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Production planning: la produzione diventa scientifica con i dati

Per garantire un piano di produzione efficace e solido che tenga conto di vari fattori, nell'industria manifatturiera è cruciale disporre di un production planning. Questo consente infatti l'utilizzo completo delle risorse della fabbrica (intese come macchine, materie prime e lavoratori) e la riduzione dei costi. Con l'avvento dell'industria 4.0 (o Internet industriale), vengono raccolti numerosi dati che registrano lo stato delle risorse di fabbrica e che sono divenuti parte integrante del production planning. Questo offre un'opportunità senza precedenti per comprendere, valutare e adattare piani di produzione complessi attraverso un approccio basato sui dati.

Con l’Internet of Things, l’industria 4.0 ha portato l’implementazione di vari sensori sulle macchine in fabbrica per registrare lo stato delle apparecchiature e la qualità dei prodotti e degli elementi di assemblaggio. La disponibilità di tali dati crea nuove opportunità per identificare i colli di bottiglia della produzione e per creare un production planning adeguato attraverso approcci basati sui dati.

Tuttavia, condurre un'analisi efficace per la pianificazione della produzione è difficoltoso. Il problema principale deriva dalla grande quantità di informazioni di produzione e dalla loro complessità, le quali rendono molto difficile l'esplorazione e il confronto di diversi piani di produzione. Per esempio, in una grande azienda manifatturiera solitamente ci sono più fabbriche, ciascuna con molteplici macchine e dispositivi di produzione, decine di migliaia di prodotti e un gran numero di vincoli di fabbricazione. Inoltre, le relazioni tra prodotti e macchine sono complesse: la realizzazione di un prodotto può dover richiedere la disponibilità di un altro prodotto e prodotti diversi possono necessitare delle stesse materie prime, le quali vengono lavorate sulle stesse macchine.

Un'altra sfida è quella di analizzare quali effetti un improvviso cambiamento nella fornitura di materie prime potrebbe avere nel processo di produzione e nella domanda del mercato. Un’unica modifica può interessare molti prodotti e fabbriche e può anche avere riflessi lungo le complesse relazioni tra i prodotti stessi.

 

Un’enorme mole di informazioni

La quantità di dati disponibili in fabbrica sta aumentando notevolmente. Per supportare le diverse parti interessate (come il progettista del prodotto, il rifinitore in fabbrica o il pianificatore di produzione) nel gestire con successo il nuovo sviluppo di prodotti intelligenti e il nuovo processo di produzione intelligente, sono necessari metodi e strumenti adeguati alla gestione dei dati. Le informazioni utili devono essere fornite acquisendo, elaborando e filtrando tutti i dati disponibili.

In questo senso, durante il production planning e il processo di produzione arrivano diversi tipi di dati da diverse fonti, come la progettazione assistita da computer (CAD), la produzione assistita da computer (CAM), la gestione dei dati di prodotto (PDM) o la pianificazione delle risorse (APS). Chi si occupa dell’analisi di questi dati è supportato da strumenti informatici (IT) diversi, spesso proprietari e indipendenti. Ogni strumento viene selezionato in funzione dei requisiti e delle attività specifici dell’ambito coinvolto. Di conseguenza, la quantità di formati di dati utilizzati e strumenti IT aumenta nel corso dello sviluppo del prodotto e del processo di gestione della produzione. Per avere sotto controllo la complessità della gestione della produzione è però necessario che tutte le soluzioni specifiche lavorino in modo armonizzato e integrato.

 

Dati eterogenei nascondono informazioni strategiche

L'industria 4.0, i sistemi di produzione cyber-fisici (CPPS) e l'Internet delle cose industriale hanno un'influenza significativa sulla pianificazione e sulla supervisione della produzione. L'implementazione di CPPS fa nascere diverse sfide per le industrie, in particolare per quanto riguarda l'estrazione di conoscenze da fonti di dati eterogenee, le interazioni con i sistemi di informazione sulla produzione, nonché la mutabilità, l’adattabilità e la riconfigurabilità nella gestione della produzione.

Rispetto alla tradizionale pianificazione della produzione basata su una conoscenza statica, le fabbriche intelligenti consentono una raccolta di informazioni in tempo reale e la loro condivisione da e tra prodotti, macchine, processi e operazioni. L'applicazione e lo scambio di dati da parte degli elementi di una fabbrica intelligente porta a una produzione automatizzata e decentralizzata, caratteristica essenziale dell'industria 4.0. Tuttavia, è necessario studiare come le diverse soluzioni – abilitate dalla digitalizzazione – possano supportare PPC e contribuire a una maggiore competitività aziendale.

È quindi importante che le organizzazioni comprendano chiaramente in che modo trarranno vantaggio e saranno potenziate dalla scienza dei dati e dalle relative sfide. Un settore che può trarre enormi benefici dai Big Data, è sicuramente quello manifatturiero.

 

Il valore dei dati in tempo reale per la produzione

Le tecnologie che consentono l'acquisizione dei dati in tempo reale stanno anche alimentando una rivoluzione nella qualità della produzione. I controllori logici programmabili (PLC), i quali sono ormai all'ordine del giorno in molte operazioni di produzione, permettono di avere dati in tempo reale su qualità, affidabilità e prestazioni della macchina. La tecnologia Machine to machine (M2M) sta inoltre fornendo dati ad applicazioni di controllo statistico dei processi (SPC) consentendogli di produrre avvisi, grafici e report in tempo reale.

La capacità di acquisire dati che è mancata ai produttori per molti anni, grazie all'Internet of Things, è ora a portata di mano. Dalla progettazione all'officina, i dati in tempo reale sono uno dei catalizzatori più potenti per favorire la crescita della produzione. Migliorando la qualità delle decisioni, i dati in tempo reale soddisfano una serie diversificata di esigenze in ogni fase della produzione odierna.
Il risultato si traduce in maggiori entrate derivanti sia da livelli più elevati di conformità e qualità di produzione sia, soprattutto, da clienti soddisfatti.

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