Industry 4.0 (fourth industrial revolution) refers to the transformation of industry through the intelligent networking of machines and processes, with the help of digital technologies. It is extremely relevant and increasingly important in manufacturing for a multitude of reasons such as cost efficiency, operational agility, quality of products, data availability. As it is at an early stage, there is a lot of development required to reach technology maturity levels for mass implementation. With the competitive advantage Industry 4.0 technologies promise, they will be of growing importance for future manufacturing leaders. Digital technologies are divided into two groups: Information Technologies (IT) and Operational Technologies (OT). IT consists of Internet of Things (IoT), Industrial Analytics, and Cloud Computing, whereas OT includes Advanced Automation, Advanced Human Machine Interface (HMI), and Additive Manufacturing. In this thesis, a significant literature review is performed on the aforementioned digital technologies; followed by the detailed analysis of a startup database. Available databases do not provide valuable comments on the collected datasets. Many conducted studies are limited in time or focus on a geographical area, or in a specific industry sector. These gaps make it challenging to understand and identify which are the most funded and industry 4.0 relevant startups, which are the technological clusters, where do we find the most interesting startups, and which application is guiding the I4.0 innovation. This significance of startups database analysis is crucial for practitioners or enterprises that are aiming to digitize the business processes. By virtue of our thesis work, those interested enterprises will be able to understand the application areas and typology of I4.0 solutions available in the market per each digital technology. Hence it would speed up the process of finalizing and connecting them with the right technological solution providers. The thesis scope considered the dataset of startups founded after August 01, 2017 and funded not earlier than August 01, 2020. Following the technological clusters of interest in detail or Industry 4.0 in general, this research aims to help know the trend and the evolution of startups in Industry 4.0. After careful and rigorous analysis, the set of I4.0 relevant startups was determined for each technology separately in initial steps and then a comprehensive view is presented by consolidating data to see the trends broadly in a big picture. The set contains I4.0 startups (405 by qty, 11% of total dataset) for all the digital technologies. It was also interesting to see the non-industrial sectors where the rest 89% of dataset are providing digital solutions, so we have also analysed dispersion of non-industrial startups. Then the startup funding amounts of each technology are analysed in comparison with application areas and notable trends, which are discussed in chapter IV. Moreover, the geographic analysis revealed that most of I4.0 startups (42,7%) are initiated and launched in the American region which may have many reasons, but access to funding resources and technological advancement in that region are main aspects to be considered. In a nutshell, the thesis work provides clarity regarding available I4.0 technologies, growth of digital technologies startups and most importantly the classification by I4.0 solutions.

Industria 4.0 (quarta rivoluzione industriale) si riferisce alla trasformazione dell'industria attraverso il collegamento intelligente in rete di macchine e processi, con l'aiuto di tecnologie digitali. È sempre più importante nella produzione per una moltitudine di motivi come efficienza dei costi, agilità operativa, qualità dei prodotti, disponibilità dei dati. Nelle fasi iniziali della diffusione, , è comprendere bene le possibilità tecnologiche per raggiungere alti livelli di maturità nelle applicazioni tecnologiche. Con il vantaggio competitivo promesso dalle tecnologie dell'Industria 4.0, esse ricopriranno un'importanza crescente per i futuri leader della produzione. Le tecnologie digitali si dividono in due gruppi: Information Technologies (IT) e Operational Technologies (OT). La famiglia delle tecnologie IT include IoT, Industrial Analytics e Cloud Manufacturing, mentre OT include automazione avanzata, interfacce uomo-macchina avanzate (HMI) e di manifattura additiva. In questa tesi viene eseguita una revisione della letteratura sulle suddette tecnologie digitali seguita dall'analisi dettagliata di un database delle startup. I database disponibili non forniscono informazioni rilevanti sui set di dati raccolti. Molti studi condotti sono limitati nel tempo o si concentrano su un'area geografica specifica o su uno specifico settore industriale. Queste lacune rendono difficile capire e identificare quali sono le startup più finanziate e rilevanti per l'industria 4.0, quali sono i cluster tecnologici, dove troviamo le startup più interessanti e quale applicazione sta guidando l'innovazione I4.0. Questa importanza dell'analisi del database delle startup è cruciale per i professionisti o le imprese che mirano a digitalizzare i processi aziendali. In virtù del nostro lavoro di tesi, le imprese interessate saranno in grado di comprendere gli ambiti applicativi e la tipologia delle soluzioni I4.0 disponibili sul mercato per ciascuna tecnologia digitale. Accelererebbe quindi il processo di finalizzazione e collegamento con i giusti fornitori di soluzioni tecnologiche. Il lavoro di ricerca ha considerato il dataset delle startup fondate dopo il 1 agosto 2017 e finanziate almeno dal 1 agosto 2020. Seguendo nel dettaglio i cluster tecnologici di interesse o l’Industria 4.0 in generale, si ritiene che questa ricerca aiuti a conoscere il trend e l'evoluzione delle startup nell'Industria 4.0. Dopo un'analisi attenta e rigorosa, nelle fasi iniziali è stato determinato l'insieme di startup rilevanti per I4.0, separatamente per ciascuna tecnologia. Successivamente viene presentata una visione completa consolidando i dati per vedere le tendenze inserite in un quadro generale. Il set contiene startup I4.0 (in numero di 405, 11% del dataset totale) per tutte le tecnologie digitali. È stato anche interessante vedere i settori non industriali in cui il restante 89% del set di dati fornisce soluzioni digitali: quindi abbiamo anche analizzato la dispersione delle startup non industriali. Poi, vengono analizzati gli importi del finanziamento iniziale di ciascuna tecnologia rispetto alle aree di applicazione e alle tendenze notevoli. Il tutto è discusso nel capitolo IV. Inoltre, l'analisi geografica ha rivelato che la maggior parte delle startup I4.0 (42,7%) sono avviate e lanciate nella regione americana, il che può avere molte ragioni, ma gli aspetti principali da considerare sono l'accesso alle risorse di finanziamento e il progresso tecnologico in quella regione. Per essere concisi, il lavoro di tesi fornisce chiarezza riguardo alle tecnologie I4.0 disponibili, alla crescita delle startup di tecnologie digitali e, soprattutto, alla classificazione delle soluzioni I4.0.

Digital technologies startups enabling industry 4.0 solutions

Khan, Danish;Tanzeel, Abdullah
2021/2022

Abstract

Industry 4.0 (fourth industrial revolution) refers to the transformation of industry through the intelligent networking of machines and processes, with the help of digital technologies. It is extremely relevant and increasingly important in manufacturing for a multitude of reasons such as cost efficiency, operational agility, quality of products, data availability. As it is at an early stage, there is a lot of development required to reach technology maturity levels for mass implementation. With the competitive advantage Industry 4.0 technologies promise, they will be of growing importance for future manufacturing leaders. Digital technologies are divided into two groups: Information Technologies (IT) and Operational Technologies (OT). IT consists of Internet of Things (IoT), Industrial Analytics, and Cloud Computing, whereas OT includes Advanced Automation, Advanced Human Machine Interface (HMI), and Additive Manufacturing. In this thesis, a significant literature review is performed on the aforementioned digital technologies; followed by the detailed analysis of a startup database. Available databases do not provide valuable comments on the collected datasets. Many conducted studies are limited in time or focus on a geographical area, or in a specific industry sector. These gaps make it challenging to understand and identify which are the most funded and industry 4.0 relevant startups, which are the technological clusters, where do we find the most interesting startups, and which application is guiding the I4.0 innovation. This significance of startups database analysis is crucial for practitioners or enterprises that are aiming to digitize the business processes. By virtue of our thesis work, those interested enterprises will be able to understand the application areas and typology of I4.0 solutions available in the market per each digital technology. Hence it would speed up the process of finalizing and connecting them with the right technological solution providers. The thesis scope considered the dataset of startups founded after August 01, 2017 and funded not earlier than August 01, 2020. Following the technological clusters of interest in detail or Industry 4.0 in general, this research aims to help know the trend and the evolution of startups in Industry 4.0. After careful and rigorous analysis, the set of I4.0 relevant startups was determined for each technology separately in initial steps and then a comprehensive view is presented by consolidating data to see the trends broadly in a big picture. The set contains I4.0 startups (405 by qty, 11% of total dataset) for all the digital technologies. It was also interesting to see the non-industrial sectors where the rest 89% of dataset are providing digital solutions, so we have also analysed dispersion of non-industrial startups. Then the startup funding amounts of each technology are analysed in comparison with application areas and notable trends, which are discussed in chapter IV. Moreover, the geographic analysis revealed that most of I4.0 startups (42,7%) are initiated and launched in the American region which may have many reasons, but access to funding resources and technological advancement in that region are main aspects to be considered. In a nutshell, the thesis work provides clarity regarding available I4.0 technologies, growth of digital technologies startups and most importantly the classification by I4.0 solutions.
ROSKLADKA, NATALIIA
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
20-dic-2022
2021/2022
Industria 4.0 (quarta rivoluzione industriale) si riferisce alla trasformazione dell'industria attraverso il collegamento intelligente in rete di macchine e processi, con l'aiuto di tecnologie digitali. È sempre più importante nella produzione per una moltitudine di motivi come efficienza dei costi, agilità operativa, qualità dei prodotti, disponibilità dei dati. Nelle fasi iniziali della diffusione, , è comprendere bene le possibilità tecnologiche per raggiungere alti livelli di maturità nelle applicazioni tecnologiche. Con il vantaggio competitivo promesso dalle tecnologie dell'Industria 4.0, esse ricopriranno un'importanza crescente per i futuri leader della produzione. Le tecnologie digitali si dividono in due gruppi: Information Technologies (IT) e Operational Technologies (OT). La famiglia delle tecnologie IT include IoT, Industrial Analytics e Cloud Manufacturing, mentre OT include automazione avanzata, interfacce uomo-macchina avanzate (HMI) e di manifattura additiva. In questa tesi viene eseguita una revisione della letteratura sulle suddette tecnologie digitali seguita dall'analisi dettagliata di un database delle startup. I database disponibili non forniscono informazioni rilevanti sui set di dati raccolti. Molti studi condotti sono limitati nel tempo o si concentrano su un'area geografica specifica o su uno specifico settore industriale. Queste lacune rendono difficile capire e identificare quali sono le startup più finanziate e rilevanti per l'industria 4.0, quali sono i cluster tecnologici, dove troviamo le startup più interessanti e quale applicazione sta guidando l'innovazione I4.0. Questa importanza dell'analisi del database delle startup è cruciale per i professionisti o le imprese che mirano a digitalizzare i processi aziendali. In virtù del nostro lavoro di tesi, le imprese interessate saranno in grado di comprendere gli ambiti applicativi e la tipologia delle soluzioni I4.0 disponibili sul mercato per ciascuna tecnologia digitale. Accelererebbe quindi il processo di finalizzazione e collegamento con i giusti fornitori di soluzioni tecnologiche. Il lavoro di ricerca ha considerato il dataset delle startup fondate dopo il 1 agosto 2017 e finanziate almeno dal 1 agosto 2020. Seguendo nel dettaglio i cluster tecnologici di interesse o l’Industria 4.0 in generale, si ritiene che questa ricerca aiuti a conoscere il trend e l'evoluzione delle startup nell'Industria 4.0. Dopo un'analisi attenta e rigorosa, nelle fasi iniziali è stato determinato l'insieme di startup rilevanti per I4.0, separatamente per ciascuna tecnologia. Successivamente viene presentata una visione completa consolidando i dati per vedere le tendenze inserite in un quadro generale. Il set contiene startup I4.0 (in numero di 405, 11% del dataset totale) per tutte le tecnologie digitali. È stato anche interessante vedere i settori non industriali in cui il restante 89% del set di dati fornisce soluzioni digitali: quindi abbiamo anche analizzato la dispersione delle startup non industriali. Poi, vengono analizzati gli importi del finanziamento iniziale di ciascuna tecnologia rispetto alle aree di applicazione e alle tendenze notevoli. Il tutto è discusso nel capitolo IV. Inoltre, l'analisi geografica ha rivelato che la maggior parte delle startup I4.0 (42,7%) sono avviate e lanciate nella regione americana, il che può avere molte ragioni, ma gli aspetti principali da considerare sono l'accesso alle risorse di finanziamento e il progresso tecnologico in quella regione. Per essere concisi, il lavoro di tesi fornisce chiarezza riguardo alle tecnologie I4.0 disponibili, alla crescita delle startup di tecnologie digitali e, soprattutto, alla classificazione delle soluzioni I4.0.
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