Industria 4.0: perché integrazione e interconnessione sono indispensabili per la trasformazione digitale

L’evoluzione dei sistemi produttivi (e non solo) è orientata all’implementazione del c.d. “Paradigma 4.0”.

Se tale trasformazione, indotta dalle diverse tecnologie abilitanti, era già in corso ormai da alcuni anni (il Piano Industria 4.0 è stato varato dal Governo nel 2016 e reso attuativo con la Legge di Bilancio 2017 – Legge 232/2016), l’epidemia da Covid-19 ha impresso un’ulteriore forte accelerazione al processo di trasformazione, anche in ragione del fondamentale contributo che le aziende possono trarre in termini di mitigazione degli effetti e contrasto al dilagare della pandemia.

Ma che cosa significa Paradigma 4.0? È davvero sufficiente investire in beni dotati di tecnologia o serve altro?

In questo articolo della nuova rubrica dedicata al Piano Transizione 4.0, focalizziamo l’importanza di due caratteristiche tecnologiche centrali nel raggiungimento dell’obiettivo di trasformazione. 

Piano Transizione 4.0: le caratteristiche tecnologiche indispensabili per ottenere le agevolazioni 

Con l’introduzione, a partire dal 2017, della misura nota come “iperammortamento” le aziende hanno avuto la possibilità di agevolare gli investimenti in asset produttivi “tecnologicamente avanzati” con un’intensità di aiuto mai vista in precedenza. Tale misura, evoluta in Credito d’Imposta (con la Legge di Bilancio dell’anno scorso, legge 160/2019) e resa oggi ancor più interessante a fronte dell’ulteriore rafforzamento delle aliquote, ha certamente portato molte imprese ad effettuare investimenti in “tecnologia 4.0” con una (troppo spesso) diffusa convinzione che ciò sia necessario e sufficiente a conseguire i benefici del nuovo paradigma.

Non esistono Macchine 4.0 ma Ambienti 4.0

Le macchine 4.0 non esistono. Esistono macchine, impianti e dispositivi che sono predisposti tecnologicamente e possiedono quanto necessario per poter essere introdotti in un ambiente 4.0; ambiente dove altrettanto importante è la presenza di beni immateriali intangibili, in un contesto dove il “digital backbone” consente di trarre il massimo vantaggio dall’interoperabilità di tutti i fattori produttivi e dallo sfruttamento in tempo reale dei dati, vera nuova moneta della quarta rivoluzione industriale.

Il cuore del sistema non è più, pertanto, il “reparto produttivo” ma “l’ecosistema digitale esteso” dove il dato rappresenta il fattore differenziale di creazione del valore unitamente alla struttura informativa necessaria alla gestione di tale ecosistema.

Per questo, anche in relazione agli incentivi confermati dal piano Transizione 4.0, la norma agevolante ha sin dall’inizio previsto che i beni oggetto di agevolazione debbano soddisfare alcuni requisiti (le “caratteristiche tecnologiche”) che non dipendono unicamente dal bene ma anche dal contesto informativo dell’azienda utilizzatrice potenziale beneficiaria.

E proprio i requisiti di “interconnessione” e “integrazione” costituiscono l’elemento discriminante (e spesso il principale ostacolo) alla fruizione del beneficio.

 Le tecnologie abilitanti 4.0 - Fonte Ministero dello Sviluppo Economico

Industria 4.0 e agevolazioni fiscali: quali requisiti?

La legge 232/2016, che ancora oggi norma le regole tecniche (insieme all’altro documento di prassi fondamentale, la Circolare 4/E di Agenzia delle Entrate del 30.03.2017), prevede determinate caratteristiche tecnologiche obbligatorie per i beni riconducibili al primo gruppo dell’allegato A, ossia quello che consente di individuare macchine e impianti eleggibili al beneficio.

Tra i requisiti, è richiesto che i beni siano dotati di:

• interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica con caricamento da remoto di istruzioni e/o part program;
• integrazione automatizzata con il sistema logistico della fabbrica o con la rete di fornitura e/o con altre macchine del ciclo produttivo.

Si tratta evidentemente di requisiti che coinvolgono non solo l’asset materiale ma anche il sistema produttivo in cui lo stesso è destinato ad essere impiegato e la Circolare 4/E fornisce poi ulteriori dettagli su tali requisiti.

L’interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica

La caratteristica dell’interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica, con caricamento da remoto di istruzioni e/o part program, è soddisfatta se il bene scambia informazioni con sistemi interni come a esempio il sistema gestionale, i sistemi di pianificazione, quelli di progettazione e sviluppo del prodotto, di monitoraggio, anche in remoto, e di controllo o con altre macchine dello stabilimento, il tutto per mezzo di un collegamento basato su specifiche documentate, disponibili pubblicamente e internazionalmente riconosciute (esempi: TCPIP, HTTP, MQTT, ecc.). 

Inoltre, il bene deve essere identificato univocamente, al fine di individuare l’origine delle informazioni, mediante l’utilizzo di standard di indirizzamento internazionalmente riconosciuti (es.: indirizzo IP).

Si specifica che lo scambio di informazioni con sistemi esterni è contemplato al successivo paragrafo.

Ulteriori precisazioni: 

• la parola fabbrica deve essere intesa come un ambiente fisico dove avviene creazione di valore attraverso la trasformazione di materie prime o semilavorati e/o realizzazione di prodotti;
• nel caso di macchine motrici od operatrici, che operano in ambiente esterno (tipicamente macchine utilizzate in agricoltura e nelle costruzioni), si deve intendere la caratteristica assolta se le stesse siano a guida automatica (senza operatore a bordo) o semi-automatica (o assistita – con operatore che controlla in remoto) e in grado di ricevere dati relativi al compito da svolgere da un sistema centrale remoto (in questo caso ricadono anche i droni) situato nell’ambiente di fabbrica; 
• per istruzioni si può intendere anche indicazioni, che dal sistema informativo di fabbrica vengano inviate alla macchina, legate alla pianificazione, alla schedulazione o al controllo avanzamento della produzione, senza necessariamente avere caratteristiche di attuazione o avvio della macchina.

L'integrazione automatizzata con il sistema logistico della fabbrica

La caratteristica dell’integrazione automatizzata con il sistema logistico della fabbrica o con la rete di fornitura e/o con altre macchine del ciclo produttivo specifica che la macchina/impianto debba essere integrata in una delle seguenti opzioni: 

• Con il sistema logistico della fabbrica: in questo caso si può intendere sia un'integrazione fisica sia informativa. Ovvero, rientrano casi di integrazione fisica in cui la macchina/impianto sia asservita o in input o in output da un sistema di movimentazione/handling automatizzato o semiautomatizzato (ad es. rulliera, AGVs, sistemi aerei, robot, carroponte, ecc.) che sia a sua volta integrato con un altro elemento della fabbrica (ad es. un magazzino, un buffer o un’altra macchina/impianto, ecc.); oppure casi di integrazione informativa in cui sussista la tracciabilità dei prodotti/lotti realizzati mediante appositi sistemi di tracciamento automatizzati (p.e. codici a barre, tag RFID, ecc.) che permettano al sistema di gestione della logistica di fabbrica di registrare l’avanzamento, la posizione o altre informazioni di natura logistica dei beni, lotti o semilavorati oggetto del processo produttivo;
• Con la rete di fornitura: in questo caso si intende che la macchina/impianto sia in grado di scambiare dati (ad es. gestione degli ordini, dei lotti, delle date di consegna, ecc.) con altre macchine o più in generale, con i sistemi informativi, della rete di fornitura nella quale questa è inserita. Per rete di fornitura si deve intendere sia un fornitore a monte che un cliente a valle;
• Con altre macchine del ciclo produttivo: in questo caso si intende che la macchina in oggetto sia integrata in una logica di integrazione e comunicazione M2M con un’altra macchina/impianto a monte e/o a valle (si richiama l’attenzione sul fatto che si parla di integrazione informativa, cioè scambio di dati o segnali, e non logistica già ricompresa nei casi precedenti). 

Come è facile constatare, questi due requisiti implicano che il bene, destinato ad essere inserito nel contesto produttivo, sia dotato di quanto necessario a realizzare lo scambio di informazioni; è quindi evidente come, allo tempo stesso sia necessaria la presenza di ulteriori asset (materiali ed immateriali) esterni con i quali il bene possa realizzare tale scambio.

Un ruolo centrale nell’architettura del sistema 4.0 è certamente assunto dai sistemi MES (acronimo di Manufacturing Execution System), quali elementi pivot di raccordo tra l’ambiente produttivo a valle (shop floor) e i sistemi gestionali a monte di tipo ERP. Ma di MES parleremo in un prossimo articolo.

Da Industria 4.0 a Transizione 4.0

Nel corso degli anni è emerso con chiarezza crescente, anche grazie ad alcuni documenti di prassi nel frattempo pubblicati (la c.d. “Circolare Sanità 4.0” – Circolare MiSE 48610 del 01.03.2019, ma anche la PDR UNI 91/2020 in tema di Agricoltura 4.0) come il paradigma 4.0, e gli incentivi ad esso correlati, fossero destinati a tutti i settori economici e non limitatamente al contesto manifatturiero.

A fronte di una normativa inizialmente concepita (o scritta) con un precipuo riferimento al settore della manifattura discreta, UNI ha ritenuto utile studiare e pubblicare un documento che potesse favorire anche le imprese di settori non produttivi in senso stretto, fornendo definizioni operative, chiarimenti ed esempi per favorire un’interpretazione condivisibile e convergente dei requisiti di integrazione ed interconnessione.

È stata, pertanto, elaborata in seno alla CT 519 di UNINFO – Ente di Normazione Federato all’UNI – Commissione Tecnica denominata “Tecnologie Abilitanti per Industry 4.0” che ho il piacere di presiedere, il Tecnical Report UNI/TR 11749 “Tecnologie Abilitanti per Industria 4.0 - Integrazione ed interconnessione: aspetti principali ed esempi”.

Dopo la prima edizione pubblicata a giugno 2019, il rapporto tecnico, attraverso la seconda pubblicazione di ottobre 2020, chiarisce e contestualizza le caratteristiche tecnologiche di interconnessione ed integrazione ai diversi settori economici evolvendo ed adattando alcune definizioni e concetti a partire da quello di “processo produttivo”, inteso in modo più ampio quale “processo di creazione del valore” e dove per “fabbrica”, oltre alla definizione già fornita dalla circolare 4/E "...deve intendersi peraltro qualsiasi luogo dove l’impresa produce valore aggiunto, non solamente attraverso la trasformazione fisica di materiali, ma anche attraverso l’erogazione di servizi (ad esempio l’ospedale per la cura del paziente, l’allevamento zootecnico per la gestione degli animali)".

Analogamente per il concetto di trasformazione dove “… In contesti diversi da quelli produttivi, per trasformazione” deve intendersi il processo attraverso il quale l’impresa realizza la creazione di valore.

Citiamo, a titolo di esempio, le trasformazioni: 

• in ambito sanitario, quali la produzione di dati diagnostici e il loro impiego nella “cartella clinica del paziente”;
• in ambito zootecnico, quali la gestione dei dati finalizzata alla corretta alimentazione e al monitoraggio della salute degli animali e dei loro prodotti; 
• in agricoltura, quali l’impiego di dispositivi e l’interscambio di informazioni finalizzati alla corretta gestione (anche dal punto di vista logistico) del parco mezzi e alla cosiddetta “agricoltura di precisione”.

Si tratta di un documento molto utile che i colleghi interessati possono trovare sul sito di UNI.

Importanti chiarimenti sui requisiti di interconnessione ed integrazione sono stati forniti dalla Circolare MiSE n. 177355 del 23.05.2018 (punto 10), nonché dalla Circolare MiSE n. 295485 del 01.08.2018, quest’ultima anche in relazione al tema della bidirezionalità nel caso di macchine “semplici”.

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La nuova rubrica di Ingenio sul Piano Transizione 4.0.

Curata dall'Ing. Marco Belardi, Consulente del Ministero dello Sviluppo Economico, il nuovo format promosso da Ingenio, nasce per fornire maggiori informazioni sulle norme e le opportunità che accompagnano il Piano Transizione 4.0. e di come gli Ingegneri possano esserne parte essenziale.