tecnologia

tecnologia

Vasto settore di ricerca, composto da diverse discipline, che ha come oggetto l’applicazione e l’uso degli strumenti tecnici in senso lato, ossia di tutto ciò che può essere applicato alla soluzione di problemi pratici, all’ottimizzazione delle procedure, alla presa di decisioni, alla scelta di strategie finalizzate a determinati obiettivi. La t., introdotta nelle attività produttive in modo sistematico nell’arco di 50 anni a partire dalla metà del Settecento in corrispondenza della nascita dell’industria, riguardava la combinazione di abilità artigiana con una conoscenza organizzata sistematica e finalizzata. La capacità di fare, l’abilità, era generalmente limitata a una applicazione specifica e non era basata su principi generali; il solo modo di apprendere una tecnica erano l’apprendistato e l’esperienza. La prima scuola tecnica, la francese École des ponts et chaussées, fu fondata nel 1747, seguita in Germania dalla prima scuola di agricoltura e dalla prima scuola di attività mineraria. L’École politechnique fu fondata a Parigi nel 1794, e con essa nasce la professione di ingegnere. Il grande documento di questo passaggio dalla tecnica alla t. è l’Encyclopédie di Diderot e d’Alembert, scritta nel periodo che va dal 1751 al 1772 e in cui si cercò di raccogliere in maniera organizzata la conoscenza artigiana in modo da consentire a chiunque di diventare «tecnologo» pur non avendo mai compiuto un apprendistato. La tesi degli enciclopedisti era che, nell’universo materiale (strumenti, prodotti, processi), i risultati efficaci sono determinati da un’analisi metodica e da un’applicazione della conoscenza sistematica e finalizzata. Le scuole tecniche e l’Encyclopédie ebbero l’importante compito di aggregare, codificare e fare conoscere la tecnica, convertendo l’esperienza in conoscenza, l’apprendistato in libro di testo, la segretezza in metodologia, il fare in conoscenza applicata. Si tratta degli elementi essenziali che caratterizzano la Rivoluzione industriale. La t. progressivamente passa dalle modalità di esecuzione di specifiche operazioni (saldatura, fresatura, trattamenti superficiali ecc.) a quelle di attività formate da sequenze di operazioni elementari (montaggio di parti meccaniche, messa in opera di apparati ecc.), fino alla gestione delle operazioni di sistemi complessi (centri di lavorazione/assiematura operanti su una molteplicità di pezzi diversi, squadre di addetti operanti nella realizzazione di una struttura ecc.). Col passare del tempo gli aspetti organizzativi e gestionali giocano un ruolo sempre più importante nella t., diventando sempre più strutturati, fino a configurarsi a loro volta come t. di gestione. In effetti, i moderni sistemi di produzione sono il frutto di un’evoluzione, in corso da oltre due secoli, caratterizzata da alcuni punti di discontinuità, in cui si sono combinate innovazioni tecnologiche specifiche e innovazione organizzativa, con effetti di mutua induzione che hanno prodotto in breve tempo evoluzioni straordinarie. A partire dall’invenzione della macchina a vapore (J. Watt, 1776) con il parallelo sviluppo delle t. dell’acciaio (per la fusione, la conversione dell’energia, le forge e i laminatoi) si moltiplicano le innovazioni tecnologiche. Vengono introdotte nuove macchine e nuovi modi di operare per le lavorazioni meccaniche e la tessitura alla base della trasformazione della produzione tessile da artigianale a industriale. Nella prima metà dell’Ottocento nasce il tornio che rivoluziona le t. di lavorazione meccanica; la precisione delle lavorazioni aumenta in modo tale da rendere effettivamente possibile l’interscambiabilità dei componenti. La precisione delle misure meccaniche in fabbrica passa in pochi anni da oltre 1 mm a circa 100 μm (H. Maudslay, 1805), a circa 10 μm con l’invenzione del calibro (J.R. Palmer, 1848; J.R. Brown, 1850). Verso la metà dell’Ottocento è stata inventata gran parte delle macchine utensili oggi in uso, inclusa la fresa universale (F. Howe, 1852) e così anche molti strumenti per i trattamenti superficiali. La fabbrica è configurata in relazione alle t. di trasformazione fisica ed è la disponibilità di t. che spinge il mercato. Le macchine sono alimentate ad acqua o vapore e sono interamente controllate dall’operatore; nella seconda metà dell’Ottocento compaiono i primi elementi di controllo automatico (il primo caso industriale è la fresa universale controllata automaticamente denominata Automat, realizzata da C. Spencer nel 1873, su un progetto di fresa sviluppato da J.R. Brown nel 1861). Nei primi anni del Novecento, grazie soprattutto ai contributi di F.W. Taylor e di H. Ford, vengono introdotte le prime t. innovative nei processi di montaggio e iniziano i primi esperimenti di collegamento automatico o semiautomatico fra lavorazioni diverse. Si tratta già, in parte, di t. d’integrazione, dalle caratteristiche, al passare del tempo, sempre più sistemistiche e funzionali. L’automazione meccanica infatti, realizzata con motori costituiti da mulini ad acqua e poi da macchine a vapore, lascia progressivamente il posto a quella funzionale, realizzata con regolatori prima esclusivamente meccanici, poi anche elettrici ed elettronici, con vincoli d’integrazione che aumentano drasticamente la produttività, ma contribuiscono a irrigidire il sistema di produzione. In questi anni avviene una grande trasformazione tecnologica passando dall’energia del vapore a quella elettrica. Il primo tipo di macchina interamente elettrico fu un tornio (Brown & Sharpe, 1901). La velocità di taglio dei metalli in pochi anni aumenta di cinque volte. Nello stesso periodo il numero di parti gestite nei processi di assiematura passa da 150÷200 a poco meno di 10.000, creando nuovi problemi e spingendo verso l’introduzione di nuove t. legate alla gestione dei flussi fisici e alla manipolazione dei materiali. Verso la metà del Novecento si verifica una nuova profonda trasformazione tecnologica con l’introduzione della prima macchina a controllo numerico (un tornio); il microprocessore a basso costo, essenziale per la diffusione del controllo numerico, entra in produzione venti anni dopo. Negli stessi anni, insieme al pieno sviluppo degli strumenti di controllo automatico delle macchine utensili anche cooperanti, entrano in fabbrica i primi robot industriali. Negli anni Ottanta giunge a maturazione una serie di premesse e si affermano nuovi modi di produrre, legati ai concetti di integrazione, flessibilità, complessità e qualità. La complessità della gestione delle forme geometriche e delle caratteristiche fisiche diventa affrontabile con le nuove t. CAE, CAD, CAM e CAPP (Computer aided process planning). Negli anni Ottanta queste tecniche si diffondono, nascono i primi sistemi integrati flessibili economicamente produttivi e diviene comune l’uso di t. di gestione sempre più sofisticate, quali quelle basate sulla simulazione. Nel decennio successivo si generalizza il nuovo paradigma indotto dall’informatica o t. dell’informazione, fondato su una serie di innovazioni che interessano alcuni settori (calcolatori, componenti elettronici, telecomunicazioni). Oltre a produrre mutamenti radicali nell’organizzazione delle superfici di fabbrica, nella robotica, nel controllo mediante elaboratori, nella mentalità, nella struttura gestionale, il diffondersi della t. dell’informazione e della comunicazione ha numerosi effetti sull’economia: si possono cambiare più rapidamente prodotti e procedimenti; le varie funzioni aziendali (progettazione, produzione, approvvigionamento) sono più strettamente integrate fra loro; si riducono il numero e il peso dei componenti meccanici di molti prodotti; le reti dei fornitori di componenti e dei montatori di prodotti finiti possono essere maggiormente integrate; nascono nuovi servizi alle imprese che soddisfano la crescente richiesta di software, di progetti d’informazione, di consulenza tecnica da parte delle aziende manifatturiere; si sviluppano con grande rapidità numerose piccole imprese innovatrici che forniscono tali servizi e introducono nuovi tipi di hardware e di componenti. Ne derivano il mutamento della struttura industriale (sempre più flessibile e «a rete»), la crescita dell’automazione, ma anche una crescente disoccupazione tecnologica, cui fanno da contraltare le nuove possibilità di diminuzione dell’orario di lavoro.

Ricerca, tecnologia e sviluppo

Affacciatosi già negli anni Sessanta del 20° sec., lo sviluppo sostenibile, ossia orientato alla sostenibilità economica, sociale, ambientale, è stato considerato, negli ultimi decenni, l’obiettivo per una nuova rivoluzione industriale, in cui cooperazione e competitività si sarebbero coniugate. La mondializzazione in atto sta portando a una nuova rivoluzione industriale, nell’ambito della quale i Paesi più avanzati si confrontano duramente con quelli emergenti per acquisire quote crescenti del mercato globale; i primi si fondano sulle t. medio-alte, gli altri sul basso costo del lavoro. Molte produzioni tradizionali e di media t., nonché servizi, sono stati o sono in corso di trasferimento dai Paesi avanzati a quelli emergenti, a basso costo del lavoro: sia per essere competitivi sia per inserirsi nel mercato di quei Paesi. Questi ultimi, a loro volta, si stanno muovendo verso t. medio-alte, investendo in ricerca e alta formazione, acquisendo imprese di medio-alta t. nelle regioni avanzate. L’interazione tra le economie dei singoli Paesi e la competizione per le risorse privilegiano nuovamente il paradigma dello sviluppo economico. I problemi economici, sociali e pure ambientali, drammaticamente emergenti, ripropongono, tuttavia, lo sviluppo sostenibile. Rilevanti programmi e iniziative per promuovere e per sostenere l’attività di ricerca e sviluppo sono stati lanciati negli ultimi decenni dai Paesi avanzati, e poi dai nuovi Paesi emergenti. Essi sono stati definiti partendo da scenari, costruiti attraverso attività di previsione e dal percorso che, a fronte di obiettivi da raggiungere, indicavano le attività di ricerca critiche da svolgere nell’ambito dei programmi. Programmi e iniziative hanno interessato nuove t. abilitanti, processi di trasformazione e paradigmi, relativi al mondo degli artefatti e a quello naturale. Con riferimento agli artefatti, debbono essere citati i programmi giapponesi, americani ed europei (programmi quadro, iniziativa Eureka, programmi nazionali) che, con varie caratterizzazioni, si sono sviluppati dal paradigma della fabbrica automatica e relativi processi e t. abilitanti, alle nanotecnologie. Particolare rilevanza hanno i programmi quadro (PQ) europei. Ancorché, finanziariamente, costituiscano una frazione modesta dell’investimento totale in ricerca da parte degli Stati membri, essi esercitano una notevole azione guida. I primi sei programmi quadro europei (1984-2006) hanno avuto come obiettivo lo sviluppo sociale ed economico dell’Europa, attraverso l’integrazione e il continuo potenziamento delle università, istituti e centri di ricerca per realizzare la European research area (ERA), nonché la promozione e il cofinanziamento di attività di ricerca per lo sviluppo di nuove t. abilitanti, processi, paradigmi capaci di assicurare la competitività dell’industria europea. La necessità di correlare scenari strategici, attività di ricerca e processi di generazione-diffusione-adozione della conoscenza sino all’innovazione industriale ha portato al lancio delle piattaforme tecnologiche europee, le quali hanno sviluppato varie agende strategiche di ricerca, roadmaps che dovranno guidare le attività di ricerca e innovazione da parte di pubbliche autorità, università, istituti e centri di ricerca, imprese, istituzioni finanziarie.