Cyberized sustainable factories : the impact of CPS on sustainability in manufacturing

A study on Cyber-Physical Systems and the impact they can provide when applied in factory in manufacturing companies has been conducted throughout this work. Extant knowledge, while separately extensively describing in recent years new technologies and sustainability, together with indicators that can measure the latter, does not include a structured description of the consequences that can be obtained on social, environmental, and economic sustainability performances, once CPS are implemented in factory. Benefits of CPS have been collected from literature, and their impact on sustainability indicators has been identified, together with the process they are related to. Then interviews to experts and companies have been conducted in order to validate these connections. A structured representation has been introduced including benefits that can be obtained by each enabler technology of CPS on clusters of sustainability indicators. Findings are applicable at manufacturing companies, and this creates a limitation in relation to the relevance of the specific impact, that is related to the specificity of the context of application. Proposed framework will be useful for technology providers and for manufacturing companies and can be deepen within the provided structure. Novelty of findings is related to the collection of sustainability consequences of CPS implementation and to their structured representation.

Questo lavoro è uno studio dei sistemi Cyber-Fisici (CPS) e dell’impatto che questi possono avere quando applicati in fabbrica nelle aziende manifatturiere. Le ricerche ad oggi esistenti, mentre affrontano ampiamente i temi delle nuove tecnologie e della sostenibilità separatamente soprattutto negli ultimi anni, così come gli indicatori che possono misurare quest’ultima, non includono la descrizione strutturata degli impatti che si possono ottenere sulla sostenibilità sociale, ambientale ed economica, una volta che i CPS vengono implementati in fabbrica. I benefici che i CPS possono portare sono stati raccolti dalla letteratura e si è identificato il loro impatto sugli indicatori di sostenibilità, così come il legame con il processo di riferimento. In seguito, sono state condotte interviste a esperti e aziende con lo scopo di validare queste relazioni. È stato possibile introdurre una rappresentazione strutturata che includa i benefici ottenibili per ciascuna tra le tecnologie che consentono di implementare i CPS rispetto agli insiemi di indicatori di sostenibilità. I risultati sono applicabili alle aziende manifatturiere e questo introduce la limitazione riguardo alla impossibilità di identificare l’entità dell’impatto specifico, che è legato alle peculiarità del contesto di applicazione. Il modello proposto può essere utile per i provider delle tecnologie e per le aziende manifatturiere e può essere approfondito all’interno della struttura realizzata. La novità dei risultati si riferisce alla identificazione e presentazione strutturata delle conseguenze sulla sostenibilità dovute alla implementazione dei CPS.