora. Una rapida analisi del confronto mostra che l’industria 5.0 dovrebbe avere un impatto più ampio e profondo sulla società.
Foto in copertina di <a href=”https://unsplash.com/it/@_louisreed?utm_content=creditCopyText&utm_medium=referral&utm_ source=unsplash”>Louis Reed</a> su <a href=”https://unsplash.com/it/foto/macchina-industriale-grigia-wSTCaQpiLtc?utm_
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