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Giambattista Gruosso, Politecnico di Milano (Italy) - giambattista.gruosso@polimi.it

Vehicles that generate more energy than they consume, ware-houses connected in a network like a cardiovascular system, goods that transport themselves. While it is tempting to dis-miss these ideas as science fiction, logistics is in fact the sec-tor that is seeing the most rapid introduction of new technol-ogies and methods. In the constantly-evolving world of the modern factory, logistics is one of the key factors linking smart production with smart processes. Its goal is to im-prove efficiency in terms of product distribution to end customers and logistics management inside factories. In the first case - the distribution of goods to customers - it is easy to analyse trends, which underpin all movements of goods and persons and benefit from best practices in sec-tors outside industry. Given that a wide range of processes have be smoothly interconnected, development occurs slow-ly within a highly varied and complex framework character-ised by multiple drivers of innovation. The most significant of these is the need to implement sustainable logistics, taking account not only of the environmental impact of goods distri-bution (using low-emission vehicles) but also of the social im-pact and interaction with “smart cities” (the new distribution model must coordinate with the daily lives of citizens). The development of these new models requires the implementa-tion of a cloud system where data are collected and analysed in order to effectively predict the supply and delivery needs for manufactured products.

As for internal factory logistics, two trends can be observed, both of which are closely linked to automation. The first in-volves the implementation of automated warehouses with a highly integrated level of robotics, the second autonomous vehicles. Although these trends may sound rather futuristic, in reality they are closer than one might think in a number of manufacturing sectors, including ceramics. What’s more, they would bring enormous advantages in terms of the efficiency of the logistics system as a whole and the safety and reliability of the entire chain. Both these intra-logistics aspects are inter-esting to analyse, because they have a direct bearing on com-pany organisation and efficiency. Intra-logistics must meet all needs of companies and is therefore closely linked to the social megatrends that the world of trade and industry must address. Production must increasingly meet the twin needs of highly variable volumes and a wide product range in response to trends in consumer taste, as well as the newly emerging requirements of mass customisation.

Veicoli che generano più ener-gia di quanta ne consumino, magazzini collegati in rete co-me un sistema cardiovascola-re, merci che si trasportano da sole, è solo fantascienza? Forse lo sarà, ma sicuramente il settore della logistica è quel-lo che sta vedendo sempre di più l’introduzione di nuove tec-nologie e modi d’uso.In un contesto sempre in evo-luzione, come è la fabbrica moderna, la logistica diven-ta uno dei punti chiave per legare le produzioni intelli-genti con i processi intelli-genti. L’obiettivo è ottene-re efficienze sia in termi-ni di distribuzione dei pro-dotti verso il cliente finale, sia per la gestione della lo-gistica interna agli stabili-menti. Nel primo caso - la distribu-zione di merci verso il cliente - è facile analizzarne i trend, poiché si colloca alla base di tutti gli spostamenti di cose e persone e trae beneficio dal-le buone pratiche attivate in settori differenti da quello in-dustriale. Coinvolgendo pro-cessi molto vasti che devo-no essere ben rodati tra di lo-ro, l’evoluzione è lenta e si in-serisce in un quadro molto va-riegato e complesso, dove le spinte all’innovazione sono molteplici. Prima fra tutte vi è la necessità di implemen-tare una logistica sosteni-bile, che tenga conto non so-lo dell’impatto ambientale in-sito nella distribuzione di mer-

Logistics as the key to competitiveness

La logistica come fattore chiave della competitività

ci (utilizzando veicoli a basse emissioni), ma anche dell’impat-to sociale e dell’iterazione con le “smart cities” (il nuovo mo-dello di distribuzione deve infat-ti coordinarsi con la vita quoti-diana dei cittadini). Lo sviluppo di questi nuovi modelli richiede l’implementazione di un siste-ma “on the Cloud” dove i da-ti, raccolti e analizzati, consen-tano di prevedere in modo effi-cace le esigenze di approvvigio-namento e di consegna dei pro-dotti lavorati.

Sul fronte della gestione della logistica interna agli sta-

zione è caratterizzato sempre più da volumi di prodotto molto variabili, con un’ampia gamma produttiva per andare incontro alle tendenze di gusto del con-sumatore, ma anche alla nuova esigenza della “mass custo-mization” (personalizzazione di massa). Una tendenza con la quale pro-duzione e logistica interna de-vono fare i conti è, pertanto, la maggiore flessibilità dei si-stemi di produzione: questi devono essere sempre più mo-dulari fino ad arrivare allo sce-nario futuro, in cui dovrà essere possibile cambiare un proces-so di fabbricazione del prodotto giorno per giorno. Un traguardo raggiungibile solo mettendo in rete, sistematicamente, le risor-se di produzione, la logistica in-terna e l’operatore responsabile dei processi di produzione.Basti immaginare cosa di-venterà l’intra-logistica quando ogni singolo pro-cesso entrerà a far parte di una rete intelligente e quan-do i beni prodotti saranno in grado di comunicare con l’apparecchiatura utilizza-ta per il loro trasporto. Tut-to questo permetterà di gesti-re e controllare l’intero flusso di merci, ma nello stesso tem-po abiliterà la gestione autono-ma dei veicoli. I fondamenti dell’Industria 4.0, compresi i sistemi di traccia-bilità, i sensori, la connetti-vità e i Big Data sono sicura-mente di casa in questo conte-sto, e a guardare bene non so-

bilimenti, sono due i trend analizzabili, entrambi forte-mente connessi all’automa-zione: il primo riguarda l’im-plementazione di magazzini automatizzati con una for-te integrazione della ro-botica, il secondo è relati-vo ai veicoli autonomi. Que-sti orientamenti possono sem-

brare futuribili, ma in real-tà sono molto più vicini di

quanto si possa pensare in diversi settori mani-fatturieri (ceramica in-clusa), e introdurreb-

bero un enorme van-taggio sia in termi-

ni di efficienza dell’intero si-stema logisti-co, sia in ter-mini di sicu-rezza e di affi-

dabilità dell’in-tera catena.

In particolare, en-trambi gli aspet-ti dell’intra-logisti-ca sono interessan-

ti da analizzare poi-ché impattano diret-tamente sull’organiz-

zazione aziendale e sul-le efficienze. Partendo da

questo presupposto, l’in-tra-logistica deve soddi-sfare tutte le esigenze cre-ate su misura dalle impre-se ed è pertanto fortemen-te legata ai megatrend so-ciali che il mondo del com-mercio e dell’industria de-

vono affrontare. Lo scenario della produ-

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Efficiency in Ceramics. #2: Automation & LogisticsFocus on

This means that production and internal logistics must follow the trend towards increased flexibility of production sys-tems. These systems need to be increasingly modular with the future aim of developing manufacturing processes that can be changed on a daily basis. This can only be achieved by creating a network that systematically links together pro-duction resources, internal logistics and the production line operator. Imagine what intra-logistics will become when each in-dividual process is part

no concetti del tutto nuovi. Quello che c’è davvero di nuo-vo è che i tempi sono matu-ri per una diffusione di massa di idee e processi per ora im-plementati solo in progetti pi-lota o in fase di ricerca, e l’in-dustria è pertanto chiamata ad attuare questi principi per l’im-plementazione del concetto di fabbrica intelligente. E non è solo una questione tecnolo-gica, perché lo sviluppo della tecnologia non sarà più suffi-ciente. Solo con la conoscen-za dei processi e un’idea di ciò che rende smart una fabbrica, si potrà realizzare davvero una innovazione nel modo di pro-durre. La chiave di tutto questo è la tracciabilità delle va-rie fasi di produzione, con l’obiettivo di implementare processi decisionali in tem-po reale, in grado di intera-gire direttamente con esse.

Quale è il profilo tipo di questo cambiamento? È ne-

cessario partire dal tessuto delle piccole e medie realtà industria-li che si muovono sul mercato con lo spirito “artigiano” di chi è in grado di rispondere in modo flessibile alle richieste del mer-cato. Un mercato che richiede prodotti personalizzati conse-gnati in tempi ridotti, dove i con-correnti più grandi, con impegni finanziari importanti, possono permettersi di ampliare i magaz-zini per avere sempre prodot-to disponibile. Le aziende di di-mensioni inferiori possono inve-ce lavorare sull’ingegnerizzazio-ne di prodotto e di processo per comprendere quali sono i pun-ti cruciali e implementare politi-che di efficienza e flessibilità. Il primo passo è la mappatura di tutti i punti di raccolta materia-li gestendone i parametri carat-teristici. Il secondo richiede la ri-progettazione logica dei magaz-zini e dei relativi centri lavoro. In-fine, occorre introdurre un siste-ma automatico di gestione just in time delle attività di assem-blaggio, combinato con un si-

of an intelligent network and when manufactured goods are capable of communicating with the equipment used to transport them. It will be possible to manage and control the entire goods flow, while at the same time allowing for in-dependent vehicle management. The fundamentals of Indus-try 4.0, including traceability systems, sensors, connectivity and Big Data, are ideally suited to this situation, and in reali-ty are not entirely new concepts. What is really new is that the time has come for mass diffusion of ideas and processes that so far have been adopted only in pilot projects or in research. Industry must now embrace these principles and implement the smart factory concept. Moreover, technological develop-ment on its own will no longer be sufficient -it is only through knowledge of processes and of what makes a factory smart that it will be possible to truly innovate production activities. The key to all of this is traceability of the various produc-tion stages with the aim of implementing interactive re-al-time decision-making processes.

What form will this change typically take? It will start out from small and medium-sized industrial companies that have sufficient flexibility to respond to the needs of the market. In response to demand for rapid deliveries of customised products, the largest competitors with significant financial re-sources can afford to expand their warehouses to ensure that products are constantly available. Smaller companies instead need to focus on product and process engineering in order to identify critical points and adopt policies to improve effi-ciency and flexibility. The first step involves mapping all the materials collection points and managing characteristic pa-

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rameters. The second involves redesigning the warehouses and work centre logic. Finally, it is necessary to introduce an automatic just-in-time assembly activity management system, combined with a monitoring system for the various process-ing phases, if possible using RFID (electronic labelling) tech-nology and robotic handling and palletising systems. The re-sult is a system with simple features but a complex nervous system that is strongly focused on the new challenges of the Factory 4.0, in other words computer-assisted systems that control entire work processes fully automatically. These autonomous systems are capable of handling an entire pro-cess fully independently.Modern logistics systems have very little in common with the one-dimensional goods storage and distribution systems that we have been accustomed to in the past. As previous-ly mentioned, this is due to the development of cloud soft-ware technologies that create a new level of interactivi-ty between all players involved in the process of change. The key to this process is data, which must be collected, pro-cessed and associated with processes and goods. Informa-tion must flow between machines in real time so that process data can have a lasting impact on production activities. And it is here that the methods for storing and analysing Big Data play a particularly important role, as they ensure that all data (current and forward-looking) become available rapidly.

The challenges are enormous. First of all it is necessary to implement a traceability system that uses innovative tech-nologies based on the paradigms of RFID or the Internet of Things (IoT) which are capable of locating and acquiring in-

in questo processo di cam-biamento. Il punto centrale di questo processo è il dato, che va associato ai processi e ai be-ni, va raccolto e processato. Le informazioni devono fluire tra le macchine in tempo reale in mo-do che i dati processati possa-no avere un effetto permanente sulla produzione in corso. Ed è qui che le modalità di conserva-zione e analisi dei BigData gio-cano un ruolo particolarmente importante, in quanto assicura-no che tutti i dati - attuali e pre-visionali - siano disponibili rapi-damente e in tempo reale.

Le sfide connesse sono immen-se. Per prima cosa è necessa-rio implementare un sistema di tracciabilità con tecnologie in-novative basate sui paradig-mi degli RFID o dell’Internet of Things (IoT) che siano in grado non solo di localizzare, ma an-che di acquisire informazioni in modo autonomo. La seconda sfida è legata all’enorme flusso di dati che ne consegue, che ri-

stema di monitoraggio delle varie fasi di lavorazione, ma-gari tramite tecnologia RFID (etichetta elettronica) e siste-mi robotizzati di movimenta-zione e pallettizzazione. Il ri-sultato è un sistema semplice nei lineamenti, ma comples-so nel sistema nervoso, forte-mente orientato alle nuove sfi-de della fabbrica 4.0: sistemi assistiti da computer che controllano in modo com-pletamente automatico in-teri processi di lavoro; pos-sono operare autonomamente e sono quindi in grado di ge-stire un intero processo in mo-do indipendente.La logistica dei tempi moder-ni ha molto poco in comune con l’archiviazione “monodi-mensionale” e la distribuzione di beni a cui ci siamo abituati fino ad oggi. Ciò è dovuto, co-me già sottolineato, alle tec-nologie di software “on the Cloud” che consentono un nuovo livello di interattività tra tutti i soggetti coinvolti

#2: Automation & LogisticsFocus on

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formation autonomously. The second challenge relates to the consequent enormous flow of data, which requires a major reorganisation of the IT infrastructure. At this point the ques-tion arises as to whether smart technologies will sooner or later be fully accepted into production and what the conse-quences will be for warehouse logistics. The most interest-ing challenge in the context of Industry 4.0 is that of intel-ligent transport systems, the so-called “cellular transport systems”. These consist of swarms of autonomous ve-hicles that can perceive their surroundings us-ing laser scanners, infrared sensors and RFID chips and can navigate to their des-tinations independently. These devices do not require a central control system and can exchange incoming transport orders, set the rules governing rights of way and share data on the position of each ve-hicle in the warehouse. The fact that each shuttle performs its own decen-tralised data processing means that the entire control system develops in a distributed fashion. And if interrup-tions occur, the swarm of vehicles reacts independently.

But is this future scenario still a long way off? Perhaps it is, but if we look around we may discover that it’s closer than we thought… in the ceramic industry as elsewhere. 5

circostante utilizzando in modo indipendente scanner laser, sensori a infrarossi, e chip RFID, e navigare alle rispettive destinazioni in maniera autono-ma. Senza necessità di un siste-ma di controllo centrale, questi dispositivi possono scambiare gli ordini di trasporto in arrivo tra di loro, impostare le regole che disciplinano il diritto di passag-gio e condividere i dati sulla po-sizione di ogni veicolo nel ma-gazzino. Dal momento che ogni navetta elabora le informazioni in modo decentrato, l’intero si-stema di controllo si sviluppa in modo distribuito e, se si verifica-no interruzioni, lo sciame di vet-ture reagisce in proprio.

Ma siamo ancora lontani da questo futuro?

Forse se ci guardia-mo intorno lo sco-priamo più prossi-mo di quanto im-maginiamo… an-che in ceramica.

5

chiede una vasta riorganizza-zione dell’infrastruttura IT.A questo punto viene sponta-neo chiedersi se prima o poi le tecnologie intelligenti ver-ranno pienamente accettate in produzione e quali saran-no le conseguenze nella lo-gistica di magazzino. La sfi-da più interessante, in ot-tica di Industria 4.0, sono i sistemi di trasporto intelli-genti: i cosiddetti “sistemi di trasporto cellulare”. Si

tratta di sciami di veico-li autonomi che

possono percepi-re l’am-biente

#2: Automation & LogisticsFocus on