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Nell’ambito dell’industria 4.0, integrazione verticale e orizzontale fanno parte delle cosiddette “Tecnologie abilitanti”. Con questo termine ci si riferisce a nove particolari innovazioni tecnologiche che hanno cambiato radicalmente il volto delle fabbriche, trainandole verso quella che oggi viene comunemente definita “Quarta rivoluzione industriale”.

Una strategia di integrazione verticale e orizzontale prevede dunque un profondo rinnovamento strutturale dell’intera linea produttiva. Conseguenza di questo processo è la fitta integrazione tra ambienti, tecnologie e competenze: uno degli elementi distintivi delle moderne smart factory.

Integrazione verticale e orizzontale significato

Il quinto punto del manifesto dell’industria 4.0 definisce in sintesi l’integrazione, orizzontale e verticale, come un’integrazione di informazioni che riguarda tutta la supply chain. È un processo che coinvolge sia la produzione dell’azienda in sé, sia i suoi rapporti con i fornitori e i clienti. Più nel dettaglio, i due tipi di integrazione, pur contribuendo a tale obiettivo, sono caratterizzati da differenze e aspetti unici.

• Integrazione orizzontale: riguarda l’interconnessione tra singoli macchinari, attrezzature o unità produttive. In questo modo tutta l’attività è costantemente monitorata in tempo reale e resa più efficiente;
• Integrazione verticale: è un concetto più ampio che riguarda l’integrazione della linea produttiva con le altre aree aziendali: distribuzione, controllo qualità, progettazione… In questo modo ogni singolo momento che va dalla progettazione del prodotto, al supporto post-vendita, viene internalizzato con conseguenze vantaggiose per l’azienda.

Strategia di integrazione verticale nella supply chain

Una strategia di integrazione verticale funzionale deve dunque puntare a una interconnessione efficace dell’intera catena di approvvigionamento. Questo si traduce in una serie di implementazioni, quali ad esempio:

• Utilizzo di sistemi gestionali (ERP, WMS, CRM, SCM…);
• Distribuzione dei dati su piattaforme cloud;
• Analisi dati in tempo reale e programmazione interventi sulla base del monitoraggio costante realizzato attraverso la tecnologia IIoT;
• Automazione di tutte le fasi produttive;
• Implementazione di tecnologie quali blockchain o software di analisi dei big data.

Si tratta in altri termini di un’integrazione che non riguarda solo i macchinari o le linee di produzione, ma l’interezza dei reparti che definiscono l’azienda. L’obiettivo finale è mettere in comunicazione tutti i processi di una fabbrica, fornendo un flusso di dati costantemente aggiornato sul quale deve essere possibile intervenire prontamente, da remoto e in tempo reale, dalla fase di progettazione fino a quella successiva all’immissione del prodotto sul mercato.

A che grado di integrazione verticale puntare

Per ottenere i massimi risultati, la messa a punto di una strategia di integrazione verticale deve quindi puntare a rivoluzionare il concetto stesso di fabbrica. Il primo passo è l’abbandono della vecchia struttura a silos. Per far si che ciò accada è necessario provvedere all’efficientamento delle tecnologie utilizzate. Ad esempio, per realizzare una perfetta integrazione tra macchine di fornitori diversi, è necessario stabilire una meta-rete che favorisca la loro comunicazione, basata su protocolli differenti.

La questione della sicurezza dei dati è altrettanto importante. La comunicazione tra più attori aumenta infatti il rischio di fughe di informazioni o della corruzione delle stesse. È perciò necessario garantire un elevato standard di sicurezza e l’implementazione di tecnologie sicure di condivisione e archiviazione.

Più in generale, l’integrazione verticale deve essere parte di un modello di business ben studiato. Se da un lato una fabbrica ben integrata verticalmente ha la capacità di poter rispondere più velocemente alle esigenze di mercato o ai feedback post-vendita, dall’altro deve far fronte a una serie di spese e adeguamenti tecnologici non indifferenti. Un alto grado di integrazione verticale ripaga però gli investimenti dischiudendo opportunità prima precluse all’azienda, come la possibilità di riprogrammare in tempo reale attività di produzione o consegna in base alla reale disponibilità di mezzi o dipendenti.

Nel caso di un’attività che produce macchine industriali inoltre, è possibile integrare nel processo creativo feedback provenienti direttamente dall’attività in fabbrica, così da mettere a punto modifiche basate sull’uso reale dei macchinari.

Integrazione orizzontale esempio

Le smart-factory prevedono la creazione di una rete di sistemi cyber-fisici tra loro collegati e che forniscono una serie di vantaggi, quali:

• Monitoraggio costante dei macchinari con conseguente riduzione dei downtime;
• Possibilità di programmare interventi di manutenzione predittiva sulla base del rilevamento di possibili guasti e inefficienze;
• Miglioramento dell’output produttivo con una conseguente riduzione dei costi di gestione.

Il sopracitato sistema si realizza attraverso l’adozione di determinati protocolli di comunicazione. Uno dei più importanti è il B2MML, Business To Manufacturing Markup Language. Questo protocollo permette di integrare i sistemi ERP e di gestione della supply chain, con altri sistemi deputati al controllo e responsabili della raccolta dei dati.

Un’applicazione pratica che rende facilmente comprensibile il concetto di integrazione orizzontale può essere quella realizzata in un’azienda di imballaggi. In questo caso diversi sistemi PLC possono venire integrati su una piattaforma unica, indipendente da singoli hardware o software. La conseguenza è un miglioramento globale dell’efficienza dell’intera fabbrica, dato che viene resa possibile una gestione multi-progettuale.

Leggi anche l’articolo: Business continuity: definizione, implementazione e cybersicurezza

Garantire la continuità aziendale anche in casi di eventi imprevisti: è questo lo scopo principale del Business Continuity Plan, il piano di emergenza che ormai la maggiorparte delle aziende mette in pratica quando si verificano incidenti o eventi avversi. L’obiettivo è quello di prevenire danni e fermi alla produzione e di attuare strategie emergenziali che tutelino sia la sicurezza dei dipendenti, sia il fatturato aziendale.

Business continuity – definizione

La capacità delle imprese o delle organizzazioni di continuare a svolgere le proprie attività anche in caso di eventi imprevisti, incidenti o emergenze è detta continuità operativa o Business Continuity. Si tratta di un tema molto caro alle aziende che, dopo la pandemia, è diventato ancora più importante e degno di attenzione: avere una Business Continuity efficace permette di essere più competitivi sul mercato e di non farsi trovare impreparati. Tuttavia la strada da percorrere non è semplice poiché non si tratta solo di mantenere attiva la produttività, ma anche di assicurare servizi, organizzare e gestire le risorse umane, scegliere i fornitori adeguatamente. 

Business continuity plan: implementazione aziendale

Si è iniziato a parlare per la prima volta di Business Continuity Plan negli anni ’70, con l’introduzione dei disaster recovery all’interno delle aziende finanziare e delle assicurazioni. Fino agli anni ’80 si è trattato però solo di servizi di backup, finalizzati al recupero dei dati. Solo a partire dagli anni ’90 le aziende si orientano verso un piano strutturato di continuità aziendale.

La prima cosa da fare per stilare un buon continuity plan è quella di analizzare il contesto aziendale ed identificare le azioni necessarie: chi si occupa di stilare il Business Continuity Plan deve tenere conto dell’organizzazione aziendale, dei processi di produzione, del tipo di risorse impegnate e anche delle normative in vigore. Il personale e i manager devono essere resi partecipi del Business Continuity Plan, poiché sono parte integrante del processo e devono sapere come muoversi e intervenire in ogni scenario. Nel breve termine devono essere effettuate operazioni di monitoraggio, per poi passare alla fase di analisi dei possibili eventi imprevisti sulla base dei quali si studia il cosiddetto downtime, ossia il tempo massimo in cui la produzione o l’attività aziendale può fermarsi senza causare disservizi o danni. Arrivati a questo punto vengono stabiliti i tempi necessari e le operazioni da svolgere per tornare alla normalità produttiva. Ogni BCP va poi testato in azienda, per assicurarsi che sia efficiente.

Business continuity: vantaggi

Tra i vantaggi del BCP c’è la possibilità di avere un backup ed un ripristino di dati avanzato, grazie all’utilizzo di tecnologie come il cloud computing, la replica dei dati e il backup remoto. Preziosi anche gli strumenti che consentono il monitoraggio e la gestione degli incidenti, permettendo alle aziende di affrontare le emergenze in tempo reale e attivare procedure che prevedano il ripristino dei processi di produzione. A ciò si aggiungono anche i sistemi di allerta che segnalano anomalie in corso o possibili situazioni di rischio. 

Un altro vantaggio del Business Continuity Plan è quello di incrementare la possibilità di telelavoro o smartworking. Un’azienda che è preparata non ha problemi a sostituire il lavoro in presenza con il lavoro da casa tramite l’utilizzo di piattaforme che garantiscono comunicazione, condivisione e collaborazione online.

Cybersicurezza e business continuity

Cybersicurezza e Business Continuity: backup e disaster recovery sono l’esempio concreto di quello che può accadere in caso di eventi avversi. Si tratta di due procedure simili, ma che presentano alcune differenze. Il backup serve a proteggere i dati; mentre il disaster recovery ripristina l’operatività di macchine ed infrastrutture. I due si trovano ad operare in maniera sinergica e garantiscono un buon livello di resilienza dell’azienda.

Lo stretto legame tra cybersicurezza e BCP viene evidenziato anche dalla necessità di proteggere i dati delle aziende, utilizzando tecnologie ed infrastrutture che garantiscano la continuità lavorativa e che siano in grado di bloccare tentativi di hackeraggio o intrusione da parte di soggetti esterni. Le aziende devono quindi sempre più entrare in un ordine di idee dove la sicurezza informatica è implementata “by design”, migliorando in termini di protezione e risposta. Inoltre l’analisi del traffico sulle reti dei clienti permette sia di monitotorare le prestazioni della rete stessa, che di risolvere eventuali intoppi come ad esempio incompatibilità tra hardware e software.

Leggi anche l’articolo: Digital manufacturing: cos’è, caratteristiche e vantaggi

Nell’ultimo ventennio numerose innovazioni tecnologiche hanno interessato l’ambito del manufacturing. Digital trasformation, industrial internet of things (IIOT), cloud computing, AI e machine learning sono solo alcuni degli elementi fondanti del digital manufacturing, uno dei fulcri della quarta rivoluzione industriale.

Digital manufacturing: cos’è

Quando si parla di digital manufacturing ci si riferisce all’integrazione di strumenti e tecnologie digitali all’interno di una fabbrica. L’obiettivo è migliorare la qualità dei processi di produzione industriale, renderli più flessibili e controllabili. I risvolti positivi sono molteplici: dall’ottimizzazione dei consumi energetici al miglioramento nella raccolta e computazione dei dati, fino a una sensibile diminuzione dei costi di gestione e manutenzione.

La progressiva digitalizzazione delle tecnologie ha profondamente trasformato l’intero comparto manifatturiero. Le rilevanti novità apportate alle linee di produzione sono state infatti fondamentali per aumentare drasticamente l’efficienza delle moderne Smart factory.

Digital manufacturing: caratteristiche

Scopriamo quali sono le caratteristiche del digital manufacturing e come esse contribuiscono a definire la fisionomia delle fabbriche smart.

• Acquizione dati e connettività: gli investimenti nella tecnologia IIOT hanno portato all’acquisizione di un volume di dati dalle macchine molto superiore rispetto al passato. La diffusione della fibra ottica, delle reti wireless e del telecontrollo ha inoltre facilitato la gestione da remoto di macchine e dati, offrendo esperienze d’uso ibride tra fisico e digitale.
• Cloud Manufacturing: lo sviluppo della tecnologia cloud ha reso possibile immagazzinare, condividere e riorganizzare la grande mole di dati prodotti dai macchinari delle fabbriche, rendendoli di facile accesso a tutte le sedi dislocate a grandi distanze.
• Additive manufacturing e stampa 3D: la produzione additiva realizza prototipi sempre più dettagliati per i progetti, campioni che ricalcano fedelmente le caratteristiche del prodotto finale. Questo è possibile grazie agli enormi progressi compiuti dalle tecnologie di stampa 3D, capaci di produrre con livelli di complessità e precisione sempre maggiori.
• Automazione e robotica: la digitalizzazione ha avuto come conseguenza una progressiva automazione dell’intera filiera produttiva, implementando livelli sempre più alti di interazione tra il personale umano e le macchine.
• Intelligenza artificiale, realtà virtuale/aumentata: il rapido progresso di queste tecnologie ha migliorato le fasi di raccolta dei dati, la loro successiva organizzazione e le pratiche di monitoraggio e collaudo. I test avvengono in totale sicurezza presso ambienti virtuali che ricreano condizioni e variabili analoghe a quelli reali.

Manufacturing digital: vantaggi

Il manufacturing digital ha apportato numerosi vantaggi alle imprese, migliorando il rendimento di ogni settore industriale sotto svariati aspetti. Tra questi:

• Ottimizzazione del flusso di lavoro: il vantaggio più immediato della trasformazione digitale è rappresentato dalle nuove modalità di organizzazione del workflow. I task più ripetitivi vengono eliminati o delegati alle macchine, mentre operazioni complesse risultano semplificate.
• Riduzione dei costi: il manufacturing digital offre alle aziende numerosi vantaggi economici tra cui un risparmio sulle fasi di test, grazie a stampa 3D e realtà virtuale.
• Minore time to market: una migliore efficienza coincide con un minor tempo richiesto per l’immissione del prodotto sul mercato. I requisiti di un progetto vengono soddisfatti con maggior precisione, incrementando contestualmente anche la qualità del prodotto finale, aumentando la competitività dell’azienda grazie allo sviluppo di nuove prospettive di business.
• Miglioramento della supply chain: i cambiamenti non riguardano solo gli aspetti relativi alla produzione. Tutta la supply chain beneficia dell’introduzione delle tecnologie digitali, come ad esempio la disponibilità di una control tower. La “torre di controllo” funziona attraverso un pannello di controllo dove confluiscono i dati derivanti dalla digitalizzazione della commessa d’ordine. Questo strumento permette agli addetti di gestire possibili criticità e alert in maniera fluida e centralizzata.

Manufacturing digital: applicazioni

Le tecnologie introdotte nel contesto del digital manufacturing sono tutte volte a rendere la produzione della fabbrica più snella e flessibile. L’utilizzo della prototipazione veloce ha comportato uno slittamento dalla produzione di massa alla personalizzazione di massa. I progetti possono essere modificati più facilmente, sulla base dei feedback dei clienti, dando vita a lotti di prodotti più piccoli ma differenziando maggiormente l’offerta finale.

I sensori installati sulle macchine grazie alla tecnologia IIOT, insieme al monitoraggio remoto, misurano e gestiscono le prestazioni di ogni componente della filiera produttiva, portando anche a pratiche virtuose come la manutenzione predittiva. I report e i dati che li compongono costituiscono la base di partenza per ottimizzare ulteriormente la produzione: parliamo in questo caso di lean manufacturing.

Si può pertanto affermare che le applicazioni pratiche del digital manufacturing coinvolgono il funzionamento di una fabbrica nel suo complesso. In tale direzione si muove, per esempio, anche la robotica collaborativa con i robot di picking nel settore logistico. Tutto ciò costituisce un nuovo paradigma per quanto riguarda la produzione industriale, grazie a una sempre crescente compenetrazione tra tecnologie fisiche e digitali e alla valorizzazione del capitale umano di un’impresa.

Leggi anche l’articolo: Trasformazione digitale: investimenti, tecnologie, ostacoli

Sebbene si tenda a concentrarsi sulla digitalizzazione, solo il 10% del fatturato totale viene speso dalle PMI in investimenti digitali. Il cloud rimane la tecnologia più impiegata dalle imprese con l’82%, seguita dalle applicazioni aziendali (62%) e dalla cybersecurity (53%).

Per ottenere il massimo dalla trasformazione digitale ci sono sette driver da seguire per sviluppare al meglio il cloud e le altre tecnologie. L’adozione di soluzioni cloud-based e la digitalizzazione delle funzioni amministrative, finanziarie e di controllo hanno un impatto cruciale sulle aziende italiane.

I dati sugli investimenti per la trasformazione digitale

Secondo gli ultimi dati concernenti la trasformazione digitale, la relazione tra budget investito e fatturato è la seguente:

• Le aziende che impiegano l’1% del fatturato in trasformazione digitale sono il 16%
• Si sale al 65% con investimenti che oscillano tra l’1% e il 10%
• Appena l’11% delle imprese dedicano tra il 10% e il 20% del fatturato
• Solo l’8% delle imprese si spinge oltre il 20%.

Se parliamo di cifre il prospetto è come segue:

• Circa il 25% delle aziende hanno impiegato meno di 100.000 euro;
• Il 26% ha utilizzato un budget compreso tra 100.000 e 500.000 euro;
• L’8% delle imprese hanno speso tra 500.000 e un milione di euro in nuove tecnologie;
• Mentre una quota che si aggira al 41% ha investito cifre importanti pari a più di un milione di euro.

Le tecnologie su cui puntano le aziende italiane

Inoltre dai dati è emerso qual è lo status di implementazione delle tecnologie digitali fondamentali da parte delle imprese: l’82% delle PMI sul suolo nazionale ha optato per soluzioni di cloud computing per snellire le procedure e ottimizzare la gestione in termini finanziari e di forza lavoro/produttiva. I metodi di lavoro agile sono sempre più presenti nelle aziende e le rendono innovative.

Non è solo il cloud computing ad attirare l’interesse e gli investimenti delle PMI, oltre ad esso ci sono altre tecnologie su cui si punta:

• Business Application (62%)
• Cybersecurity (53%)
• Big Data e intelligenza artificiale (46%)
• Internet delle cose (38%)
• Robotica e automazione (36%)
• Calcolo ad alte prestazioni (HPC) (11%)

Trasformazione digitale: cosa ne impedisce la diffusione

Il vero ostacolo all’implementazione di nuove soluzioni tecnologiche non è dovuto all’assenza di infrastrutture adeguate, cosa che sarebbe molto più ostica da superare poiché prevederebbe ingenti investimenti; ma nella maggior parte dei casi il problema è rappresentato da elementi cosiddetti “soft”. Questi ultimi sono per esempio la cultura aziendale e imprenditoriale, le competenze e la formazione.

In secondo piano ci sono altri fattori che bloccano l’innovazione:

• Insicurezza dovuta al dubbio valore del ROI (ritorno degli investimenti)
• Mancanza di fondi da destinare agli investimenti
• Assenza di una adeguata rete di approviggionamenti dovuta all’indisponibilità dei fornitori.

7 driver per sviluppare e attuare un piano aziendale di trasformazione digitale

Per sviluppare e attuare efficacemente un piano aziendale di trasformazione digitale ci sono 7 driver, ossia 7 punti chiave da seguire:

• Relazione con l’ecosistema aziendale circostante: il modello di business deve tenere in considerazione altre aziende come eventuali partner e/o competitor
• Finance sempre più centrale: la branca finanziaria dell’azienda deve partecipare in maniera attiva alla stesura della strategia aziendale, possibilmente intercettando fondi nazionali e comunitari a disposizione delle imprese per l’innovazione.
• Misurazione delle metriche: la misurazione delle performance in base alla produzione di valore vanno considerate di pari passo con i più moderni Key Performance Indicator (KPI).
• Rischi crescenti: l’aspetto della consapevolezza e del calcolo del rischio non deve essere solo una caratteristica dell’imprenditore, ma va estesa a tutti i livelli. In questo modo eventuali rischi aleatori possono essere individuati più facilmente
• Risorse umane al centro del progetto: vera forza di ogni azienda è il suo personale. Per raggiungere gli obiettivi prefissati occorre avere dei team di lavoratori davvero motivati, per cui vanno sempre valorizzati
• Contaminazione delle abilità: i vari team non devono lavorare in maniera stagna, ma collaborare tra loro. In questo modo acquisiscono e condividono le competenze gli uni con gli altri
• Tecnologia innovativa: al fine di raggiungere e applicare il modello di business progettato occorre il supporto delle infrastrutture migliori. Bisogna quindi che garantiscano un altissimo livello di flessibilità in modo da evolversi insieme al mercato e al target di riferimento.

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