L’era degli algoritmi: come sfruttarli per l’ottimizzazione dei processi produttivi

L’ottimizzazione dei processi per le imprese spesso è… un’impresa. Un gioco di parole forse scontato ma, ahimé, molto vero. Ottimizzare i processi di produzione è diventato un obiettivo sempre più arduo da raggiungere per le aziende di qualsiasi settore, dalla manifattura all’agroalimentare, dal tessile all’elettronica, passando per tutti gli altri. Il mondo è cambiato: tutto è diventato più veloce, mutevole, a partire dalla domanda, mentre una nuova cultura di “personalizzazione di massa” si è diffusa nel marketing e nelle aspettative dei clienti. Difficile comprendere quale sia la causa e quale l’effetto in alcuni casi, ma quel che è certo è che oggi le imprese che producono devono tener conto di un maggior numero di variabili, senza farsi travolgere dalla crescente complessità. Come riuscire a ottimizzare (cioè a ridurre i costi, aumentare i profitti, utilizzare al massimo le risorse, limitare le scorte e l’invenduto, velocizzare le consegne, migliorare la soddisfazione dei clienti, eccetera) tenendo il passo con tutti i cambiamenti del mercato? La tecnologia è il nostro miglior alleato.

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L’ottimizzazione è una sfida difficile

Due concetti importanti entrano in gioco nell’ottimizzazione: i vincoli e la funzione obiettivo (o le funzioni obiettivo). I vincoli sono quantificati in un valore minimo o massimo, da raggiungere o da non superare, e in un’azienda possono per esempio riguardare la capacità delle linee di produzione, gli skill del personale, gli attrezzi, i materiali da impiegare, la sovrapposizione degli ordini, l’interrompibilità delle fasi. La funzione obiettivo, invece, non è espressa da un valore di riferimento bensì da una direzione (verso il massimo o verso il minimo) il cui punto di arrivo ideale è l’optimum, cioè il miglior risultato ottenibile. Per definire la funzione obiettivo bisogna quindi tenere presenti i vincoli di partenza e incrociare una serie di variabili quali costi, ricavi, profitti, eccetera. In un’azienda che produce, gestire manualmente questi calcoli può essere un’attività dispendiosa in termini di tempo e fatica, un’attività ad alto rischio di errore o anche impossibile da portare a termine con efficacia.

Rispetto al passato, oggi le aziende gestiscono volumi e varietà d’offerta maggiori, devono adattarsi con molta più rapidità ai mutamenti del mercato (domanda, oscillazione dei prezzi, innovazioni tecnologiche, scenario competitivo) e devono saper personalizzare prodotti e servizi sulla base del singolo cliente. Gli strumenti tradizionali, quali sistemi ERP e fogli Excel, da soli non sono più sufficienti a supportare le attività di ottimizzazione della produzione, perché non sono abbastanza flessibili, veloci, sofisticati. Dunque per prendere decisioni basate sui dati e non sui tentativi, sull’oggettività e non solo sull’intuito, è necessario fare un passo ulteriore. 

La rivoluzione degli algoritmi 

La soluzione oggi esiste ed è a portata di mano. Anzi, a portata di software. All’interno dei processi di pianificazione e ottimizzazione della produzione, gli algoritmi sono stati una manna dal cielo. Di che cosa si tratta? In matematica, un algoritmo è un metodo di risoluzione di un problema, passo passo. E la definizione vale anche in informatica: all’interno di un software, è sostanzialmente una sequenza di istruzioni che permettono di arrivare alla risoluzione di un problema. Oggi sempre di più gli algoritmi aiutano le aziende a far funzionare applicazioni rivolte all’utente finale o applicazioni usate al loro interno, velocizzando operazioni che altrimenti risulterebbero troppo lunghe o complesse da portare a termine: la ricerca di dati, una previsione, una simulazione, eccetera.

Cegeka myPlan4.0 

La realtà non può essere affrontata in modo troppo semplicistico, perché le variabili da considerare in un’azienda industriale sono molte, diverse per natura, per peso specifico. Chi ha l’incarico di portare l’azienda verso la miglior pianificazione possibile (Supply Chain Manager, Operations Manager, responsabili di produzione e figure analoghe) ha bisogno di strumenti che rispettino la complessità, le tante variabili in gioco, ma che siano anche veloci e intuitivi da usare. Gli strumenti software non devono semplificare la realtà: devono semplificare il lavoro.

Con questa logica di fondo Cegeka ha sviluppato myPlan4.0, il suo software di Pianificazione, Schedulazione e Ottimizzazione della Produzione. Si tratta di una soluzione che mette insieme tutte le esigenze che abbiamo finora descritto: una realtà complessa da analizzare, un mercato che si muove sempre più rapidamente, la necessità di essere reattivi o addirittura proattivi, rispondendo rapidamente ai cambiamenti oppure anticipandoli. 

Le abilità di myPlan4.0 si suddividono in quattro categorie: fast planning (calcolo rapido di fabbisogni e materiale in base al budget, full pegging, ricerca di criticità), Material Requirements Planning (tradizionale o basato sulla domanda), scheduling (definizione dettagliata del programma di produzione in base a vincoli di consegna, capacità produttive, disponibilità dei materiali, priorità commerciali) e, infine, ottimizzazione.

L’ottimizzazione può essere applicata sia al planning sia allo scheduling. L’utente deve semplicemente specificare vincoli di capacità, skill, attrezzi materiali, e definire la funzione obiettivo che gli interessa: su questa base gli algoritmi si fanno carico del lavoro difficile. Il software usa tecniche di programmazione con vincoli (constraint programming) per trovare la soluzione migliore, cioè quella che massimizza o minimizza un risultato. Per semplificare la comprensione, i risultati dei calcoli di ottimizzazione possono essere mostrati in forma grafica (per esempio, con degli istogrammi sovrapposti a una linea, a rappresentare rispettivamente il livello ottimale e quello effettivo di una variabile). Le funzioni di myPlan4.0 permettono anche di attribuire diversi pesi a diverse variabili più o meno prioritarie (puntualità consegne, saturazione risorse, set up), di gestire orizzonti e periodi di congelamento, di stabilire gli incrementi massimi ammissibili di capacità per risorsa,  di definire risorse alternative per articolo/fase/famiglia, e altro ancora.

Cloud, l’alleato dell’ottimizzazione 

Gli algoritmi possono aiutarti a rendere più veloce ed efficiente l’intero processo di pianificazione della produzione, ottimizzazione inclusa. Ma c’è un altro elemento tecnologico, di cui negli ultimi anni si è fatto un gran parlare, che merita la sua fama: il cloud. In moltissimi campi il cloud computing ha dimostrato il proprio valore di strumento in grado di velocizzare l’innovazione, di ridurre costi, di rendere possibili nuovi modelli operativi e di business. La “nuvola” può anche fare da supporto a un software di pianificazione e ottimizzazione della produzione, mettendo a disposizione risorse di calcolo e di archiviazione a costi inferiori rispetto alla modalità on-premise. Un software come myPlan4.0 lascia libertà di scelta sulla modalità di implementazione, on-premise oppure cloud: in quest’ultimo caso, la WebApp del programma e il database vengono installati come Platform-as-a-Service (PaaS), mentre il motore di calcolo MRP viene fruito tramite Infrastructure-as-a-Service (IaaS) su macchina virtuale.

Se sceglierai di ottimizzare la produzione con un software aggiornato, capace di integrarsi con l’ERP e di supportare diverse modalità di installazione, quella “impresa” di cui parlavamo all’inizio non ti sembrerà più così ardua. Ma l’ottimizzazione è solo una delle sfide da affrontare, giorno dopo giorno, nel contesto “Industria 4.0” verso cui l’intero mondo della produzione si sta muovendo. Prima di poter prendere una “scorciatoia” verso l’ottimizzazione, ti suggeriamo di approfondire il tema nel nostro ebook su "Il production planning nell'industria 4.0: inizia l'era degli algoritmi".