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Ottimizzare la programmazione della produzione? Sì, grazie al 4.0

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La programmazione della produzione è cambiata. O meglio, dovrebbe cambiare, perché l’industria è stata travolta da ondate di innovazione tecnologica e di processo di tale portata che si parla, non a torto, di una “quarta rivoluzione industriale”. Automazione software e meccanica, sensori installati in catena di montaggio e nei magazzini, reti wireless: tante possibilità, che necessitano di investimenti ma possono tradursi in concreti vantaggi. Chi ha avuto il coraggio di investire ha guadagnato velocità e agilità, mentre le aziende che oggi continuano a lavorare esattamente come facevano due, cinque o dieci anni fa dovrebbero, forse, porsi il dubbio di dover fare un passo nel presente.

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Industry 4.0 non è solo un slogan e non è solo un’opportunità di diventare genericamente più “tecnologici”, rinfrescando l’immagine dell’azienda agli occhi di clienti e fornitori. Oggi la produzione stessa è cambiata: per pochi beni commodity si può ancora concepire una offerta di massa, monolitica, non soggetta a oscillazioni e modifiche continue. Per molti altri ambiti, invece, sono entrate in campo nuove logiche di “personalizzazione di massa”, utili per differenziarsi dalla concorrenza e per conquistare la fedeltà dei clienti. 

L’industria 4.0 ha trasformato la programmazione in molte sue dinamiche, senza però invalidare i principi di fondo. Vediamo più nel dettaglio che cosa è rimasto del “vecchio mondo”, precedente al 4.0, e che cosa è cambiato.

La regola d’oro della programmazione della produzione

La programmazione della produzione serve a trasformare gli obiettivi del piano aziendale definito dai manager in una sequenza di azioni definite, operative, dettagliate. In programmi di produzione, appunto. L’azienda, naturalmente, può avere più di un obiettivo ma uno, in particolare, sarà quello primario e prevalente: per esempio un limite di budget, il raggiungimento di determinati volumi di vendita, una riduzione dei costi, eccetera. Poiché gli obiettivi variano da contesto a contesto (a seconda che l’azienda sia piccola o grande, che operi in un mercato o in un altro, che la domanda sia stagionale oppure soggetta a picchi imprevedibili, che la capacità produttiva sia più o meno flessibile, ecc.) e da momento a momento (fase di crescita, di decrescita, aumento della competizione di mercato, futura adozione di sistemi di automazione, ecc.), necessariamente la programmazione dev’essere flessibile, capace di adattarsi alle circostanze.

Questa esigenza di flessibilità resta valida anche ai tempi dell’industria 4.0. Bisogna poi tener conto del fatto che la trasformazione 4.0 è un work in progress, non avviene dall’oggi al domani ma comincia solitamente in un’area per poi allargarsi ad altre. Dunque non avrebbe senso una separazione troppo netta fra un sistema di programmazione della produzione per aziende “tradizionali” e uno adatto al 4.0. Ciò che oggi serve è un software completo, flessibile, applicabile ai contesti 4.0 e a quelli che stanno transitando verso tale modello.

Otto tecnologie 4.0 rivoluzionarie

Otto tecnologie 4.0, in particolare, hanno avuto e avranno impatti sulla programmazione della produzione. Le aziende devono attrezzarsi, puntando a trarne il massimo vantaggio.

  1. I robot autonomi. Il maggiore ricorso alle macchine sposta le aziende industriali da un modello economico labour-intensive (cioè molto dipendente dal lavoro umano) a uno più capital-intensive (in cui il valore dipende dal possesso di beni materiali). Diventa quindi ancora più importante ottimizzare l’uso degli impianti, così da mettere a frutto gli investimenti fatti.
  2. La manifattura additiva. L’additive manufacturing, resa possibile dai software di progettazione CAD e dalle molte tecnologie di stampa 3D, permette di realizzare lotti anche piccoli di prodotti personalizzati, a fronte di costi sostenibili. Di conseguenza la programmazione si allontana dal modello MTS (make to stock, la fabbricazione di oggetti standard destinati al magazzino) e si sposta sempre più sui modelli MTO (make to order , produzione in base all’ordine), ATO (assembly to order, produzione delle componenti precedente all’ordine, ma assemblamento successivo) e PTO (package to order, con confezionamento successivo all’ordine).
  3. La realtà aumentata. L’utilizzo di visori o di tablet e smartphone dotati di applicazioni di realtà aumentata può ridurre i tempi di set up di nuovi prodotti e i lotti. Di conseguenza, può aumentare la frequenza della programmazione. 
  4. L’Internet of Things. L’IoT in campo industriale può significare molte cose: macchinari dotati di sensori, dispositivi indossabili, webcam di sorveglianza, sistemi di controllo di umidità, temperatura, eccetera. In tutti i casi, l’Internet delle Cose produce dati, quasi sempre in tempo reale. Si può ottenere maggiore controllo ma è necessario monitorare e raccogliere questi dati, nonché imparare a interpretarli e a reagire a ogni segnale degno di nota.
  5. Gli analytics. Che si tratti di misurazioni dell’IoT o di dati di ERP, i dati sono preziosi soltanto se vengono raccolti, integrati e analizzati. Software di programmazione della produzione con capacità di analytics aiutano le aziende a correggere il tiro se qualcosa non funziona, ad aumentare o diminuire la capacità di produzione, a fare interventi di manutenzione prima che il guasto si verifichi, a intuire nuovi sbocchi di mercato e via dicendo.
  6. La simulazione. Più aumentano le variabili di produzione (con la manifattura additiva, per esempio) e i dati disponibili (robot, sensori, ERP), più si moltiplicano le strade possibili. Diventa strategico poter usare strumenti di simulazione di scenari alternativi, come le analisi what if.
  7. L’integrazione di sistemi. La system integration permette una migliore comunicazione tra i sistemi informatici dell’azienda produttrice e quelli di clienti e/o fornitori. Diventa, quindi, possibile allargare lo sguardo definendo una programmazione “multi company”.
  8. Il cloud. Fra i molti vantaggi del cloud computing, uno tra i più rilevanti in tutti i settori (e non solo nell’industria) è la disponibilità di risorse di calcolo e storage a costi molto inferiori rispetto a quelli di un data center interno. Ma cloud significa anche poter accedere ad algoritmi molto evoluti, che consentono di risolvere, simulare e ottimizzare specifici aspetti della produzione. Gli algoritmi sono un’alta forma di “intelligenza”, destinata a diventare sempre più importante in moltissimi ambiti della società e dell’economia, inclusa la programmazione della produzione.

In sintesi, potremmo dire che l’ondata di innovazioni tecnologiche 4.0  impone al processo di pianificazione quattro fondamentali cambiamenti: deve diventare più veloce e automatizzato, più reattivo ai dati provenienti “dal campo”, dotato di migliori capacità di simulazione e più abile nell’ottimizzare l’uso degli impianti. Un software di production planning & scheduling al passo con i tempi può aiutare a vincere queste quattro sfide.

Una programmazione “integrata” e ottimizzata grazie ai software

Da decenni, gli ERP e i fogli di calcolo sono gli strumenti più usati nelle attività di programmazione della produzione. Nell’epoca attuale, però, Excel è diventata una risorsa insufficiente e inadeguata per eseguire un lavoro di planning e schedulazione sempre più complesso. I fogli di calcolo richiedono un elevato numero di operazioni manuali, dunque inevitabilmente risultano lenti e soggetti all’errore umano: basta un numero riportato male o inserito nella casella sbagliata per determinare risultati fuorvianti, e dunque inefficienze e problemi nella programmazione. I fogli di calcolo, inoltre, sono strumenti statici, che non aggiornano in automatico i dati contenuti al loro interno. 

I software di Advanced Planning and Scheduling sono esattamente l’opposto. Queste soluzioni offrono funzionalità che velocizzano, semplificano e rendono più efficace la programmazione della produzione nelle sue diverse fasi (planning generale, Material Requirements Planning, schedulazione, ottimizzazione), tenendo conto di numerose variabili e tipi di dati. I sistemi MES (Manufacturing Execution System) e gli ERP (Enterprise Resource Planning) sono le principali fonti di dati con cui questi software possono “dialogare”. L’integrazione con i sistemi MES è essenziale per poter offrire una panoramica completa, un colpo d’occhio totale e sempre aggiornato su ciò che accade in ogni momento nei processi di produzione. Il vantaggio è evidente: se si verifica un guasto o un intoppo di qualsiasi genere, il software 4.0 lo evidenzia in tempo reale, così che si possa intervenire tempestivamente. L’integrazione con gli ERP, invece, permette di disporre di moltissimi tipi di dati, importabili all’interno del programma in pochi secondi e in un paio di click. 

Un’altra caratteristica distintiva, valore aggiunto dei software “4.0” come Cegeka myPlan, sono le funzioni di ottimizzazione della produzione. Grazie alla programmazione a vincoli e agli algoritmi, i software possono calcolare quale sia il migliore planning o il migliore scheduling per ottenere un certo risultato, massimizzando la funzione obiettivo scelta e rispettando i vincoli.  L’ottimizzazione è una tra le fasi più complesse della programmazione della produzione: dipende, infatti, da innumerevoli variabili, determinate sia da limiti materiali e di processo (i vincoli) sia dagli scopi che si desidera ottenere (funzioni obiettivo) e dalle priorità assegnate a questi elementi. Fortunatamente, gli algoritmi compiono senza fatica un lavoro che altrimenti porterebbe via molto tempo e che non potrebbe essere fatto con la stessa efficacia.

Una libertà “consapevole”

Nell’era del software le aziende sono più libere di scegliere, di cambiare, di correggere. Inoltre possono definire le proprie strategie sulla base dei dati, cioè di una conoscenza che è mutevole ma sempre oggettiva e misurabile. Non è l’azienda a doversi conformare alle circostanze o ai processi già in corso, ma al contrario ogni decisione può essere presa sapendo che si tratta della specifica, miglior scelta in quel preciso momento, in relazione a quei precisi vincoli, priorità e obiettivi. 

Un software come Cegeka myPlan 4.0 rispetta la regola d’oro della flessibilità: sa adattare la programmazione della produzione al contesto, e non viceversa. In questo articolo abbiamo solo fatto accenno ad alcune delle sue caratteristiche, ma se sei curioso di capire come poter migliorare tutte le fasi della programmazione - dalla pianificazione allo scheduling, fino all’ottimizzazione - ti invitiamo a scoprire tutti i vantaggi di Cegeka myPlan 4.0 nell’eBook "Il production planning nell'industria 4.0: inizia l'era degli algoritmi".

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