MES
Questi materiali sono © 2022 John Wiley & Sons, Inc. Qualsiasi diffusione, distribuzione o uso non autorizzato è severamente vietato.
MES
Plex Systems, 2nd Special Edition
di Ben Stewart
Questi materiali sono © 2022 John Wiley & Sons, Inc. Qualsiasi diffusione, distribuzione o uso non autorizzato è severamente vietato.
MES For Dummies®, Plex Systems Inc., 2nd Special Edition
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ISBN 978-1-119-90399-4 (cartaceo); ISBN 978-1-119-90400-7 (ebook)
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Senior Client Account Manager:Matt Cox
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Indice dei contenuti
Indice dei contenuti
v
INTRODUZIONE.................................................................1
Informazioni su questo libro..........................................................2
Icone utilizzate in questo libro......................................................2
CAPITOLO 1: Migliorare le prestazioni con un MES.......................................3
Miglioramento dell’efficienza produttiva...............................4
Identificazione delle opportunità di miglioramento.......................................5
Comprendere l’evoluzione dei sistemi MES.........................................6
Informazioni su MES e MOM...........................................................8
Stabilire se avete bisogno di un MES..................................................8
CAPITOLO 2: Digitalizzazione dei processi produttivi.............11
Comprendere la Fourth Industrial Revolution............................11
Introduzione alla smart manufacturing.....................................................13
Preparazione alla trasformazione digitale...............................................13
Inizio della trasformazione digitale............................................15
CAPITOLO 3: Controllo della gestione delle operazioni di produzione....................17
Riduzione dei rischi.....................................................................................17
Eliminazione degli errori................................................................................18
Ottimizzazione della pianificazione.............................................................19
Miglioramento della qualità e della conformità.............................................20
Raggiungimento dell’eccellenza operativa.....................................................21
CAPITOLO 4: Fornire visibilità al flusso produttivo...........23
Correzione del vostro flusso...................................................................................23
Risoluzione proattiva dei problemi.............................................................24
Tracciabilità dei flussi di prodotto........................................................25 Report di informazioni significative....................................................27
CAPITOLO 5: Abilitazione della produzione intelligente......29
Costruire le basi per il futuro...................................................29
Comprendere i quattro pilastri della smart manufacturing....30
Implementazione di strumenti di automazione...............................31
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Adozione dell’Industrial Internet of Things .............................33
Connessione tra persone e informazioni ................................................35
Gestione del vostro stabilimento dal cloud ...........................................36
CAPITOLO 6:
Utilizzare il MES per creare valore per la vostra azienda ..41
Abilitazione della trasformazione dei processi ......................................41
Composizione del vostro team .......................................................................42
Creazione di una road map di implementazione ...........................................43
Valutazione della tolleranza al rischio .......................................................43
Scelta di un fornitore .........................................................................43
Costruzione di un modello di governance .......................................................44
Preparazione per l’integrazione ..............................................................44
Mantenimento del successo ......................................................................45
Misurazione dei risultati MES ......................................................................46
CAPITOLO 7:
Dieci modi in cui un MES contribuisce ai vostri profitti .......49
GLOSSARIO ...........................................................................................................51
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MES For Dummies, Plex Systems, 2nd Special Edition
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Introduzione
Se vi riconoscete in questa descrizione, sappiate che non siete soli. Districare tutti questi aspetti può sembrare complesso, ma un approccio pratico alla risoluzione di problemi concreti è ciò che caratterizza il settore manifatturiero. Questo libro è la vostra guida per farlo!
Il settore manifatturiero è in continua evoluzione e altamente competitivo, pertanto le aziende devono essere agili e migliorare continuamente per prosperare. L’adozione delle ultime tecnologie da sola, tuttavia, non sempre consente ai produttori di aumentare i tassi di produzione, migliorare la qualità o la redditività. Per ottenere questi cambiamenti, i responsabili della gestione delle operazioni devono creare un ambiente che consenta loro di controllare con precisione la produzione, ampliando al contempo la visibilità sui processi critici. Estendere tale visibilità e controllo al di fuori delle proprie mura, verso stabilimenti gemelli che adottano le migliori pratiche comuni, verso la direzione aziendale, i clienti e la supply chain estesa, aumenta la complessità.
Un MES può offrire questi vantaggi e molto altro. Dal controllo e monitoraggio della produzione, alla connettività delle macchine, alla salute delle apparecchiature e degli asset, all'automazione di processo, ai controlli di qualità integrati e all'analisi in tempo reale, un MES può coordinare e fornire visibilità su tutte le funzioni critiche necessarie per prendere decisioni migliori e implementare iniziative di miglioramento continuo, basate su dati accurati.
In questo libro, imparerete cos'è un MES e come i produttori utilizzano questi sistemi per promuovere l'eccellenza operativa.
Introduzione
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MES For Dummies, Plex Systems 2nd Special Edition
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Informazioni su questo libro
MES For Dummies, Plex Systems 2nd Special Edition, è composto da
sette capitoli che esplorano
»» Perché le aziende manifatturiere hanno bisogno di un MES (Capitolo 1)
»» Come i processi aziendali vengono digitalizzati (Capitolo 2)
»» Fattori chiave per il controllo delle operazioni di fabbrica (Capitolo 3)
»» Modi per migliorare la visibilità della produzione (Capitolo 4)
»» Come la produzione sta diventando più intelligente (Capitolo 5)
»» Come creare valore adottando un MES (Capitolo 6)
»» Dieci modi in cui un MES incide sui vostri risultati economici (Capitolo 7)
Icone utilizzate in questo libro
Le icone evidenziano un punto da ricordare, un pericolo di cui dovete essere consapevoli o informazioni che potreste trovare utili.
L'icona Tip segnala suggerimenti (ovviamente!) e scorciatoie che potete utilizzare per semplificare le implementazioni MES.
Le icone segnalano informazioni particolarmente importanti da conoscere. Per individuare le informazioni più rilevanti di ogni capitolo, scorrete i paragrafi che riportano queste icone.
L’icona Technical Stuff segnala informazioni di natura altamente tecnica che normalmente potete saltare.
L’icona di avvertimento vi invita a prestare attenzione! Indica informazioni importanti che potrebbero evitarvi problemi.
»
Risposta all’esigenza di una maggiore efficienza produttiva
»
Comprensione dell’evoluzione delle tecnologie di produzione
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Valutazione dei vostri processi e sistemi di produzione
Capitolo 1
Migliorare le prestazioni con un MES
La tecnologia dell’informazione sta trasformando il modo in cui le aziende vengono gestite, oltre a creare nuove opportunità per migliorare la produzione. Gli stabilimenti devono restare aggiornati su questi progressi per essere competitivi. La chiave del successo in questo contesto sfidante è riconoscere le tendenze importanti e implementare le tecnologie giuste al momento giusto per mantenere la vostra azienda un passo avanti. Questo vale sia per le piccole e medie imprese manifatturiere sia per le aziende più grandi e consolidate che potrebbero utilizzare sistemi MES da decenni. Il MES offre maggiore efficienza, automazione e visibilità nel reparto produttivo, elementi che si traducono in tempi di risposta più rapidi, costi inferiori e profitti più elevati: tutto ciò di cui ogni produttore ha bisogno per essere competitivo. La scelta delle tecnologie migliori per gestire i vostri processi produttivi parte dalla comprensione di cosa fanno questi sistemi e di come lo fanno.
IN QUESTO CAPITOLO
Miglioramento dell’efficienza produttiva
Gli impianti di produzione di oggi sono straordinari. Trasformano le materie prime in prodotti utili, sia nei settori industriali discreti che in quelli di processo.
Ma cos’è davvero un impianto di produzione? Molte persone vedono gli impianti solo come edifici, ma in realtà sono una rete complessa di materie prime, strumenti, attrezzature, reparto produttivo e personale d’ufficio che lavorano tutti insieme per risolvere le sfide quotidiane e far uscire i prodotti.
I responsabili delle operazioni esperti sanno che macchine, persone, processi e materie prime devono essere sincronizzati, perché non è possibile realizzare prodotti finiti in modo efficiente senza che lavorino sulle cose giuste al momento giusto — in sincronia. Tutte queste risorse hanno un costo e le aziende devono assicurarsi che tali risorse non vengano sprecate mentre competono in un ambiente commerciale globale.
In passato, molte aziende si affidavano a sistemi manuali e a fogli di calcolo per gestire i loro stabilimenti. (Nota: MES≠ Microsoft Excel.) Oggi, con il calo dei costi della tecnologia e il software as a service (SaaS), i produttori di tutte le dimensioni stanno implementando soluzioni software specializzate per automatizzare e orchestrare i sistemi e i processi nei loro stabilimenti.
I MES possono comunicare con le apparecchiature e le macchine nel reparto produttivo e con i sistemi di pianificazione aziendale. Il risultato è una maggiore automazione di processo, un migliore controllo di ciò che accade realmente nello stabilimento e la capacità di adattarsi più rapidamente ai cambiamenti.
La società di gestione dei servizi IT Gartner definisce MES in questo modo:
I sistemi MES gestiscono, monitorano e sincronizzano l'esecuzione in tempo reale dei processi fisici coinvolti nella trasformazione delle materie prime in prodotti intermedi e/o finiti. Coordinano questa esecuzione degli ordini di lavoro con la pianificazione della produzione e i sistemi a livello aziendale.
Fino a poco tempo fa, molti MES erano così costosi e complessi da essere pratici solo per le grandi aziende internazionali. (Nota: MES ≠ Massive Expensive Solution.) Oggi, queste soluzioni sono diventate più diffuse e, di conseguenza, i costi di abbonamento e implementazione sono molto più bassi. Inoltre, i MES forniti nel cloud democratizzano la tecnologia, offrendo gli stessi livelli di sicurezza e tempo di operatività per aziende grandi e piccole. Infine, la progettazione sempre più modulare dei MES consente ai produttori di soddisfare le loro esigenze immediate (ad esempio, la qualità) e di passare in seguito a un MES completo. Questi fattori offrono enormi miglioramenti in termini di efficienza con un basso rischio e un elevato ritorno sull'investimento!
Identificazione delle opportunità di miglioramento
Per apportare miglioramenti a qualsiasi processo, è necessario sapere da dove iniziare. Quattro delle maggiori opportunità di miglioramento nella maggior parte degli stabilimenti di produzione sono:
»» Velocità di reporting e decisione
»» Controllo sui costi di materiali e manodopera
»» Visibilità ed efficienza operativa
»» Qualità migliorata
La velocità di reporting è importante per rendere le aziende agili e consentire loro di rispondere rapidamente ai cambiamenti. Che si tratti di un aumento di un ordine di un cliente a valle, di una discontinuità operativa nella supply chain a monte o di un guasto improvviso nelle operazioni di produzione, la capacità di risposta di un manager è tanto efficace quanto le informazioni a sua disposizione. Un reporting più veloce significa che lo stabilimento è più flessibile e i manager possono essere più reattivi e proattivi invece di essere sempre reattivi.
Controllare i costi dei materiali richiede non solo diligenza e una forte capacità di negoziazione da parte degli addetti agli acquisti, ma anche la certezza che il materiale giusto sia disponibile al momento giusto. Non a caso, uno dei costi di manodopera più comuni è il tempo di riposo perso a cercare o aspettare il materiale. Un MES fornisce informazioni su ciò che le macchine e le persone stanno producendo, o più importante ancora, su ciò che non stanno producendo e su come questo influirà sulle esigenze di magazzino ricambi in entrata.
La visibilità operativa è fondamentale per aiutare i manager a essere efficaci. I manager hanno bisogno di informazioni accurate e complete per comprendere veramente cosa sta succedendo all’interno delle loro operazioni. I MES che forniscono dati in tempo reale raccolti da più turni e punti di produzione favoriscono un comportamento predittivo e prescrittivo che garantisce un migliore tempo di operatività immediato e può aiutare a evitare futuri fermi macchina.
L'ultima area in cui molti stabilimenti possono trovare enormi vantaggi è il miglioramento della qualità. Che si tratti di rilavorazione o di materiale o prodotto infine scartato, il risultato è lo stesso: costi più elevati e profitti inferiori. Con la domanda continua di produrre più prodotti più velocemente, il controllo dei processi e la qualità risultante possono risentirne. L’esaurimento di manodopera qualificata, come sperimentano molti produttori, richiede controlli di processo ancora più rigorosi per garantire il raggiungimento di elevati standard di qualità. Con un maggiore controllo si ottiene una maggiore qualità e meno scarto; questo si riflette direttamente sui profitti.
Gli stabilimenti che puntano al miglioramento continuo o al lean manufacturing (capitolo 4) hanno un numero infinito di opportunità per aggiungere valore. Ma una cosa che questi sforzi hanno in comune è la necessità di dati accurati e di un'esecuzione coerente dei processi produttivi. Praticamente qualsiasi iniziativa di miglioramento che potete perseguire in produzione può essere più efficace quando utilizzate un MES.
Comprendere l’evoluzione dei sistemi MES
Sul mercato sono disponibili molti MES. Per capire cosa fanno, dovete capire da dove provengono. Gli attuali MES hanno le loro radici in diverse parti dell’organizzazione. Esistono add-on per ERP, add-on per SCADA e soluzioni MES native.
Tradizionalmente, lo stabilimento era una "scatola nera" dal punto di vista dell'ERP, quindi i dirigenti si affidavano ai report manuali dei responsabili dello stabilimento. Gli add-on ERP sono nati come moduli che fornivano report migliori. Si concentravano sul fornire ai leader aziendali informazioni sintetiche dalla produzione rilevanti per la pianificazione e le decisioni strategiche. Ma queste informazioni tendono a
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per essere troppo generici per il miglioramento dei processi, e la loro disponibilità è spesso ritardata troppo a lungo per poter essere utilizzata nelle decisioni operative quotidiane. È notevole che il cuore pulsante di un'azienda manifatturiera, lo stabilimento, sia stato generalmente trascurato, se non completamente ignorato, dalla maggior parte dei software ERP. Gli add-on SCADA si sono evoluti dai sistemi di controllo delle apparecchiature di produzione. Questi MES sono stati creati per fornire un livello di visibilità sopra i controllori a logica programmabile (PLC) e i sistemi SCADA nel reparto produttivo. Forniscono una visione dettagliata dell'utilizzo e delle prestazioni delle apparecchiature. Sfortunatamente, queste informazioni possono essere così focalizzate sulle prestazioni delle macchine che è difficile vedere modelli e andamenti più ampi nello stabilimento. Queste informazioni sono raramente integrate in altri sistemi aziendali e di solito implementate unicamente in uno stabilimento o anche in un sottoinsieme di linee di produzione. Il terzo gruppo di MES è stato progettato da zero per fornire un'interfaccia flessibile tra i processi dello stabilimento e la reportistica di gestione. Queste soluzioni MES native si concentrano sulla registrazione di ogni evento mentre si verifica, e poi sul monitoraggio del flusso dei prodotti attraverso le fasi di un processo produttivo.
Digitalizzazione
American Axle and Manufacturing (AAM) è un fornitore Tier 1 dell'industria automobilistica con un fatturato di diversi miliardi di dollari, più di 30 sedi, quasi 13000 collaboratori e oltre 100 clienti, tra cui General Motors, Fiat Chrysler Automobiles, Ford Motor Company e Honda. AAM ha riscontrato difficoltà nell’ottenere reali informazioni sulle prestazioni aziendali, sulla qualità, sulla pianificazione della capacità e su come ottenere una comprensione in tempo reale del proprio stato finanziario. AAM ha implementato le funzionalità MES di Plex, tra cui ingegneria, qualità, magazzino ricambi e produzione, insieme a moduli di livello superiore come contabilità e supply chain, automatizzando i propri processi operativi. AAM ha registrato un aumento del 5 percento del volume produttivo e un miglioramento della rotazione del magazzino del 5–10 percento, con un impatto positivo sul flusso di cassa.
Soluzioni come Plex MES sono progettate per supportare la produzione in stabilimento integrata nel software aziendale esistente o come parte della più ampia Plex Smart Manufacturing Platform, che include sistemi di gestione della qualità (QMS), gestione delle prestazioni degli asset (APM), monitoraggio della produzione, automazione e orchestrazione MES, ERP e pianificazione della supply chain.
Tutto sui MES e MOM
Il termine "esecuzione della produzione" implica che state controllando ciò che ciascuna macchina in uno stabilimento sta "eseguendo", ma per gestire veramente l'esecuzione in tutto lo stabilimento dovete affrontare anche altri aspetti critici dei vostri processi produttivi, come la qualità e il magazzino ricambi.
Alcuni sostengono che queste funzioni aggiuntive dovrebbero far parte dei MES tradizionali. Altri affermano che i produttori hanno bisogno di un nome diverso per descrivere il software che integra questi processi. Gli analisti hanno iniziato a chiamare MES e la sua estensione gestione delle operazioni di produzione soluzioni — o MOM.
Qualunque sia il nome che preferite, questa categoria di software è progettata per fornirvi informazioni migliori su ciò che accade nel processo produttivo e per semplificare la gestione dei vostri processi produttivi.
Alcune persone preferiscono il termine MOM perché implica una soluzione più ampia e completa rispetto a un MES, ed è probabile che sia il termine di tendenza in futuro. Anche se MES è storicamente il termine più comune, nella maggior parte dei casi i due termini sono intercambiabili.
Potete approfondire i MES e i MOM tramite la Manufacturing Enterprise Solutions Association (www.mesa.org), un’organizzazione no-profit che riunisce produttori e fornitori di soluzioni per sviluppare approcci e terminologia comuni relativi alla tecnologia di automazione della produzione, inclusa la smart manufacturing.
Decidere se avete bisogno di un MES
I responsabili delle operazioni più esperti a volte pensano che il loro stabilimento sia troppo piccolo per un MES, o che il software di cui hanno bisogno sia troppo complesso e costoso. Questo poteva essere vero 20 anni fa, ma non oggi.
MES For Dummies, Plex Systems, 2nd Special Edition
Le aziende di ogni dimensione stanno scoprendo che le soluzioni MES possono offrire vantaggi concreti e un interessante ritorno sull’investimento (ROI). Questo perché le soluzioni MES (o i singoli moduli MES come gestione della qualità o monitoraggio della produzione) con costi di avvio inferiori sono ora disponibili e alcune di esse (opzioni cloud) non richiedono nemmeno l’installazione di un nuovo server o l’esecuzione di aggiornamenti software.
Potete leggere ulteriori informazioni su queste opzioni nel capitolo 5.
Che il vostro obiettivo sia migliorare la qualità, ridurre il magazzino ricambi, digitalizzare e automatizzare i vostri processi per aiutare a compensare l’esaurimento di materie prime, mitigare il rischio grazie all’agilità della supply chain, o tutto quanto sopra, l’implementazione di un MES è probabilmente il passo più importante che i vostri stabilimenti possano compiere per raggiungere il successo.
» Esaminando la quarta rivoluzione industriale
giro — Industry 4.0
» Riconoscere le opportunità che le nuove
possono creare
» Preparazione dei vostri processi produttivi
per la trasformazione digitale
Capitolo 2
Digitalizzazione dei processi produttivi
Le nuove tecnologie stanno cambiando il modo in cui gli stabilimenti sono progettati e gestiti. Non si tratta di piccoli cambiamenti incrementali. Infatti, l’impatto è così radicale che molti esperti lo descrivono come una rivoluzione industriale moderna. Per guidare un’azienda manifatturiera attraverso questa discontinuità operativa, dovete comprendere come questi cambiamenti influenzeranno il vostro settore industriale. Solo allora potrete avviare un processo di trasformazione dei workflow manuali e cartacei di ieri in processi aziendali digitalizzati di domani.
Comprendere la Quarta
rivoluzione industriale
La maggior parte delle persone ha appreso della Rivoluzione Industriale a scuola. All’epoca, i libri di storia spiegavano come le economie si fossero spostate dall’agricoltura alla produzione industriale grazie alla potenza del vapore e alla produzione di massa.
CAPITOLO 2 Digitalizzazione dei processi produttivi
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IN QUESTO CAPITOLO
Oggi, molte persone ritengono che tre rivoluzioni industriali si siano già verificate. E voi state vivendo proprio nel mezzo di una quarta rivoluzione industriale!
La prima rivoluzione industriale è stata l’ascesa della meccanizzazione nel 1700. Durante questo periodo, l’economista Adam Smith iniziò a promuovere concetti come divisione del lavoro, specializzazione e misurazione della produttività industriale.
La seconda rivoluzione industriale è avvenuta nel 1800 con l’introduzione di nuove fonti di energia come carbone, gas, petrolio ed elettricità. L’energia elettrica si è diffusa in tutti i continenti e le fabbriche sono passate alla produzione di massa.
La terza rivoluzione industriale è arrivata nel 1900 con l’introduzione dell’energia nucleare insieme a una serie di altre tecnologie come l’elettronica, i computer e l’automazione.
E la quarta rivoluzione industriale — quella che state vivendo proprio ora — riguarda una maggiore connettività e l’automazione di processo e include l’emergere di sensori, comunicazioni wireless ad alta velocità (incluso il 5G), intelligenza artificiale e cloud. Ognuno di questi ha un potere rivoluzionario, ma insieme stanno consentendo alla produzione di diventare più intelligente e produttiva che mai.
Ognuna delle precedenti rivoluzioni industriali ha comportato l’introduzione di nuove tecnologie che hanno creato enormi opportunità per i primi adottanti. Ma hanno anche portato al crollo di molte aziende precedentemente di successo che non hanno colto i cambiamenti e sono diventate obsolete.
La rivoluzione attuale è chiamata Industry 4.0. Nessuno sa esattamente dove porterà Industry 4.0, ma studiando le tecnologie emergenti di oggi potete iniziare a capire come adottarla e adottare un approccio pratico per determinare quali delle tecnologie attuali risponderanno alle vostre esigenze aziendali critiche. Iniziate in piccolo, nell’area di maggior valore, per verificare se il ritorno sull’investimento (ROI) è presente prima di impegnarvi completamente.
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Introduzione alla smart manufacturing
Industry 4.0 è guidata dallo sviluppo e dall’implementazione di un’ampia gamma di tecnologie che creeranno città intelligenti, dipendenti più connessi e maggiore mobilità. Le fabbriche intelligenti trarranno vantaggio da:
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Industrial Internet of Things (IIoT)
Asset Performance Management (APM)
Automazione dei processi
Comunicazioni cellulari 5G
Cloud computing
Blockchain
Realtà virtuale e aumentata
Veicoli autonomi (e droni)
Robot e cobot
Intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML)
Con la diffusione di queste tecnologie, la loro connettività fornirà dati in modo più rapido e contestualizzato, consentendo decisioni migliori, più sicure e basate sui dati, rendendo così la produzione "smart". Quando queste tecnologie vengono combinate, il risultato è un approccio completamente diverso alla produzione, alla gestione delle operazioni e all'ottimizzazione della supply chain. Pensate a una migliore connettività, a una maggiore automazione, a un monitoraggio più preciso e a un’analisi dei dati più approfondita. Queste tecnologie forniscono informazioni migliori e più accurate alle persone in tempo reale, poiché hanno bisogno di questi dati per prendere decisioni migliori e operare in modo più efficiente.
Per essere competitive in questo nuovo ambiente di smart manufacturing, le aziende devono iniziare a prepararsi oggi stesso.
Preparazione alla trasformazione digitale
Quando si pensa a Industry 4.0, si vedono nuove tecnologie che emergono continuamente, ma arrivano così rapidamente che le aziende non sanno esattamente quali tecnologie avranno senso per le loro esigenze aziendali specifiche o in quale ordine dovrebbero essere implementate. Per la maggior parte dei produttori, la digitalizzazione viene prima e un
Il sistema di gestione della produzione (MES) è considerato un componente fondamentale su cui costruire. Invece di cercare di fare tutto in una volta, le aziende devono iniziare in piccolo con soluzioni di trasformazione individuali che possono essere implementate e riconfigurate rapidamente e facilmente. La maggior parte degli esperti del settore consiglia un approccio graduale (crawl, walk, run) rispetto alle implementazioni tecnologiche “big bang” del passato. Molti esperti descrivono questo cambiamento come “trasformazione digitale”. La trasformazione digitale non consiste nell’installare un determinato software o hardware: è molto più ampia di così. La trasformazione digitale fa parte della tendenza più ampia della “trasformazione aziendale”, che implica la riprogettazione della vostra azienda. Significa trasferire i processi manuali e cartacei su supporti elettronici, affinché le informazioni siano immediatamente disponibili e centralizzate per l’utilizzo da parte di altri sistemi di supporto e dei decisori.
INTEGRAZIONE DELLE INFORMAZIONI AZIENDALI
Kendrick Plastics è un fornitore di livello 1 e livello 2 con sede in Michigan di componenti e gruppi di rivestimento decorativi per interni destinati all’industria automobilistica. Il loro stabilimento di progettazione e produzione di 300000 piedi quadrati dispone di oltre 50 presse che servono linee di verniciatura e stazioni di assemblaggio completamente automatizzate. Prima di Plex, Kendrick Plastics utilizzava 27 diversi software che creavano importanti silos di dati all’interno dell’organizzazione. L’utilizzo di così tanti sistemi rendeva difficile la sincronizzazione dei dati e richiedeva molta manodopera per aggiornare e mantenere l’infrastruttura. Mancava un grande team IT locale per gestire la loro rete complessa e l’attenzione ai loro sistemi aziendali ostacolava la loro capacità di innovare. Kendrick Plastics ha deciso di consolidarsi su un’unica piattaforma che fornisse dati in tempo reale sulle prestazioni produttive e finanziarie, permettendo loro di concentrarsi sulla produzione di ottimi prodotti e sulla creazione di soluzioni innovative ai problemi. In soli sette mesi, Kendrick Plastics ha integrato senza interruzioni un unico MES che fornisce dati in tempo reale, ha migliorato la tracciabilità e ha aumentato l’efficienza delle attività di produzione. Di conseguenza, hanno eliminato 40 ore a settimana di inserimento dati, ridotto lo scarto del 33 percento e snellito il processo di ordine di acquisto da diversi giorni a soli 5 minuti.
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La trasformazione digitale di interi settori industriali sta avvenendo intorno a voi. Con la tecnologia, Amazon ha trasformato il settore della vendita al dettaglio, Uber ha trasformato i trasporti e Airbnb ha trasformato il settore degli alloggi. Tuttavia, nessuna di queste aziende ha realmente creato una nuova tecnologia. Invece, hanno utilizzato tecnologie esistenti per creare, ottimizzare e gestire i processi aziendali in modo diverso da chiunque altro. Nel processo, ciascuna di esse ha cambiato le aspettative dei clienti e ha rivoluzionato il proprio settore consolidato.
Inizio della trasformazione digitale
I produttori possono adottare subito cinque misure per iniziare la loro trasformazione digitale. Ognuna di queste iniziative è importante per garantire che possiate identificare le opportunità e implementare i miglioramenti. Molte di esse sono probabilmente in linea con i programmi di miglioramento dei processi già in corso nella vostra organizzazione, come la lean manufacturing (vedere Capitolo 4) o Six Sigma. Questi passi sono:
1. Standardizzare i processi. La digitalizzazione crea workflow scalabili e ripetibili per eseguire i processi sempre nello stesso modo. La standardizzazione dei processi spesso permette di individuare le fonti di scarto, così come la causa di origine dei problemi di qualità.
2. Scegliete i frutti più facili da raccogliere. Prima che le persone sostengano un'importante iniziativa di trasformazione digitale, devono vedere come piccoli cambiamenti possano portare a grandi miglioramenti. Mostrare il successo di progetti che possono essere completati rapidamente e facilmente e poi estesi a più stabilimenti è un modo per ispirare fiducia nell'affrontare cambiamenti più grandi e complessi.
3. Abbracciate l’innovazione. Incoraggiate il vostro team a esplorare nuove tecnologie e a sperimentare nuovi modi di fare le cose nell’ambito di una cultura del "fail fast, forward" che può creare valore e ridurre gli sprechi.
4. Guidare e responsabilizzare. La cultura è una delle maggiori barriere alla trasformazione digitale. I leader devono abbracciare e comunicare l'importanza strategica di coinvolgere tutti nella preparazione dell'azienda per Industry 4.0 e di dare alle persone più controllo e responsabilità sui dati di cui sono incaricati.
CAPITOLO 2
Digitalizzazione dei processi produttivi
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Miglioramento della gestione dei progetti. La trasformazione digitale può comportare numerosi esperimenti, quindi potete aumentare le vostre possibilità di successo formando il vostro team nelle tecniche di gestione dei progetti per raggiungere con successo gli obiettivi aziendali e i risultati chiave.
IN QUESTO CAPITOLO
» Mitigazione dei rischi per le persone e la redditività
» Individuazione di opportunità per un maggiore controllo della qualità
» Costruzione della base per un miglioramento continuo
Capitolo
3
Controllo
Attività di produzione
Operazioni
A
Un tipico impianto di produzione può essere composto da migliaia di persone, processi e macchine in costante movimento, e una pianificazione accurata aiuta a garantire che tali risorse siano disponibili e protette. La visibilità e la comunicazione in tempo reale sono essenziali per comprendere se l’attività di produzione sta funzionando come pianificato e per individuare nuovi modi per migliorarne il funzionamento.
Riduzione dei rischi
Come recita il detto, “La vita è ciò che accade mentre fate progetti.” Le aziende possono essere estremamente precise nella pianificazione di ogni parte di un’attività di produzione, dai budget al personale e al magazzino ricambi, ma quei piani sono validi solo quanto le informazioni e le ipotesi utilizzate per crearli e monitorarli. E poi c’è la legge di Murphy: se qualcosa può andare storto, lo farà.
CAPITOLO 3 Controllo delle attività di produzione
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Anche se non è possibile eliminare tutti i rischi da un’attività di produzione, un sistema di gestione della produzione (MES) può aiutarvi a ridurli.
Innanzitutto, il MES garantisce che i processi vengano eseguiti in modo coerente. Facendo le cose sempre allo stesso modo, eliminate le variazioni note per causare problemi di qualità e sicurezza.
In secondo luogo, un MES consolida la visibilità dei singoli impianti in una visione più ampia dell’intera attività di produzione. Monitorando i processi produttivi, la produzione e le prestazioni degli asset in tempo reale, riducete il rischio che un problema in una parte della vostra attività di produzione si propaghi a valle. Al contrario, potete identificare immediatamente i problemi e correggerli prima che si traducano in scarto imprevisto — e potenzialmente costoso .
“Jidoka” è un processo in quattro fasi che è una parte importante della lean manufacturing (vedere il Capitolo 4):
1. Individuazione del problema.
2. Interruzione della produzione.
3. Correzione del problema.
4. Individuate la causa di origine e prevenitene il ripetersi.
Eliminazione degli errori
Molti problemi legati agli sprechi nella produzione si riducono a questioni semplici: errori umani, progettazione del processo insufficiente o inadeguata, oppure malfunzionamenti delle macchine. Poiché un MES affronta tutte queste cause alla radice, può eliminare molti degli errori che si verificano negli impianti di qualsiasi dimensione. Ecco sei esempi di processi a prova di errore che porterebbero vantaggi alla maggior parte degli impianti:
» Tecnologie di tracciamento dei materiali come il codice a barre e l'RFID che si collegano a un sistema centrale in tempo reale in ogni punto in cui il materiale viene ricevuto, suddiviso, consumato o spostato. Questo controllo integrato del magazzino ricambi protegge dall'utilizzo del materiale sbagliato per l'attività di produzione richiesta, la distinta base (BOM) o la ricetta.
» Una gestione disciplinata del magazzino ricambi che offre all’azienda una chiara visibilità sui materiali in corso, con conseguente
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maggiore affidabilità per ridurre l'eccesso di magazzino ricambi, l'obsolescenza e i costi di magazzino ricambi associati.
»» Controllo in-process che fornisce un feedback in tempo reale all’operatore in caso di problema di qualità. Con il controllo statistico di processo (SPC) integrato a bordo linea, l’operatore può vedere in tempo reale quando le misure di controllo mostrano un andamento verso i limiti delle specifiche.
»» Gestione dati centralizzata che funge da unica fonte di verità per tutti gli elementi del sistema. Se correttamente integrata con la gestione della qualità, le modifiche alle distinte base e alle ricette, alle specifiche o ai percorsi vengono comunicate automaticamente tramite un sistema senza carta direttamente ai reparti e ai centri di lavoro interessati, eliminando i ritardi che potrebbero causare sprechi.
»» Gestione integrata della manutenzione che assicura che le macchine ricevano una manutenzione adeguata e impedisce che vengano pianificati interventi prima che le macchine siano correttamente configurate. I controlli di controllo sui sistemi di misura assicurano che i dispositivi siano entro la calibrazione prima di essere utilizzati in produzione.
»» Istruzioni di lavoro e di configurazione digitali integrate con i processi produttivi per eliminare gli errori e supportare le iniziative di sicurezza. Questi documenti formano gli operatori sulle corrette procedure di configurazione e di processo e possono essere comunicati immediatamente a tutti i centri di lavoro in caso di modifica.
Ottimizzazione della pianificazione
La domanda dei clienti su cosa produrre e quando produrlo guida il vostro team operativo. Queste decisioni determinano il lavoro anche per altre parti dell’organizzazione. Ad esempio, gli ordini di produzione guidano la pianificazione dei requisiti dei materiali (MRP) lungo la supply chain per le materie prime e i componenti, e la capacità produttiva determina le date “capable to promise” per le vendite potenziali. Un MES sincronizzato con la pianificazione consente a tutti nell’organizzazione di disporre di dati in tempo reale per prendere decisioni utilizzando le informazioni corrette. Un MES può offrire le seguenti funzionalità:
»» Pianificazione finita
• Pianificazione delle operazioni in base al carico e alla capacità
dei centri di lavoro disponibili.
• Pianificazione delle risorse per garantire o considerare la disponibilità delle competenze dei dipendenti, degli strumenti, delle dimensioni del centro di lavoro e di altri fattori.
• Raggruppamento delle operazioni da eseguire dalla stessa materia prima o configurazione del centro di lavoro, in base ai lavori correlati.
• Sequenziamento dei processi produttivi per sovrapporli o eseguirli in parallelo.
• Calcolo delle date "capable to promise" (il tempo più breve in cui un ordine può essere completato in base ai vincoli di materie prime o risorse nel reparto produttivo).
• Visibilità chiara sull’impatto della disponibilità delle materie prime, dell’esaurimento di manodopera o del fermo macchina sulla pianificazione della produzione.
»» Analisi “What-if”
• Creazione di una serie di scenari per esplorare le opzioni di pianificazione prima di decidere quale implementare.
• Analisi dell’impatto delle modifiche nella forza lavoro (come un turno aggiuntivo), nella disponibilità delle apparecchiature (a causa della manutenzione) e nella capacità del centro di lavoro (come l’acquisto di una macchina aggiuntiva).
• Revisione e valutazione delle prestazioni dei diversi scenari utilizzando metriche quantitative.
• Implementazione della pianificazione più ottimale e monitoraggio del successo per i piani futuri.
Molti MES possono visualizzare i programmi di produzione in modo da renderli facilmente comprensibili a chiunque in azienda, ad esempio tramite diagrammi di Gantt o altri elementi visivi.
Miglioramento della qualità e della conformità
Molti settori industriali stanno seguendo la tendenza verso una conformità della qualità basata sul rischio, che si concentra sulla mitigazione dei rischi di qualità attraverso la prevenzione anziché il rilevamento. Questo può riguardare la conformità alle normative governative, agli standard di settore o ai requisiti dei clienti. Alcune normative comuni del settore includono:
»» Lo standard ISO 9001:2015 per i sistemi di gestione della qualità (QMS) : che è stato la base per la qualità
standard nella maggior parte dei settori industriali — è stato rinnovato dopo 25 anni di utilizzo.
»» Molti OEM del settore automobilistico globale si sono riuniti nell’International Automotive Task Force (IATF) per sviluppare linee guida di gestione della qualità più dettagliate rispetto alla ISO 9001:2015, specifiche per le loro supply chain automotive. La IATF 16949 è entrata in vigore il 14 settembre 2018.
»» Il settore alimentare e delle bevande sta vivendo cambiamenti epocali con il Food Safety Modernization Act (FSMA), che conferisce alla U.S. Food and Drug Administration (FDA) una maggiore autorità su come gli alimenti, sia per uso umano che animale, vengono coltivati, raccolti e lavorati. Il FSMA segue l’esempio dell’ISO concentrandosi su approcci protettivi e preventivi con l’analisi dei pericoli e i punti critici di controllo (HACCP), le attuali buone pratiche di produzione (cGMP) e i controlli preventivi basati sull’analisi dei pericoli e sui rischi (HARPC).
In tutti questi standard, la maggiore responsabilità viene trasferita ai fornitori di produzione.
La qualità è importante per qualsiasi produttore. Per alcune aziende, la qualità e la conformità sono regolate da standard di settore, requisiti dei clienti o regolamenti governativi.
Un MES può aiutare a garantire il rispetto degli standard di qualità durante tutto il processo produttivo. Nel caso in cui sorgano dubbi su un prodotto o venga emesso un richiamo, un MES può aiutarvi a individuare e isolare rapidamente i prodotti interessati.
Eccellenza operativa
Ciò che viene misurato viene fatto. Una delle metriche più comuni per gli impianti di produzione è l’efficienza globale delle apparecchiature (OEE). L’OEE viene calcolato moltiplicando tre altre metriche:
OEE = Qualità × Prestazione × Disponibilità
Qualità (percentuale di parti utilizzabili)
Prestazioni (percentuale della velocità massima)
Disponibilità (percentuale del tempo possibile)
CAPITOLO 3
Controllo delle attività di produzione
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In teoria, quando uno stabilimento ha un OEE del 100%, produce solo parti utilizzabili (senza difetti) il più velocemente possibile (velocità massima) utilizzando tutto il tempo previsto per la produzione. In realtà, gli stabilimenti di livello mondiale hanno in media un OEE dell’85%.
Sfortunatamente, per gli stabilimenti più piccoli, l’OEE è spesso difficile da misurare perché i dati sono memorizzati in sistemi diversi o potrebbero non essere acquisiti affatto. Ciò rende difficile per i responsabili delle operazioni vedere l’andamento e identificare le opportunità di miglioramento.
L’implementazione di un MES risolve questo problema perché acquisisce tutti i dati necessari per il calcolo dell’OEE in un unico posto. I responsabili possono vedere cosa sta succedendo in tempo reale e sapere esattamente dove devono concentrare i loro sforzi per aumentare l’OEE e raggiungere l’eccellenza operativa. L’OEE è tipicamente monitorato dai dirigenti da un punto di vista di “andamento” con un ovvio focus sul miglioramento continuo rappresentato da un OEE in crescita.
TASTING SUCCESS
Hausbeck Pickle Company produce cetrioli e peperoni per ristoranti fast food, come Subway, Burger King, Domino’s Pizza, Papa John’s, Taco Bell e KFC. Hausbeck aveva numerose sfide:
• I processi cartacei causavano errori, limitavano la visibilità in tempo reale e portavano a report incoerenti.
• L'azienda non riusciva a monitorare il costo del magazzino ricambi dal ricevimento delle materie prime al prodotto finito.
• La conformità agli audit richiedeva un migliore monitoraggio e una migliore tracciabilità degli ingredienti.
Dopo aver implementato la Plex Smart Manufacturing Platform, Hausbeck ha ottenuto:
• Precisione del magazzino ricambi pari al 99.6%, rispetto al 70% prima di Plex.
• Conformità facilitata alle scorecard dei clienti : dimostrazione della capacità di essere un partner commerciale strategico.
• Capacità di determinare il rapporto necessario tra cetrioli e salamoia, mantenendo così la massima qualità.
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» Focus sul miglioramento continuo in
» Cercate modi per migliorare la visibilità
» Misurazione dei risultati dei miglioramenti
Capitolo 4
Fornire visibilità al
flusso produttivo
Uno dei principi della lean manufacturing è creare un flusso costante in ogni processo. Se immaginate i vostri prodotti che scorrono nel vostro stabilimento come un fiume, migliorare il flusso significa rimuovere costantemente ostacoli come rocce, curve e soprattutto dighe. Quando il flusso migliora, potete eliminare facilmente molte forme di scarto in un processo produttivo, dal magazzino ricambi WIP al tempo di riposo delle macchine. Un sistema di gestione della produzione (MES) può potenziare gli sforzi per migliorare il flusso ed eliminare lo scarto fornendo una visibilità completa su quanto siano sincronizzati le macchine, le persone e il magazzino ricambi nel vostro stabilimento.
Correzione del flusso
Le aziende manifatturiere investono tipicamente una grande quantità di denaro in tre aree: apparecchiature, magazzino ricambi e manodopera. Quanto più queste risorse sono ottimizzate e quanto più riuscite a utilizzarle in modo efficiente, tanto più redditizia sarà la vostra attività di produzione. Come accennato in precedenza, la pratica del lean manufacturing può essere utile per individuare opportunità di miglioramento e ottimizzazione.
CAPITOLO 4
Visibilità sul flusso di produzione
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IN QUESTO CAPITOLO
Lean manufacturing
è una filosofia di miglioramento continuo sviluppata da Toyota nell'ambito del Toyota Production System. È diventata particolarmente popolare nel settore automobilistico, ma è ora comune anche in altri settori industriali, come quello alimentare e delle bevande. Qualsiasi azienda intelligente che cerca di aumentare la redditività considererà il lean come primo passo.
Un aspetto importante della lean manufacturing è rendere fluido il flusso dei prodotti all’interno di uno stabilimento di produzione. L’obiettivo è che i prodotti si spostino in modo costante da una fase del processo alla successiva senza doversi fermare in alcun punto intermedio.
Raggiungere un flusso stabile comporta una serie di vantaggi sorprendenti. Ad esempio, poiché il prodotto è sempre disponibile in ogni fase del processo, è possibile aumentare l’utilizzo delle apparecchiature di produzione, con conseguente aumento dell’OEE (vedere Capitolo 3). Inoltre, poiché i prodotti non devono mai attendere alla fine di una fase di produzione, il flusso può anche ridurre la quantità di magazzino ricambi WIP in tutto lo stabilimento.
Risoluzione proattiva dei problemi
Un MES rende più semplice l’identificazione dei problemi e può eliminare molte criticità che interferiscono con il flusso in uno stabilimento.
Ad esempio, convertendo le checklist cartacee in procedure automatizzate, il MES elimina la necessità di interrompere un processo per assicurarsi che le fasi vengano completate nell’ordine corretto. Invece, il MES applica regole che garantiscono che tutto avvenga nella giusta sequenza, al momento giusto e che venga eseguito correttamente, ogni volta.
Poiché molti MES possono comunicare direttamente con i controllori a logica programmabile (PLC) e i sensori, sono in grado di raccogliere enormi quantità di dati (eliminando il rischio di errori umani, di inserimento o di trasferimento dei dati), di contestualizzare facilmente tali dati e di visualizzarli con analisi e informazioni significative. Ciò consente ai responsabili di accedere a dati affidabili in tempo reale nel contesto del processo, così da poter isolare e risolvere rapidamente i problemi.
Per gli esperti di lean manufacturing, il MES può essere utilizzato anche come contromisura per correggere la causa di origine di un problema e per prevenire che si ripeta in futuro.
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Tracciamento dei flussi di prodotto
Il monitoraggio del flusso dei prodotti è come visualizzare dei fili digitali che attraversano il vostro stabilimento. Per vedere questi fili digitali, dovete scansionare i prodotti in punti critici lungo il loro percorso. Diverse tecnologie possono essere utilizzate per identificare rapidamente e facilmente ogni prodotto, e il MES funge da unico sistema di registrazioni per questi dati di “tracciabilità”. Il risultato della raccolta dei dati in diversi punti di un processo è la capacità di risalire a qualsiasi punto per capire cosa è successo in quel punto.
I codici a barre convertono numeri e lettere in linee verticali che possono essere lette istantaneamente da uno scanner ottico come quelli che avete visto nei supermercati. I codici a barre sono comuni nel settore manifatturiero perché possono essere letti rapidamente e con meno errori.
Uno scanner ottico è semplicemente una telecamera e un decoder collegati a un computer o a un dispositivo palmare in grado di leggere un codice o un simbolo come quello in Figura 4-1.
FIGURA 4-1: Un codice a barre.
I codici Quick Response (QR) e i codici matrice di dati (Figura 4-2) sono modelli bidimensionali per l’archiviazione di dati che possono essere letti da molti dispositivi, compresi gli smartphone. I codici QR possono memorizzare più dati rispetto ai codici a barre e possono includere funzioni di correzione degli errori che li rendono più resistenti ai danni.
FIGURA 4-2: Etichette con codice QR e codice a matrice.
CAPITOLO 4 Fornire visibilità al flusso produttivo 25
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Il modo più semplice per distinguere un codice QR da un codice matrice è cercare i tre grandi quadrati negli angoli. I codici QR hanno questi quadrati, ma i codici matrice no.
Queste tecnologie di etichettatura acquisiscono dati puntuali lungo il flusso del processo produttivo. Quindi, man mano che il magazzino ricambi viene consumato e prodotto, il MES può visualizzare le informazioni di tracciamento in un report come quello mostrato in Figura 4-3.
FIGURA 4-3:
Albero di tracciabilità avanzato.
Queste tecnologie di etichettatura possono essere utilizzate anche per il monitoraggio degli asset nel vostro stabilimento, come pallet, contenitori e utensili. Archiviare queste informazioni nel vostro MES vi aiuta a localizzare facilmente questi asset quando ne avete bisogno, eliminando il tempo che prima veniva sprecato per cercarli.
Avere questa visibilità dettagliata sul magazzino ricambi è una capacità estremamente importante di un MES perché generalmente manca in un ERP. Senza un MES,
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la “scatola nera” delle attività di produzione (come descritto nel Capitolo 1) nasconde il WIP perché un ERP è progettato solo per i processi di spedizione e ricezione. Al minimo, l’azienda deve sapere quando ha ricevuto le materie prime, gli ingredienti o i componenti perché quei costi sono ora a bilancio. L’azienda deve anche sapere quando i prodotti finiti vengono spediti perché può quindi fatturare il cliente per essere pagata. Pertanto, la maggior parte degli ERP semplicemente registra a ritroso il magazzino ricambi consumato nel processo produttivo alla fine, ignorando tutte le attività dettagliate nel reparto produttivo, dove esistono la maggior parte delle opportunità di efficienza.
Non solo il magazzino ricambi costa denaro per l’approvvigionamento, ma occupa anche spazio nella struttura per l’archiviazione. Quello spazio, e i controlli climatici richiesti — o anche le luci e altre attrezzature di sicurezza — costano denaro. Quindi l’obiettivo della maggior parte delle aziende è ridurre al minimo il magazzino ricambi disponibile spostando il materiale dal ricevimento alla spedizione il più rapidamente possibile. Questo processo è chiamato “rotazione del magazzino”. Meno giorni o settimane impiegate per ruotare il magazzino, maggiore sarà la rotazione del magazzino che registrate.
Con la maggior parte degli ERP, il magazzino ricambi in corso di lavorazione — per molti settori industriali il costo più elevato per l’azienda — è in gran parte invisibile e genera un certo grado di incertezza. Con un MES che effettua il monitoraggio del magazzino ricambi nel reparto produttivo, i produttori possono “vedere” il magazzino ricambi e il suo valore. In questo modo, possono ridurre al minimo la necessità di procurarsi materie prime extra (o in eccesso) per garantire di avere abbastanza scorte ed evitare rotture di stock o interruzioni della produzione.
Report con approfondimenti significativi
La raccolta di dati di alta qualità è essenziale per comprendere cosa sta realmente accadendo in uno stabilimento di produzione. Ma perché questi dati siano utili, dovete condividerli con le persone giuste, al momento giusto e in un modo che sia significativo per loro. Gli strumenti di business intelligence possono estrarre i dati da un MES e generare dashboard per gli utenti di tutta l’azienda, come mostrato nella Figura 4-4.
I software di business intelligence sono progettati per facilitare la connessione degli utenti a più database e la trasformazione di grandi quantità di dati in grafici e tabelle facilmente comprensibili per il processo decisionale.
CAPITOLO 4
Visibilità sul flusso di produzione
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FIGURA 4-4: Una dashboard MES.
Per i responsabili delle operazioni, questi dashboard potrebbero includere metriche che mostrano la quantità di parti prodotte, il tempo di produzione per ogni parte, il fermo macchina, lo scarto, il tempo totale di produzione, la qualità delle parti prodotte, il numero di parti con problemi, il tempo impiegato dall’operatore e il costo associato.
Ottenere le informazioni giuste, al momento giusto, per il decisore giusto è fondamentale. Senza di esse, i produttori non hanno la visibilità necessaria per migliorare la pianificazione, le previsioni, la pianificazione della produzione, la determinazione dei costi e altro ancora.
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IN QUESTO CAPITOLO
» Automazione dei processi produttivi
» Fornitura dei dati giusti per le giuste finalità
» Processo decisionale basato sui dati
Capitolo
5
Produzione intelligente
Sia che lo chiamiate produzione intelligente o Industry 4.0, il futuro della produzione prevede l'automazione di molti dei processi ripetitivi e soggetti a errori che oggi vengono eseguiti dalle persone, per liberarle da tali compiti e destinarle ad attività di maggior valore. Nel prossimo futuro potreste utilizzare robot autonomi per svolgere molte funzioni di produzione e l'intelligenza artificiale per prendere decisioni nello stabilimento.
Una piattaforma di produzione intelligente è un sistema digitale di registrazioni che collega persone, sistemi, macchine e supply chain, automatizzando i processi aziendali, monitorando i dati dal reparto produttivo all’alta direzione e fornendo analisi per una visibilità, una qualità e un controllo senza pari. Oggi e in futuro, questa piattaforma può sfruttare il cloud e l’edge computing per offrire ai produttori la massima flessibilità e potenzialità di crescita.
Costruzione delle basi per il futuro
Con l’aggiunta di controllori a logica programmabile (PLC), sensori e sistemi di comunicazione in tutto l’impianto, le aziende hanno iniziato a raccogliere i dati che oggi sono fondamentali per questa generazione. Il
CAPITOLO 5 Abilitazione della produzione intelligente
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dispositivi e dati possono lavorare insieme per rendere i processi e lo stabilimento più intelligenti, quando non sono isolati su quelle macchine.
La tendenza verso l’automazione e il processo decisionale basato sui dati è in continua crescita e, per sfruttare queste capacità, i responsabili delle operazioni dello stabilimento e i loro team devono diventare più intelligenti.
Un sistema di gestione della produzione (MES) agisce come il sistema nervoso centrale delle operazioni, consentendo di collegare e controllare facilmente dispositivi e processi che trasformano il modo in cui i produttori realizzano i prodotti. L'aggiunta delle applicazioni Industrial Internet of Things (IIoT) — definite nella sezione di questo capitolo intitolata “Adopting Industrial IoT” — aggiunge un ulteriore livello di connettività, monitoraggio della produzione e dello stato degli asset, automazione, dati contestuali e insight che portano la trasformazione digitale a un altro livello.
Comprensione dei quattro pilastri della produzione intelligente
La produzione intelligente sta emergendo come un movimento per i produttori. Le seguenti caratteristiche definiscono le categorie di valore che può offrire:
»» Connessione: due caratteristiche della produzione intelligente sono la piena connettività all’interno di un sistema aziendale — non più silos — e le estensioni che consentono ai sistemi di connettersi tra loro per creare una rete integrata di capacità. Le moderne architetture cloud rendono la connettività tra i sistemi molto più semplice tramite le application programming interfaces (API). Ad esempio, collegare applicazioni IIoT a un MES può aiutare a evitare fermo macchina non pianificato, e collegare entrambi a un ERP fornisce una visibilità immediata sullo stato degli asset in tutta l’azienda.
»» Automazione: Oltre alla capacità di automatizzare attività banali o soggette a errori come l’etichettatura o il conteggio, la tecnologia di produzione può controllare accuratamente i prodotti e registrare le ragioni dello scarto. Il software può automatizzare i processi aziendali basati su carta o e-mail con workflow elettronici. Inoltre, la Robotic Process Automation (RPA) può automatizzare i compiti ripetitivi del workflow e, insieme al machine learning,
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apprendimento, miglioramento continuo del processo nel tempo. Ad esempio, in caso di rilevamento di prodotti o materie prime non conformi, il sistema può tracciare quella materia prima attraverso la linea di produzione fino a un punto in cui può essere automaticamente scartata o contrassegnata per la rimozione, semplificando anche il processo di approvazione.
»» Monitoraggio: il monitoraggio del magazzino ricambi e dei processi non è un concetto nuovo, anche se sfruttare il digital thread della conseguente “traccia cartacea” elettronica è diventato un componente fondamentale dei processi e delle fabbriche intelligenti. Un monitoraggio completo e tracciamento con genealogia e storia completa, dalle materie prime ai prodotti finiti, può ridurre il tempo di richiamo a pochi minuti rispetto ai giorni o alle settimane tipici dei processi cartacei.
»» Analisi: le informazioni di produzione in tempo reale aiutano a segnalare e visualizzare KPI critici per un processo decisionale più rapido e sicuro. Potenti analisi contestualizzano i dati tra i sistemi per favorire decisioni informate, dalle prestazioni delle apparecchiature nel reparto produttivo alle prestazioni aziendali nell’alta direzione, e mantengono registrazioni storiche dettagliate per future analisi delle tendenze. In combinazione con l’intelligenza artificiale (AI), la piattaforma può individuare e segnalare schemi nei dati che gli esseri umani non sarebbero in grado di vedere. A differenza dell’AI nei film, la piattaforma fornisce agli esseri umani dati migliori per prendere decisioni più intelligenti.
Implementazione di strumenti di automazione
Le aree di interesse principali dei produttori tendono a essere la produttività, l’efficienza, la qualità e la sicurezza. La tecnologia dovrebbe essere finalizzata a generare valore per queste problematiche aziendali piuttosto che essere fine a sé stessa.
Uno dei modi sempre più comuni per creare valore è quello di acquisire i dati provenienti da macchine, persone e processi nel reparto produttivo e utilizzarli insieme a un MES per gestire in modo più efficiente le operazioni di produzione. I produttori raccolgono dati per il controllo in-process da decenni, ma senza i mezzi per analizzarli o casi d'uso ben definiti, hanno
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Tradizionalmente, i dati venivano “lasciati cadere sul reparto produttivo” o, nel migliore dei casi, archiviati “nel caso in cui servissero”. Questa pratica ha creato molteplici silos di dati, rendendo ancora più difficile utilizzarli a causa della mancanza di contesto.
Questi dati in tempo reale sono sempre stati preziosi per supportare un livello di controllo, sincronizzazione e accuratezza con la produzione, il magazzino ricambi e la qualità. Con l'avvento dell'automazione industriale e dell'IIoT, l'uso dei dati in tempo reale sta accelerando rapidamente. Un MES fornisce un contesto intrinseco a questi dati, come il cliente, il job e il centro di lavoro, nonché l'operatore e l'ora del giorno. Queste informazioni mancavano in passato.
L’automazione, come i robot o i cobot (robot progettati per lavorare insieme ai dipendenti umani), ha preso il posto delle attività “prendi e posa” più ripetitive, mentre altre tecnologie stanno sostituendo compiti più difficili o soggetti a errori, come il conteggio dei pezzi o il controllo dei difetti. Un sistema di controllo visivo può esaminare centinaia o migliaia di pezzi al minuto e registrare sia quelli buoni sia quelli difettosi nel MES in tempo reale.
L'automazione è anche automazione di processo, ad esempio automazione della configurazione dei centri di lavoro o dei lavori, automazione della gestione della qualità e dell'etichettatura a bordo linea, e automazione della raccolta e dell'immissione dei dati, fornendo poka-yoke (mistake-proofing) in modo intrinseco. Queste attività vengono automatizzate per liberare gli operatori umani e permettere loro di svolgere lavori di maggior valore, dove le loro capacità di pensiero critico possono essere utilizzate a maggior vantaggio.
Una delle sfide più grandi per i produttori oggi è attrarre persone per il lavoro in produzione. Le persone arrivano al lavoro da una vita domestica connessa alla tecnologia, dove tutto ha “un’app per questo”. I produttori competono con tutti gli altri settori industriali per questi lavoratori. Le aziende devono digitalizzare i propri ambienti e fornire dati, metodi e responsabilità affinché i lavoratori utilizzino tali dati. Questo crea un ambiente moderno e coinvolgente per attrarre i lavoratori connessi di oggi.
Infine, la novità più recente è quella di prendere tutti questi dati dalle macchine, dal reparto produttivo e dall’alta direzione e aggiungere un livello di analisi della produzione che aiuti a visualizzare e interpretare i dati nel contesto. La capacità delle analisi di fornire informazioni attraverso dashboard è presente da anni, ma con i dati analitici avanzati, i produttori possono visualizzare i trend in tempo reale
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analisi basate su algoritmi in grado di identificare e presentare informazioni non ovvie, come rispondere a domande che non sapevate nemmeno di dover porre. Ad esempio, correlando i programmi di consegna a un problema di qualità, è stato scoperto un aumento dell’umidità causato dall’apertura della porta di ricezione nello stesso momento in cui si verificavano guasti ai componenti. Queste analisi, quando applicate ai processi aziendali in tutta l’impresa, iniziano a rendere la produzione più intelligente che mai.
Un caso d’uso concreto: il vostro stabilimento in Cina e il vostro terzo turno negli Stati Uniti hanno registrato prestazioni insufficienti e gli ordini dei clienti vengono evasi in ritardo. Il supervisore della produzione afferma che il suo team lavora senza sosta, ma non riesce a tenere il passo con la domanda. Con un nuovo MES installato, avete collegato i PLC delle apparecchiature produttive e ora potete vedere se la macchina sta producendo pezzi o è in riposo. I dati non filtrati mostrano che le macchine si fermano per 30 minuti a ogni cambio turno e che si verificano ulteriori periodi di fermo macchina durante le pause del terzo turno. Grazie a questi dati, aggiungete tre ore al programma di produzione scaglionando le pause dei lavoratori ed evitate di acquistare un’altra apparecchiatura costosa!
Collegare il reparto produttivo vi fornisce dati tangibili e in tempo reale che potete utilizzare per prendere decisioni obiettive in tempo utile per ottenere un reale miglioramento dei processi. Un MES può consentirvi in modo proattivo di instillare disciplina e rigore, affinché la produzione avvenga solo quando vengono seguiti i processi e le specifiche corrette comunicate dai piani di controllo e di qualità, e può avvisarvi proattivamente prima che qualcosa venga prodotto fuori tolleranza o fuori specifica. Un MES può anche consentirvi di arrestare automaticamente una macchina quando la produzione o le tolleranze della macchina tendono a uscire dai parametri di specifica, oppure di inviare una notifica o un avviso a un supervisore affinché intervenga.
Ogni azione in produzione, dal movimento del magazzino ricambi, al suo consumo in ogni centro di lavoro, al controllo, all’assemblaggio, fino alla preparazione dei prodotti finiti, può essere registrata in un MES. Il MES diventa il vostro sistema digitale di registrazioni per sostenere e mantenere i processi.
Adozione dell’Industrial Internet of Things
Una volta che i produttori hanno compreso quanto valore contengano i loro dati di produzione in tempo reale, hanno iniziato a utilizzarli per affrontare problemi reali e per individuare ancora più opportunità di miglioramento continuo.
CAPITOLO 5
Produzione intelligente
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L’avvento di Internet e delle tecnologie a basso costo ha portato alla diffusione di miliardi di dispositivi di ogni tipo — dagli smartphone agli elettrodomestici, fino alle automobili — che sono ora collegati in rete e connessi a Internet per condividere dati e rispondere alle istruzioni. Questa tendenza è comunemente chiamata Internet of Things (IoT). Nel settore manifatturiero, il basso costo dei sensori e la crescente diffusione di apparecchiature di reparto produttivo connesse in rete offrono enormi opportunità di raccolta e condivisione dei dati. Quando i sensori si collegano a dispositivi o apparecchiature in un ambiente di produzione, si parla di Industrial Internet of Things (IIoT).
I dispositivi IIoT acquisiscono grandi quantità di dati di processo e ambientali sulla produzione da sensori, PLC e controllori delle macchine, e comunicano tali dati a un gateway accessibile da software di monitoraggio e analisi. Ad esempio, i sensori di vibrazione e temperatura possono rilevare variazioni nelle prestazioni delle apparecchiature produttive e inviare avvisi se è necessaria la manutenzione preventiva. Quando i dati vengono raccolti e analizzati — con tutto il contesto fornito dal MES — potete vedere cosa sta succedendo con le vostre apparecchiature produttive, rivedere cosa è successo nell’ultimo turno, nell’ultima settimana o nell’ultimo anno, e prevedere cosa succederà in futuro per evitare fermo macchina non pianificato.
Questo è un vantaggio per il MES perché il tempo di operatività è un fattore chiave per l’efficienza globale delle apparecchiature (OEE). L’IIoT svolge quindi un ruolo fondamentale nell’automazione dell’intero stabilimento per estendere un livello più elevato di visibilità sulle prestazioni degli asset di produzione critici. Con l’IIoT, la pratica tradizionale della manutenzione programmata può essere integrata con la manutenzione basata sulle prestazioni, eseguendo il lavoro quando il dispositivo mostra segni che necessita di manutenzione. Il monitoraggio e l’analisi dell’IIoT possono identificare un problema di prestazioni prima che si verifichi un guasto che potrebbe causare una discontinuità operativa. Con algoritmi predittivi avanzati, il vostro sistema non solo può prevedere un guasto, ma può identificare miglioramenti delle prestazioni e, in ultima analisi, prescrivere una soluzione (o riparazione) che può essere applicata a cascata in tutta l’impresa e nei sistemi correlati (ERP o sistemi di pianificazione) per aumentare la produttività su scala più ampia. Questi sistemi possono quindi determinare le finestre di fermo macchina meno impattanti per effettuare le riparazioni. Quando ulteriormente abbinata alle capacità del sistema di gestione della manutenzione computerizzata (CMMS), la manutenzione è ancora più automatizzata e un processo a ciclo chiuso. Inoltre, con il contesto applicato dalla produzione, dalla supply chain e persino dalle prospettive di gestione aziendale, i dati IIoT supportano un processo decisionale più ampio, come ad esempio quali clienti sono più a rischio di una consegna puntuale mancata o di un problema di qualità.
In questo nuovo mondo della produzione intelligente e dell’IIoT, la connettività ai dati è fondamentale. L’automazione aiuta a sbloccare il potenziale delle vostre persone. Immaginate le ore di tempo delle vostre persone che possono essere liberate eliminando la raccolta manuale dei dati e integrando i dati di tutte le vostre macchine e dei vostri sistemi informativi in un’unica soluzione per guidare l’azienda. Quando sono liberi da compiti banali, possono concentrarsi sull’estrazione dei dati e sull’analisi degli stessi per ottenere preziose informazioni aziendali.
Connessione tra persone e informazioni
Tutti questi dati sono solo dati finché non vengono collegati alle persone che possono agire su di essi nel contesto appropriato. Quella “scatola nera” all’interno dello stabilimento, come descritto nel Capitolo 1, contiene molte informazioni pertinenti che aspettano solo di essere sbloccate, ma che sono invisibili ai manager e ai dirigenti al di fuori della produzione. I pianificatori del back office, che preparano il piano di produzione, hanno bisogno di visibilità sulle risorse del reparto produttivo per fornire un programma di produzione master realizzabile. Gli aggiornamenti sulla produzione potrebbero essere comunicati all’azienda solo a una frequenza prestabilita — lasciando le operazioni ora per ora scollegate dai report. Senza un MES che funzioni con il vostro ERP, potrebbero verificarsi grandi lacune nelle informazioni aziendali critiche, rendendo difficili decisioni tempestive.
Il dashboard di analisi della produzione nella Figura 5-1 fornisce informazioni sui tassi di produzione, la rotazione del magazzino, lo scarto, gli sprechi e altro ancora.
FIGURA 5-1: Dashboard di analisi della produzione.
Integrando un MES con il vostro software ERP, potete coordinare meglio i processi aziendali ed essere più proattivi nel fornire prodotti di qualità in modo tempestivo ed economico.
Una delle nuove dimensioni del successo aziendale — oltre a tempo/costo/qualità — è la visibilità. La condivisione di informazioni di processo come la qualità e le prestazioni di consegna con i clienti è diventata un elemento chiave di differenziazione. Immaginate di avere accesso a tutti i parametri di controllo in tempo reale necessari per produrre un prodotto ma che non sono intrinsecamente “controllabili”. Una spedizione di prodotti con questo grado di responsabilità permetterà sicuramente a quel produttore di prevalere sui concorrenti che non possono fornirlo.
Consideriamo un supervisore di produzione che riceve una notifica riguardante componenti non conformi prodotti ieri nel secondo turno. Grazie ai dati MES, può vedere quale operatore ha prodotto i componenti, a che ora e su quale apparecchiatura. Questo è già un buon inizio, ma per fare un salto di qualità, la tecnologia IIoT può raccogliere dati dalle due macchine che producono i componenti, indicando che la velocità del nastro trasportatore è stata aumentata per incrementare la produzione. I componenti sono stati poi spostati attraverso una camera di combustione troppo velocemente e non hanno mai raggiunto le temperature richieste secondo i sensori monitorati. Mettendo i dati MES e IIoT in relazione tra loro, il supervisore può vedere quando le prestazioni della macchina sono fuori specifica, determinare quanti componenti sono interessati e contenerli tutti per la rielaborazione prima che lascino lo stabilimento! In casi d'uso avanzati, la tecnologia IIoT rileva il problema, collabora con un MES per avvisare l'operatore e impedisce la produzione di componenti difettosi. Questo tipo di informazioni di produzione in tempo reale consente di monitorare KPI critici per un processo decisionale più rapido, sicuro e informato. Esporre le caratteristiche operative degli asset del vostro reparto produttivo aiuta a migliorare le prestazioni e a ridurre il fermo macchina non pianificato.
Gestione dello stabilimento dal cloud
Per molte strutture, la capacità di adottare nuove tecnologie informatiche è limitata perché le aziende non hanno capitale nel budget da investire in computer, server e software, per non parlare del personale IT per configurare, installare e mantenere tali tecnologie. Questo approccio all’installazione di server per ospitare software nella vostra struttura è chiamato soluzione on-premises – o “on-prem” .
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Con una soluzione on-premises, installate un server all’interno dello stabilimento per ospitare il vostro MES. Oltre all’installazione dell’hardware e del software, un server on-premises richiede anche manutenzione e assistenza. Inoltre, il server deve essere conservato in una stanza pulita e climatizzata, dove è protetto da un ambiente potenzialmente ostile o da danni fisici. Inoltre, la responsabilità della sicurezza dei dati, delle patch e degli aggiornamenti ricade sui vostri team IT o su un team esterno di servizi gestiti. In un’epoca di risorse limitate e di attacchi informatici e ransomware, l’implementazione del software on-premises è sempre più problematica e comporta un elevato rischio aziendale.
Molti produttori stanno ora adottando un approccio diverso, basato su cloud, chiamato Software as a Service (SaaS) per le loro soluzioni MES.
Con una soluzione SaaS, il vostro MES è gestito da un cloud provider che fornisce il software da un data center remoto, collegato tramite Internet o una rete WAN. Poiché la soluzione è offerta dal cloud, non avete hardware o software di server da gestire e non è necessario uno spazio di archiviazione speciale. Inoltre, miglioramenti, correzioni di bug e persino aggiornamenti vengono forniti automaticamente. Questa configurazione riduce la discontinuità operativa e il fermo macchina rispetto agli aggiornamenti dei sistemi on-premises legacy. Le soluzioni cloud eliminano anche i costi aggiuntivi per la manutenzione di ambienti di test “on-line” separati e lo sforzo IT per testare nuove versioni prima di implementarle nell’ambiente di produzione “on-line”.
Con il MES nel cloud, i produttori alleggeriscono un carico IT significativo, consentendo ai professionisti IT di aggiungere maggiore valore all’azienda come analisti di dati e processi. Le soluzioni basate su cloud in genere offrono livelli di tempo di operatività significativamente più elevati, con accordi sul livello di assistenza che garantiscono il 95% di tempo di operatività. I migliori cloud provider raggiungono il 99,9%! I fornitori di software MES basato su cloud sono esperti nel fornire soluzioni robuste con livelli di sicurezza e tempo di operatività molto più elevati rispetto a quelli di qualsiasi singolo produttore. Infine, il MES basato su cloud è più rapido da implementare, offrendo un ROI più veloce rispetto alle soluzioni on-premises.
Il SaaS è diverso dal software tradizionale che è semplicemente ospitato da un cloud provider come Amazon Web Services o Microsoft Azure. Con il SaaS, tutti gli aspetti della gestione della soluzione sono forniti dal fornitore MES, a differenza delle soluzioni ospitate in cui siete ancora responsabili dell’installazione, del collaudo e della manutenzione del software, anche se non dei server e dell’infrastruttura associata.
Oltre a ridurre gli investimenti di capitale grazie alla fornitura di software in abbonamento, le soluzioni SaaS offrono molti altri vantaggi. Ad esempio, con le soluzioni SaaS non dovete tenere traccia delle versioni del software né eseguire aggiornamenti. Tutta la manutenzione del software è gestita dal vostro cloud provider. Alcuni sistemi offrono un “software senza versione” perché i clienti di un fornitore possono utilizzare sempre una versione aggiornata, suddivisa in modo sicuro per ogni azienda. Questo semplifica l’assistenza e favorisce la condivisione delle best practice tra i clienti.
Con i sistemi basati su cloud potete accedere al MES in modo sicuro da qualsiasi dispositivo connesso a Internet. Quindi, che i vostri dipendenti lavorino nello stabilimento, siano in viaggio in tutto il mondo o lavorino da casa, possono accedere e vedere cosa sta succedendo.
Le soluzioni MES basate su cloud cambiano anche il vostro approccio alla sicurezza. Con una soluzione on-premises, vi affidate esclusivamente al vostro team IT interno (o a un costoso fornitore di servizi gestiti) per gestire l’accesso al vostro sistema e prevenire attacchi hacker e virus. Questa è una proposta rischiosa, poiché i ransomware e gli attacchi informatici sono in aumento, costano ai produttori milioni di dollari all’anno in pagamenti di riscatto, possono bloccare la produzione e hanno persino causato il fallimento di alcune aziende. Con i sistemi basati su cloud, tuttavia, queste responsabilità sono condivise con gli esperti del vostro fornitore di software cloud. Questo team più ampio ha spesso una maggiore capacità di identificare i problemi di sicurezza e di risolverli rapidamente. Un sito utile per verificare la sicurezza dei fornitori è SecurityScorecard.com, per vedere come si comportano rispetto a vari test e criteri di sicurezza.
Un altro vantaggio dei sistemi basati su cloud è la scalabilità. Con le soluzioni on-premises, dovete acquistare più dischi rigidi e più server man mano che accumulate dati e installate MES in nuovi stabilimenti. Con le soluzioni basate su cloud, l’aggiunta di archiviazione dati o la messa “on-line” di un nuovo stabilimento è gestita dal fornitore del software cloud. Invece di effettuare un investimento di capitale in hardware e software, dovete semplicemente modificare i termini del vostro abbonamento.
Un ultimo vantaggio di eseguire il vostro MES su cloud è che può facilitare l’integrazione con altri software, compresi i sistemi ERP e gli strumenti di business intelligence.
Per molti stabilimenti di produzione, i vantaggi di un MES basato su cloud sono un fattore importante da considerare quando si valutano le possibili soluzioni.
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CAPITOLO 5
Produzione intelligente
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PASSAGGIO AL CLOUD
G&W Products è un produttore che voleva aumentare la crescita. Quando un nuovo CEO ha preso il comando più di dieci anni fa, ha visto qualcosa che poteva ostacolare questo obiettivo: il sistema ERP on-premises legacy dell’azienda.
A differenza di molti piccoli produttori, G&W non credeva al mito che il cloud sia limitato alle grandi imprese. L’azienda si vede come un leader che utilizza la tecnologia per trasformare completamente la propria attività, e a ragione. G&W Products è passata da operazioni di produzione per lo più manuali e basate sulla carta a una produzione moderna, snella e di livello mondiale in quasi un anno. -
G&W ha scelto una soluzione basata su cloud che includeva MES come componente unificato del suo nuovo ERP.-ponente del suo nuovo ERP. L’azienda aveva due stabilimenti da mettere “on-line”. Il progetto è durato circa quattro mesi, in parte a causa dell’inserimento manuale di 18000 codici prodotto anziché utilizzare la migrazione dei dati. Il team ha imparato molto sull’importanza di “good data in, good data out” durante l’implementazione, il che ha permesso di individuare un errore di saldatura, garantendo con certezza al 100% che nessun prodotto difettoso arrivasse al cliente.
G&W ha trovato il modo di migliorare continuamente i processi. Ha ottimizzato il controllo passando da sei o sette schermate per domanda a completare i controlli istantaneamente da un'unica query. La risoluzione dei dati scende fino alle materie prime, il che ha permesso all'azienda di superare tutti i 300 controlli da quando ha installato Plex. G&W ha anche ridotto il magazzino ricambi del 25% e ha aumentato la consegna puntuale dall'80 al 98%. Ora G&W sta affrontando problemi che vanno direttamente al risultato finale perché l'azienda dispone di dettagli preziosi che non aveva mai avuto prima.
IN QUESTO CAPITOLO
» Valore aziendale e trasformazione dei processi
» come guida
» Creazione di una road map di implementazione
» Misurazione dei risparmi in termini di
valore aziendale
Capitolo 6
Utilizzo di MES per creare valore
per la vostra azienda
La decisione di implementare un sistema di gestione della produzione (MES) dovrebbe basarsi su un business case ben definito, con metriche di successo e un impegno a misurare e comunicare i progressi verso il raggiungimento delle metriche target. Il business case e le metriche di successo dovrebbero essere il risultato di una trasformazione dei processi aziendali, con il MES che funge da abilitatore (“il cosa”).
Trasformazione dei processi
Quando scegliete un MES, lasciate che sia la trasformazione dei processi a guidarvi.
Evitate di concentrarvi sulle funzionalità in questa fase e invece focalizzatevi su
dove le vostre operazioni devono migliorare (“il perché”). Considerate
queste esigenze:
»» Maggiore controllo sulle attività degli operatori, con una migliore efficienza
»» Visibilità in tempo reale sul lavoro in corso (WIP) e sul volume produttivo
CAPITOLO 6 Utilizzare il MES per generare valore per la vostra azienda
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»» Riduzione del magazzino ricambi e dello scarto
»» Tracciamento dai prodotti finiti a ritroso attraverso il processo di produzione e la supply chain-
»» Integrazione tra procedure di qualità formali e processi operativi-
»» Allineamento della produzione e della manutenzione
Documentate i problemi prevalenti e l’impatto aziendale per ogni area di miglioramento e create una visione di ciò che volete ottenere nel breve, medio e lungo termine. Mantenere il focus sul miglioramento operativo o sui risultati in questa fase vi aiuta a mantenere la priorità quando iniziate a esplorare le soluzioni (il “come”).
Composizione del team
Un progetto MES trasformerà le vostre operazioni di produzione, ma avrà anche un impatto su molte altre funzioni. Gestire correttamente il progetto con un team interfunzionale di stakeholder focalizzati sul valore può ridurre il tempo necessario per selezionare una soluzione e implementarla.
All'interno della vostra azienda, è necessario ottenere il consenso e il coinvolgimento degli stakeholder. Gli stakeholder possono essere suddivisi in due categorie:
»» I benefici aziendali del miglioramento dei processi
»» Utenti del sistema più direttamente interessati dal cambiamento del processo
Ad esempio, la finanza potrebbe essere un beneficiario mentre le operazioni potrebbero essere influenzate dal cambiamento. Non ignorate i requisiti di IT e della tecnologia operativa (OT) dell’impianto, allineandoli entrambi sia durante l’implementazione sia per il supporto a lungo termine.
Costituite un team di progetto che includa rappresentanti delle funzioni interessate. È fondamentale anche un forte sostegno da parte della direzione. Senza il supporto della direzione per questa trasformazione aziendale, gli ostacoli e la resistenza al cambiamento potrebbero bloccare il progetto.
Una volta reclutati i giusti responsabili di processo e gli esperti di settore per il vostro team, potete documentare i vostri requisiti aziendali, le metriche e iniziare la ricerca del vostro nuovo sistema MES!
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Creazione di una roadmap di implementazione
Sono disponibili molte strategie e framework per guidarvi attraverso un processo di selezione e aiutarvi a costruire una roadmap basata sul valore che definisca come la vostra azienda si trasformerà in un determinato periodo di tempo. Ciò che è più importante all’inizio è che abbiate una buona comprensione di ciò che è possibile e di ciò che i potenziali fornitori di soluzioni offrono. Evitate di fare affidamento solo su ciò che conoscete attualmente, perché la tecnologia cambia rapidamente e volete evitare idee preconcette.
Valutazione della tolleranza al rischio
Durante l’analisi delle possibilità, valutate la vostra tolleranza al rischio e i rischi specifici che volete evitare. La maggior parte delle aziende non è interessata a sviluppare e supportare soluzioni personalizzate una tantum a causa dell’elevato costo di supporto e dell’inevitabile costo dell’obsolescenza quando si tratta di aggiornamenti. Molte aziende hanno apprezzato il valore delle soluzioni SaaS. Quando una soluzione mission-critical deve essere affidabile, i costi IT possono salire alle stelle per mantenere la ridondanza e la sicurezza richieste. Le soluzioni SaaS distribuiscono questi costi tra tutti i loro clienti e quindi riducono significativamente il carico sulla singola azienda. Infine, quali controlli e bilanciamenti saranno messi in atto per evitare la personalizzazione? Molte aziende hanno scoperto che il SaaS offre approcci di best practice all’automazione dei processi aziendali e fornisce il valore che cercano senza il timore che il team di progetto introduca personalizzazioni, portando a un elevato costo di proprietà in futuro.
Scelta di un fornitore
Ora che avete compreso le vostre priorità e le potenziali strategie di abilitazione, costruite una roadmap basata sul valore che vi permetta di concentrarvi su ciò che volete abilitare nel tempo e che utilizzi il valore aziendale come criterio per la definizione delle priorità. Utilizzatela per guidare i vostri criteri di selezione nella scelta di un MES. Affidatevi al vostro partner software di fiducia per aiutarvi ad articolare ciò che è possibile nel contesto del valore o del miglioramento di processo che state cercando. Evitate di concentrarvi troppo sulle caratteristiche e sulle funzioni.
CAPITOLO 6 Utilizzo del MES per creare valore per la vostra azienda
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A volte, le richieste formali di proposta (RFP) sono inevitabili, ma possono generare un comportamento che non serve a nessuno. I fornitori finiscono per rappresentare qualcosa di più di ciò che offrono. I clienti definiscono i requisiti in base a ciò che pensano di dover avere, basandosi su ciò che hanno sempre conosciuto, lasciando poco spazio all’innovazione. I clienti finiscono per acquistare più del necessario e personalizzare per ottenere ciò che pensano di volere. E il fornitore non può opporsi perché è ritenuto responsabile della RFP originale!
Modello di governance
Ora che avete una roadmap e avete selezionato il vostro fornitore di soluzioni, il passo successivo è costruire il modello di governance del vostro team di implementazione. È fondamentale avere un team che conosca le operazioni e i sistemi attuali e che possa dedicare abbastanza tempo al progetto. È altrettanto importante avere uno stakeholder esecutivo innestato attivamente e disponibile a prendere decisioni chiave quando necessario. Spesso vengono assegnati più stakeholder. Questo non è un problema. Anche se avere più stakeholder generalmente significa più conversazioni e una tempistica leggermente più lunga, porterà a una migliore adozione.
Il vostro partner di implementazione vi fornirà la best practice e il know-how a partire da un project charter o da un piano di esecuzione.
Parallelamente, se scegliete una soluzione SaaS, il team principale dovrebbe partecipare a una formazione completa sul prodotto. L’obiettivo è fornire un’introduzione e una panoramica su come funziona e viene configurato il software, così che il team sia meglio preparato per le attività di implementazione.
Il team di implementazione avrà quindi un punto di vista su come i vostri casi d’uso possono essere implementati all’interno della soluzione software. Questo è un primo passo fondamentale per ottenere un allineamento sulle best practice e ridurre al minimo il rischio di personalizzazione. Fornisce inoltre l’opportunità di identificare i punti di connessione che forniranno input alla strategia di integrazione.
Preparazione all’integrazione
Poi arriva la parte più impegnativa, che include le attività di configurazione e la preparazione dei dati master da caricare. Parallelamente, il team IT dovrebbe lavorare con il fornitore della soluzione per eseguire la strategia di integrazione e scambiare informazioni con ERP e/o altri sistemi in modo continuo.
Il prossimo passo fondamentale nel processo è determinare la prontezza. Questo generalmente comporta un test pilota o una prova end-to-end della soluzione per confermare il funzionamento e introdurre un team più ampio di operatori ai nuovi processi.
Mantenimento del successo
Infine, c’è il momento del “go-live”, quando il sistema viene reso disponibile per supportare la gestione delle operazioni di produzione. Tuttavia, il lavoro non dovrebbe finire qui. È fondamentale che pensiate e pianifichiate la gestione del cambiamento durante il deployment del MES, per garantire che tutto il vostro team adotti la soluzione e i processi ottimizzati che essa abilita. Una volta che il team ha adottato il software, i membri possono partecipare ad attività di miglioramento continuo per incrementare le performance.
La gestione del cambiamento, compresa l’adozione da parte degli utenti, presenta tre aree di attenzione fondamentali per garantire e mantenere il successo: 1) creazione di un modello di gestione del cambiamento, 2) definizione della comunicazione e 3) presenza di sponsor che diffondano tali messaggi, prendano decisioni e garantiscano la responsabilità.
Il primo passo è creare un modello generale di gestione del cambiamento e di progressione che serva da checklist di readiness. Un esempio è ADOPT:
»» Consapevolezza: le persone sono consapevoli del motivo del cambiamento
»» Desiderio: le persone parteciperanno e contribuiranno al cambiamento
»» Inserimento: le persone ricevono una formazione e una comunicazione adeguate
»» Pratica: le persone possono utilizzare il cambiamento nella pratica con il supporto di un team se necessitano di assistenza
»» Insegnamento: le persone diventano esperte e possono fare da mentori e supportare gli altri
Le ultime due, comunicazione/messaggistica e sponsorizzazione, sono collegate tra loro e al modello di gestione del cambiamento. Una comunicazione e una messaggistica coerenti e continue sono fondamentali per garantire che le persone siano informate e dispongano delle informazioni necessarie per progredire nel cambiamento.
La sponsorizzazione non è una sola persona, ma in realtà comprende più ruoli. Gli sponsor esecutivi, ad esempio un CEO/presidente o un altro dirigente, definiscono l’aspetto principale e comunicano in modo costante; i manager di prima linea comunicano a livello di dipartimento o di team.
Avere un modello da seguire, una serie di sponsor con cui comunicare in modo coerente e messaggi ben pensati e utili che consentano alle persone di progredire aumenta notevolmente il successo di un processo di gestione del cambiamento.
Misurazione dei risultati MES
Molte aziende rimangono sorprese dalla rapidità con cui possono ottenere vantaggi dall’implementazione di un MES. Per questo motivo, è importante che i KPI siano determinati in anticipo per misurare il successo. Ciò consente al team di progetto di dimostrare i progressi e di costruire su di essi. Un recente sondaggio della società di analisi IT Gartner ha rilevato che quasi un terzo delle aziende che hanno implementato un MES ha visto molti dei vantaggi che mirava a ottenere in meno di tre mesi. Questi vantaggi includevano:
»» Riduzione della latenza di reporting
»» Aumento della rotazione del magazzino
»» Miglioramento della qualità attraverso il controllo del reparto produttivo
»» Conformità normativa e tracciabilità dal prodotto finito alla supply chain
»» Miglioramento delle prestazioni e della visibilità operativa tra i siti
Questi vantaggi sono chiaramente preziosi per i responsabili della gestione delle operazioni e i professionisti della supply chain, tuttavia è necessario considerare anche la capacità di investimento di un’azienda. I dirigenti spesso si basano su criteri finanziari specifici quando scelgono tra le alternative e misurano il valore di un’implementazione MES:
»» Spesa in conto capitale iniziale (CAPEX)
»» Spese operative in corso (OPEX)
»» Ritorno sull’investimento (ROI) e time to value (TTV)
»» Riduzione prevista del magazzino ricambi e aumento dei giri
»» Riduzione di scarto o sprechi
»» Migliore utilizzo delle apparecchiature e maggiore volume produttivo dell’impianto
Le differenze nel modo in cui è progettata una soluzione MES possono avere un impatto su queste metriche.
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Ad esempio, le soluzioni MES on-premises richiedono un investimento CAPEX iniziale per installare i server, acquistare le licenze utente e coprire i costi del personale per la manutenzione dell’hardware e del software dei server. Le soluzioni SaaS, invece, non prevedono spese di capitale iniziali, ma sono finanziate con un modello OPEX in abbonamento, che spesso si adatta meglio alle performance aziendali. Le soluzioni SaaS tendono anche a essere più semplici da scalare verso l’alto o verso il basso.
I miglioramenti delle operazioni aziendali in termini di magazzino ricambi ed efficienza possono quindi compensare i costi di implementazione del sistema, fornendo un forte ROI nel più breve tempo possibile.
Anche se è importante mostrare un ROI a breve termine per l’implementazione di un MES, dovete pensare anche al lungo termine. Un sistema MES apre la porta all’integrazione di nuove tecnologie che possono offrire un valore ancora maggiore in futuro. Per sfruttare molte delle tecnologie di Industry 4.0, sarà essenziale che il vostro stabilimento sia dotato di un MES robusto e flessibile : un elemento fondamentale di una fabbrica intelligente.
CAPITOLO 6
Utilizzare il MES per creare valore per la vostra azienda
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IN QUESTO CAPITOLO
» » Continuate a migliorare il vostro
gestione delle operazioni
» » Riduzione dei costi che vanno direttamente al vostro
risultato finale
» » Riduzione dei rischi per l’azienda e per
clienti
Capitolo 7
Dieci modi in cui un MES aggiunge valore al vostro risultato economico
» Miglioramento della qualità e del controllo della produzione: i MES offrono valore orchestrando e rendendo a prova di errore i processi, dalle materie prime ai prodotti finiti.
» Garantire la conformità alle normative: i MES riducono il rischio di richiami fornendo informazioni precise sui componenti utilizzati nei prodotti che realizzate.
» Sincronizzazione dei processi: I MES possono aiutarvi a monitorare e regolare la durata del ciclo di ogni fase per ridurre al minimo il WIP e accelerare il vostro volume produttivo.
» Maggiore visibilità: i MES forniscono dashboard con informazioni rilevanti su ciò che sta accadendo in tempo reale, così da individuare tempestivamente i problemi e mantenere l’attività di produzione senza intoppi.
CAPITOLO 7 Dieci modi in cui un MES contribuisce ai vostri profitti aziendali
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»» Accelerazione della reportistica di gestione: i MES possono garantire che tutti in azienda possano accedere alle informazioni di cui hanno bisogno quando ne hanno bisogno.
»» Aumento dell’utilizzo degli asset: i MES possono aumentare l’utilizzo degli asset ottimizzando la pianificazione e la manutenzione per eliminare il fermo macchina non pianificato.
»» Riduzione dei costi: I MES possono fornire risparmi diretti riducendo il tempo necessario per produrre ogni unità e contribuiscono direttamente al risultato economico.
»» Semplificazione delle modifiche tecniche: i MES possono aiutarvi a identificare tutte le modifiche necessarie per implementare una modifica tecnica e a garantire che tutto venga aggiornato correttamente.
»» Miglioramento della collaborazione nella supply chain: i MES assicurano che i fornitori abbiano accesso a dati accurati, così da poter collaborare più facilmente e allineare le loro consegne per supportare i processi produttivi.
»» Semplificazione della gestione del sistema: un MES cloud può semplificare l’IT delegando la manutenzione del sistema al fornitore del software MES cloud, eliminando un enorme onere IT per il produttore.
Glossario
Gestione delle performance degli asset (APM): monitoraggio proattivo delle condizioni di macchine e stabilimento mediante tecnologia Industrial Internet of Things per garantire tempo di operatività, volume produttivo e manutenzione ottimali.
Cloud computing: pratica che consiste nell’utilizzare una rete di server remoti ospitati su Internet per archiviare, gestire ed elaborare dati, anziché un server locale o un personal computer.
Trasformazione digitale: processo di utilizzo delle tecnologie digitali per creare nuovi o modificare quelli esistenti processi aziendali, cultura ed esperienze dei clienti per soddisfare requisiti aziendali e di mercato in continua evoluzione.
ERP (enterprise resource planning): processo (e software) utilizzato dalle aziende per gestire e integrare le parti più importanti della loro attività. Le applicazioni software ERP aiutano le aziende a integrare tutti i processi necessari per gestire le loro attività in un unico sistema digitale di registrazioni.
Industrial Internet of Things (IIoT): sensori, strumenti e altri dispositivi interconnessi in rete con le applicazioni industriali dei computer, inclusi il processo produttivo e la gestione dell’energia. Questa connettività consente la raccolta, lo scambio e l’analisi dei dati, facilitando miglioramenti nella produttività e nell’efficienza, oltre ad altri benefici economici.
rotazione del magazzino: Misura del numero di volte in cui il magazzino ricambi viene venduto o utilizzato in un determinato periodo di tempo, ad esempio un mese o un anno.
lean: Un processo produttivo incentrato sul miglioramento continuo e sulla riduzione al minimo degli sprechi nei sistemi di produzione, massimizzando al contempo la produttività.
Sistema di gestione della produzione (MES): sistema informatico che fornisce visibilità e controllo sul lavoro in uno stabilimento.
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Glossario
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Gestione delle operazioni di produzione (MOM): Insieme di sistemi per la gestione dei processi produttivi end-to-end con l’obiettivo di ottimizzare l’efficienza. Spesso utilizzato come sinonimo di MES.
manufacturing resource planning (MRP): sistema di manufacturing resource planning, pianificazione, programmazione e controllo del magazzino ricambi utilizzato per supportare l’approvvigionamento delle materie prime giuste al momento giusto.
Elaborazione dati on-premises ("on-prem"): Utilizzo di server informatici situati presso lo stabilimento di produzione per archiviare ed elaborare le informazioni.
efficienza globale delle apparecchiature (OEE): metrica di stabilimento che combina i KPI di volume produttivo, disponibilità delle macchine e qualità accettabile.
Monitoraggio della produzione: KPI operativi trasparenti e in tempo reale derivati dalla connettività alle macchine del reparto produttivo per promuovere miglioramenti continui.
controllore a logica programmabile (PLC): Dispositivo industriale per il controllo dei processi produttivi, come linee di assemblaggio, dispositivi robotici o qualsiasi attività che richiede un controllo ad alta affidabilità.
Sistema di gestione della qualità (QMS): Sistema formalizzato che documenta processi, procedure e responsabilità per il raggiungimento delle politiche e degli obiettivi di qualità.
Codice QR (Quick Response): codice leggibile da macchina (simile a un codice a barre) costituito da una matrice di quadrati neri e bianchi, generalmente utilizzato per memorizzare URL web o altre informazioni da leggere con la fotocamera dello smartphone o uno scanner.
Software as a Service (SaaS): Modello di licenza e distribuzione del software in cui il software è concesso in licenza su base di abbonamento e viene distribuito tramite Internet da un data center ospitato centralmente.
Six Sigma: Tecnica di miglioramento dei processi che utilizza la statistica per misurare i processi e ridurre le variazioni.
Produzione intelligente: Secondo MESA.org, la produzione intelligente è l'orchestrazione e l'ottimizzazione intelligente e in tempo reale dei processi aziendali, fisici e digitali all'interno delle fabbriche e in tutta la catena del valore. Risorse e processi sono automatizzati, integrati, monitorati e continuamente valutati in base a tutte le informazioni disponibili, il più vicino possibile al tempo reale.
work in progress (WIP): Termine utilizzato per descrivere i prodotti parzialmente finiti che sono iniziati come materie prime ma che si trovano in varie fasi del processo produttivo prima di essere considerati prodotti finiti.
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Note
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