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Dall’industry 4.0 all’industria 5.0: l’uomo al centro nella quinta rivoluzione industriale

Siamo in un momento di passaggio fra Industry 4.0 e Industria 5.0 che ridisegnerà il nostro modo di lavorare, le fabbriche e tutte le attività che possiamo definire “smart” dal lavoro in quest'epoca di distanziamento sociale alla fruizione online dei musei fino alle fabbriche che sapranno autogestirsi per evitare sprechi. Un processo fondamentale di crescita che unirà in modo equilibrato intelligenza artificiale, robot, machine learning e big data per un futuro che è già quasi a portata di mano.

“Cosa farebbe Leonardo se avesse accesso alle tecnologie di oggi?” Possiamo solo immaginarlo. Ma nel 2020, sicuramente sarebbe il leader mondiale della Industry 5.0. Dal genio di Leonardo da Vinci ai nuovi paradigmi della produzione industriale infatti il passo è davvero breve, anche se forse non sembra. Il rapporto fra la creatività dell’uomo e le potenzialità delle macchine oggi si sta spostando verso una logica di complementarietà: si fa sempre più strada il concetto che l'Industria 5.0 sia “A Human-Centric Solution”, un modo di lavorare e di affrontare le sfide della produzione industriale ponendo l'uomo al centro, proprio come sosteneva Leonardo.

Ricercatori, analisti e manager visionari in tutto il mondo parlano dell'Industria 5.0 come della naturale evoluzione dell'Industria 4.0. Il tutto nasce dal fatto che lo sviluppo delle tecnologie legate alla fabbrica intelligente 4.0 – in particolare ICT, AI (intelligenza artificiale) e robotica – sta proseguendo sempre più velocemente. In questo contesto diventa sempre più importante arrivare a un nuovo modello di integrazione uomo-macchina: l’Industria 5.0 che al momento possiamo definire collaborative industry, un sistema nel quale ci sia piena integrazione fra uomo e tecnologia. Sembra il futuro visto in molti film di sci-fi.

Le rivoluzioni industriali

Le abbiamo studiate sui libri di scuola, le ultime due le stiamo vivendo, sono le rivoluzioni industriali, passaggi epocali che permettono al mondo di progredire e di trovare nuove soluzioni per i processi di sviluppo e crescita. I futurologi stanno immaginando un mondo dove la fabbrica 4.0 diventerà sempre di più un luogo in cui l’intelligenza umana aggiungerà il cosiddetto special something: la creatività che ancora oggi le macchine non sanno imitare. Nascerà una nuova figura lavorativa perché con la diffusione dei robot in ogni fabbrica intelligente ci sarà bisogno di un CRO (Chief Robotics Officer).

Un mondo in evoluzione dall'Industry 4.0 all’Industria 5.0

Oggi dove siamo? A quale punto del percorso ci troviamo? Gli studiosi definiscono l'industria 5.0 l’evoluzione naturale dell’Industria 4.0, che domina tuttora il panorama di piccole e medie imprese. Se diamo uno sguardo indietro possiamo affermare che l'avvento dell'industria 4.0 è datato 20111 e ha portato allo sviluppo di tecnologie – in particolare nei settori dell’ICT, AI e robotica – che stanno creando il cosiddetto Cyber Physical System (CPS) e dispositivi IoT (Internet of Things) sempre più potenti. L’era dell’industria 5.0 sarà quella della Collaborative Industry, ossia un modello di impresa caratterizzato dalla cooperazione tra macchine ed esseri umani, il concetto di uomo al centro, con il fine ultimo di dare un valore aggiunto alla produzione creando prodotti personalizzati che rispettino le esigenze dei consumatori.

Gli esperti considerano la società odierna in un momento di passaggio verso nuove tecnologie digitali così potenti da avere modificato radicalmente quattro direttrici di sviluppo:

1. Dati, potenza di calcolo e connettività Cosa possiamo fare con le informazioni? Questa direttrice si declina in concetti quali big data, open data, Internet of Things (IoT), machine-to-machine e cloud computing per la centralizzazione delle informazioni e la loro conservazione.

2. Analytics. Raccolti i dati per ricavarne valore. Oggi solo l’1% dei dati raccolti viene utilizzato dalle imprese, che potrebbero invece ottenere vantaggi a partire dal “machine learning”, dalle macchine cioè, che perfezionano la loro resa “imparando” dai dati raccolti e analizzati.

3. Interazione tra uomo e macchina Coinvolge le interfacce “touch”, sempre più diffuse, e la realtà aumentata.

4. Il passaggio dal digitale al “reale” Comprende la manifattura additiva, la stampa 3D, la robotica, le comunicazioni, le interazioni machine-to-machine e le nuove tecnologie per immagazzinare e utilizzare l’energia in modo mirato, razionalizzando i costi e prestazioni.

IoT: nasce la fabbrica 4.0

In una fabbrica 4.0 le macchine sono completamente interconnesse tra loro, dialogando le une con le altre effettuando autodiagnostica e manutenzione preventiva, grazie all’IoT, che ormai da qualche anno sta entrando anche nelle nostre case, attraverso la domotica.

I progressi dell’evoluzione tecnologica porteranno (e portano) le fabbriche intelligenti a prevedere in autonomia il grado di fallimento produttivo, ad adottare le migliori misure di prevenzione e a mettere in campo azioni di auto-riparazione. In questo processo si integrerà perfettamente la quinta rivoluzione industriale con i robot che lavoreranno a contatto con l’uomo e dall’uomo apprenderanno in modo naturale. Inoltre i flussi di lavoro potranno essere riprodotti in modo virtuale per verificarne il comportamento in astratto e potenziarne le performance e poi applicarlo al mondo reale.

Smart fabric o smart manufacturing?

Nell’era dell’industria 5.0 le soluzioni coinvolte sono tante e le competenze richieste dovranno essere diversificate. Il denominatore comune? Un’integrazione dei processi e delle procedure che coinvolgono tutte le filiere, traghettando così le imprese verso nuovi modelli di sviluppo della produzione e del business, diversificati e complessi. Gli esperti di Boston Consulting o McKinsey, per aiutare a capire, parlano anche di Smart Fabric / Smart Manifacturing, proponendo una ripartizione dei cluster tecnologici su tre livelli:

  • SMART PRODUCTION: tecnologie produttive che creano interazione tra tutti gli asset legati alla produzione, favorendo la collaborazione tra uomini, macchine e sistemi.

  • SMART SERVICES: una governance delle infrastrutture informatiche e tecniche aiuta a gestire e presidiare i sistemi, sfruttando logiche di massima integrazione tra tutti gli attori della supply chain, clienti inclusi.

  • SMART ENERGY: nuovi sistemi di alimentazione e un’attenzione al monitoraggio dei consumi energetici, rendono le infrastrutture più performanti, più economiche e più ecologiche.

Le innovazioni digitali portano nuove possibilità, con un impatto sulle più piccole situazioni della vita di ogni giorno così come sui grandi processi produttivi. A livello industriale abbracciare la trasformazione dell’evoluzione dell’industria 4.0 significa portare nuova competitività ed efficienza alle imprese, passando da semplici oggetti intelligenti a sistemi intelligenti.

Per molti lo Smart Manufacturing è la strada fondamentale per il rilancio dell’industria consentendo di far lavorare in modo più intelligente le risorse, portando velocità e flessibilità, elementi di cui le imprese manifatturiere hanno bisogno per recuperare competitività. Una condizione essenziale per sopravvivere a mercati sempre più avanzati e globalizzati. Produzione, logistica, manutenzione, qualità e sicurezza: non c’è reparto in cui oggetti comunicanti e analisi di dati non possano fare la differenza. I dati raccolti saranno analizzati per migliorare la capacità produttiva, l’efficienza, la sicurezza e la continuità operativa. Tutta la fabbrica intelligente sarà connessa al resto del sistema logistico-produttivo e ai clienti tramite piattaforme cloud.

Ci vorrà ancora qualche anno, ma il Cloud e l’Advanced Human Machine Interface diventeranno le prossime tecnologie di riferimento: macchine connesse tra loro e alla rete, visori per la realtà aumentata e comandi vocali e gestuali renderanno i lavoratori più simili al Tom Cruise di Minority Report che al Charlie Chaplin di Tempi Moderni.

Gli effetti della quarta rivoluzione industriale sul mercato del lavoro

Esperti e osservatori stanno cercando di comprendere come cambierà il mondo del lavoro con l’industria 5.0, quali nuove professionalità saranno necessarie e quali invece potrebbero scomparire. Dalla ricerca The Future of the Jobs, presentata al World Economic Forum2 di Davos in Svizzera, è emerso che, nei prossimi anni, fattori tecnologici e demografici influenzeranno profondamente l’evoluzione del mercato del lavoro. Alcuni (come la tecnologia cloud e la flessibilità) stanno cambiando le dinamiche lavorative già adesso e in particolare la pandemia COVID-19 ha portato le aziende ad accelerare questi passaggi verso una più rapida evoluzione dei processi e delle dinamiche di smart working.

Uomo e tecnologia: soft skill e flessibilità

Cambiano di conseguenza per l’industry 4.0 e l’industria 5.0 le competenze e abilità ricercate: nel 2020-21 il problem solving rimarrà la soft skill più richiesta, ma diventeranno altrettanto importanti flessibilità, pensiero critico e creatività. Proprio perché lo scenario è in rapida evoluzione, le aziende devono riuscire a cogliere i benefici dello Smart Manufacturing, l’innovazione digitale nei processi dell’industria e post COVID-19 anche tutte le implementazioni Smart Working.

Quinta rivoluzione industriale: vantaggi per le imprese

I vantaggi per le imprese saranno notevoli. Attualmente l’impiego dei cobot –– vale a dire i robot collaborativi, che lavorano in sincronia con le persone in una logica di complementarietà –– è limitato e la ridefinizione dell’intervento umano nei processi produttivi rappresenta ancora un possibile problema. Nello scenario Industria 5.0 l’empowering people, ovvero l’importanza dell’uomo nei processi automatizzati, è strategica per la qualità, l’efficienza e soprattutto per una piena attuazione dell’obiettivo di personalizzare i beni/servizi prodotti offerti alla clientela.

Che cos'è l'Industria 5.0?

La quinta rivoluzione industriale cambierà il lavoro dell’uomo, creando nuove mansioni, migliori e più specializzate. L’impiego dell’intelligenza artificiale nell’industria 5.0 è volto a favorire i lavoratori, non a eliminarli. Ciò che si prevede è una ridefinizione delle attività umane in un contesto di integrazione uomo-robot. In tal modo si otterranno grandi vantaggi sia per la salute e la sicurezza dei lavoratori, sia per la competitività dell’azienda.

L’Industria 5.0 rappresenta la corretta risposta per tutti coloro che vedono la creatività, il problem solving, la capacità critica, l’attitudine ad ascoltare e comprendere i propri clienti e i loro bisogni – tutte caratteristiche prettamente umane – messe in discussione dall’Industry 4.0. L'industria che verrà si concentrerà infatti sulla combinazione della creatività degli esseri umani con la velocità, la produttività e la coerenza dei robot.

Obiettivo di un'Industria 5.0 sarà quello di aiutare gli uomini e i robot a lavorare meglio insieme portando una maggiore attenzione ai temi della robotica collaborativa e alle interfacce uomo-macchina. Back to the Human, dicono oltreoceano a sottolineare come in una industry così pensata mani, menti, creatività e sensibilità torneranno ad avere un ruolo centrale anche nei contesti industriali: il focus si sposta sull'integrazione e sull'interazione tra intelligenza umana e calcolo cognitivo.

I vantaggi dell’Industria 5.0

L’evoluzione dell’industria 4.0 porterà dei benefici concreti nel mondo del lavoro e della produzione aziendale.

  1. “Potenziamento” del lavoratore, dal momento che il robot viene utilizzato come uno strumento multifunzionale, lasciando all’uomo la dimensione creativa e la gestione degli aspetti più complessi.

  2. Creazione di nuovi posti di lavoro, destinati a lavoratori qualificati, in grado di seguire ed eseguire le mansioni a più alto valore aggiunto, mentre ai cobot verrebbero affidati i cosiddetti lavori in 3D: dull, dirty and dangerous, ripetitivi, sporchi e pericolosi.

  3. Nasce una logica collaborativa che aumenterà le opportunità di produttività. Inserendo reale innovazione nella produzione, garantendo nel contempo ai lavoratori maggiore sicurezza e un più elevato grado di soddisfazione.

  4. La coniugazione uomo e macchina porterà a obiettivi di personalizzazione dei prodotti che rappresentano la nuova leva della competitività delle imprese.

  5. Si otterranno grandi vantaggi sia per la salute e la sicurezza dei lavoratori sia per la competitività dell’azienda. Per quest’ultima, si velocizzeranno di più tutti i cicli di progettazione e produzione, si migliorerà l’impatto ambientale con la circular economy.

  6. Diventerà centrale la personalizzazione, quindi non solo la caratterizzazione del bene/servizio offerto sulla base dei gusti del cliente, ma anche su quelle esigenze che per essere definite richiedono una forte interazione basata su una raccolta in tempo reale dei dati, tra il cliente, il bene/servizio offerto e il sistema fabbrica. Si pensi per esempio, alla fornitura di mezzi a guida autonoma o alle protesi umane per la cura di patologie.

Industria 5.0 alla portata anche delle piccole imprese

Se alcuni degli scenari configurati dal paradigma Industria 4.0 sono parsi nel tempo poco alla portata di aziende di piccole dimensioni, la prospettiva cambia e non di poco con Industria 5.0: banda larga, cloud e cobot, più piccoli dimensionalmente e dai costi più contenuti sono i tre pilastri sui quali anche le piccole e medie imprese possono cominciare a lavorare a una revisione dei loro prodotti e servizi, spingendosi verso una sempre maggiore personalizzazione.

I competence center per l’industria 4.0

Infine l'Italia, che non vuole certo rimanere indietro, in quest'ottica ha creato otto Competence Center legati all'industria 4.0 per circa 400 imprese e oltre 50 università coinvolte. I centri di competenza hanno il compito di svolgere attività di orientamento e formazione alle imprese, nonché di supporto nell’attuazione di progetti di innovazione, ricerca industriale e sviluppo sperimentale finalizzati alla realizzazione di nuovi prodotti, processi o servizi (o al loro miglioramento) tramite tecnologie avanzate in ambito Industria 4.0.

Industria 4.0 e 5.0: il dizionario

Advanced Human Machine Interface. Si intende la funzione o il componente di un determinato dispositivo o di un’applicazione software che consente all’uomo di operare e interagire con le macchine. Alcune interfacce uomo-macchina sono ad esempio i touchscreen e le tastiere.

Big data. In statistica e informatica, la locuzione inglese big data indica una raccolta di dati informativi così estesa in termini di volume, velocità e varietà da richiedere tecnologie e metodi analitici specifici per l'estrazione di valore o conoscenza. Il termine è utilizzato in riferimento alla capacità (propria della scienza dei dati) di analizzare, estrapolare e mettere in relazione un'enorme mole di dati eterogenei, strutturati e non strutturati, per scoprire i legami tra fenomeni diversi e prevedere quelli futuri.

Cyber Physical System (CPS). Un CPS è definibile come un sistema in cui si richiede che gli oggetti fisici siano affiancati dalla propria rappresentazione nel mondo digitale, siano integrati con elementi dotati di capacità di calcolo, memorizzazione e comunicazione, e che siano collegati in rete tra loro.

Cloud computing. Il cloud computing indica, in informatica, l'erogazione di servizi offerti su richiesta da un fornitore a un cliente attraverso la rete internet (come l'archiviazione, l'elaborazione o la trasmissione dati), a partire da un insieme di risorse preesistenti, configurabili e disponibili in remoto sotto forma di architettura distribuita.

Cobot. O anche co-robot è un robot concepito per interagire fisicamente con l’uomo in uno spazio di lavoro. In netto contrasto con la maggior parte dei robot industriali adottati fino al 2008, i quali erano progettati per operare in maniera autonoma o con una guida limitata e protetti da barriere.

Internet of Things (IoT). Internet delle cose in italiano si riferisce all'estensione di Internet al mondo degli oggetti e dei luoghi concreti. L’Internet of Things è una tecnologia che permette di massimizzare le capacità di raccolta e di utilizzo dei dati da una moltitudine di sorgenti (prodotti industriali, sistemi di fabbrica, veicoli di trasporto…) a vantaggio di una maggiore digitalizzazione e automazione dei processi, della facoltà di sfruttare machine learning e intelligenza artificiale per creare nuovi business e servizi per clienti e consumatori.

Machine learning. L’apprendimento automatico è un settore dell'intelligenza artificiale che utilizza metodi statistici per migliorare progressivamente la performance di un algoritmo nell'identificare pattern nei dati. Nell'ambito dell'informatica, l'apprendimento automatico è una variante alla programmazione tradizionale nella quale si predispone in una macchina l'abilità di apprendere qualcosa dai dati in maniera autonoma. Tra i metodi utilizzati la statistica computazionale, le reti neurali artificiali, il filtraggio adattivo, la teoria dei sistemi dinamici, il data mining e gli algoritmi adattivi.

Machine-to-machine (M2M). M2M è una tecnologia in grado di mettere in comunicazione diversi dispositivi (macchine appunto) tra loro, permettendone lo scambio di dati e informazioni acquisite al fine di migliorare i processi svolti dalle macchine stesse.

Open data. I dati aperti sono dati liberamente accessibili a tutti le cui eventuali restrizioni sono l'obbligo di citare la fonte o di mantenere la banca dati sempre aperta. Gli open data sono fondamentali per il data journalism, o giornalismo di precisione.

Smart Fabric o anche E-Textiles. I tessuti elettronici o e-textiles sono tessuti che consentono di incorporare componenti digitali come una batteria e una luce, e l'elettronica. I "tessuti intelligenti" sono tessuti sviluppati con nuove tecnologie che offrono un valore aggiunto a chi lo indossa.

Smart Manufacturing. La produzione intelligente è un'ampia categoria di produzione che impiega produzione integrata al computer, alti livelli di adattabilità e rapidi cambiamenti di progettazione, tecnologia informatica digitale e formazione tecnica più flessibile della forza lavoro.


Nota 1. Correva l'anno 2011. La nazione era la Germania e per la prima volta alla Fiera di Hannover si sente il termine Industry 4.0 Siegfried Dais della Robert Bosch GmbH e Henning Kagermann della Acatech (Accademia tedesca delle Scienze e dell’Ingegneria) presentarono al governo federale tedesco una serie di raccomandazioni per la sua implementazione: si parlava di fabbriche sempre più digitali e interconnesse: era la quarta rivoluzione industriale.

Nota 2. L’argomento è stato al centro del World Economic Forum 2016, dal 20 al 24 gennaio a Davos (Svizzera), intitolato appunto Mastering the Fourth Industrial Revolution https://www.weforum.org/about/the-fourth-industrial-revolution-by-klaus-schwab.

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