Technology substitution with drones for inspections in the utility sector: quantitative and qualitative benefits

The phenomenon of technology substitution is continuously growing, thanks to the emergence of advanced technologies that provide more advantages compared to traditional ones. One of these innovative technologies are drones. The existing literature analyzes the factors influencing the implementation of UAVs in different sectors, from environmental protection to logistics, from infrastructure and major works to arts and media, from utilities to telecommunications, from agriculture to public administration. Moreover, not all sectors of interest are equally studied, but there are areas that are poorly covered, such as utilities. In addition, the literature focuses on identifying the advantages and disadvantages in the individual cases and does not provide an overview of the overall benefits and critical issues of the technology. This study addresses these gaps by providing an overview of the distribution of application cases using drones in terms of time, geographic space, macro sectors, and activities performed, with an additional analysis on the utility sector. In addition, it is conducted an empirical analysis of ten Italian companies that use drone to inspect different infrastructures: power grids, pipelines, solar panels and wind turbines was turned. Through semi-structured interviews, the benefits and criticalities are defined. It is possible to divide the analysis into intangible factors, i.e., those that could not be expressed quantitatively, and tangible factors, i.e., time and cost. With the former, it is possible to create a framework of advantages and disadvantages and assess their impact according to the type of infrastructure inspected. With the latter, it is possible to create, for each type of infrastructure, a generic cost model for both the AS-IS case, i.e., the one in which inspections are carried out with traditional methodologies, and the TO-BE case, i.e., the one in which the previous technologies are replaced with drones. Finally, the results are used to present theoretical and managerial implications of the research. In addition, limitations are highlighted, and future directions of study suggested.

Il fenomeno della sostituzione tecnologica è in continua crescita, grazie all'emergere di nuove e avanzate tecnologie che offrono maggiori vantaggi rispetto a quelle convenzionali. Una di queste tecnologie innovative sono i droni. La letteratura esistente analizza i fattori che influenzano l'implementazione degli UAVs in differenti settori, dalla salvaguardi ambientale alla logistica, dalle infrastrutture e grandi opere ad arte e media, dalle utility alle telecomunicazioni, dall’agricoltura alla pubblica amministrazione. Inoltre, non tutti i settori di interesse sono equamente studiati, ma ci sono dalle aree che sono poco trattate, come quella delle utility. Inoltre, la letteratura si focalizza sull’identificazione dei vantaggi e degli svantaggi nei singoli casi e non fornisce un overview di quelli che possono essere i benefici e le criticità generali della tecnologia. Il presente studio affronta queste lacune fornendo una panoramica sulla distribuzione dei casi applicativi che utilizzano i droni in termini di tempo, spazio geografico, macrosettori e attività svolte con un ulteriore analisi per il settore utility. Inoltre, è stata volta un'analisi empirica di dieci aziende italiane che utilizzano i droni per l’ispezione di diverse infrastrutture: reti elettriche, condotte, pannelli solari e turbine eoliche. Tramite interviste semi-strutturate vengono definiti i benefici e le criticità dell’introduzione degli UAV. È stato possibile dividere l’analisi in base ai fattori intangibili, ovvero quelli che non è stato possibile esprimere in modo quantitativo, e ai fattori tangibili, ovvero tempi e costi. Con i primi è stato possibile creare un quadro dei vantaggi e degli svantaggi per ogni azienda e valutarne l’impatto in base al tipo di infrastruttura. Con i secondi, invece, è stato creato, per ogni tipologia di infrastruttura, un modello di costo generico sia per il caso AS-IS, ovvero quello in cui le ispezioni vengono svolte con metodologie tradizionali, sia per il caso TO-BE, ovvero quello in cui le precedenti tecnologie vengono sostituite con i droni. Questo modello permette di analizzare in termini quantitativi il beneficio monetario che caratterizza questa tecnologia in questa attività. Infine, i risultati sono stati utilizzati per presentare implicazioni teoriche e manageriali della ricerca. Inoltre, sono state evidenziate le limitazioni e suggerite future direzioni di studio.