El sector manufacturero no es ajeno al impacto del aumento de la demanda pública de bienes de consumo causado por retiradas del mercado, escasez de materias primas o interrupción de las cadenas de suministro. Un ejemplo es la reciente retirada de fórmulas infantiles por parte de Abbott Nutrition, que ha hecho que los padres se peleen por todo el país en busca de alternativas utilizables. Para eliminar este déficit, se ha instado a otros fabricantes de alimentos y bebidas a que aumenten la producción, pero las quejas sobre el agotamiento de los calendarios y otros problemas de programación ponen de manifiesto las dificultades de aumentar inmediatamente las tasas de producción.
Con el aumento de la demanda y unos plazos de producción muy ajustados, surge la necesidad de optimizar las líneas de producción, las cadenas de suministro y todo el proceso de fabricación. La optimización de los programas de fabricación proporciona excelentes soluciones a corto plazo para aumentar el rendimiento y satisfacer la demanda fluctuante. Los modelos de simulación y gemelos digitales proporcionan a los fabricantes una potente herramienta para analizar los complejos retos operativos y ofrecer planes de programación para mitigarlos.
Herramientas de optimización de la programación
La transformación digital en curso en la fábrica media, que simplifica los procesos de recopilación de datos, dota a los fabricantes de los datos necesarios para comprender los retos de la programación. Aunque existen diversas soluciones de transformación digital para analizar los retos operativos, la simulación y el modelado de gemelos digitales se han identificado como las soluciones más potentes para optimizar los planes de programación.
El empoderamiento que ofrece el modelado de simulación reside en su capacidad única de capturar activos individuales en el taller, personal, materias primas y sus correspondientes interacciones en toda la línea de producción. La captura de estos parámetros proporciona a las empresas industriales una instalación virtualizada para evaluar los planes de optimización para hacer frente a los retos de producción previstos e imprevistos. En los escenarios en los que se evalúan los imprevistos, entra en escena el concepto de programación basada en el riesgo. En este caso, se desarrollan programas para hacer frente a los riesgos y garantizar un rendimiento de calidad en los volúmenes requeridos.
El gemelo digital es otra potente herramienta de optimización que tiene en cuenta los cambios en tiempo real para una programación ágil. En cuanto a las definiciones, los gemelos digitales son representaciones virtuales precisas de instalaciones del mundo real en las que es posible el intercambio de datos en tiempo real. Las soluciones de gemelos digitales de vanguardia desarrollan representaciones virtuales a partir de diversas fuentes de datos empresariales, como sistemas empresariales de fabricación (MES), sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP), dispositivos IoT y datos cotejados en hojas Excel.
Resolver problemas de programación con simulación y modelado de gemelos digitales
Según una encuesta de la Asociación Nacional de Fabricantes, aproximadamente el 36% de los fabricantes se enfrentan a retos en la cadena de suministro que repercuten en la capacidad del fabricante para cumplir los plazos de producción. Otros retos son la previsión de la demanda, la mejora de la eficiencia y la gestión de los tiempos de inactividad. Como muestra el ejemplo de la escasez de preparados para lactantes, prever la demanda es un proceso delicado debido a su dependencia de la predicción de situaciones del mundo real. A pesar de los retos asociados a las previsiones de la demanda, disponer de un programa optimizado ayuda a mitigar los problemas asociados a la fluctuación de la demanda.
Un enfoque de programación progresiva proporciona a las empresas industriales evaluaciones precisas para hacer frente a la fluctuación de la demanda. El proceso de programación progresiva implica evaluar las condiciones actuales de una instalación, como la disponibilidad de recursos, los niveles de inventario, el trabajo en curso, etc., para desarrollar una programación optimizada que destaque lo que se necesita para satisfacer la demanda. La programación optimizada proporcionará al fabricante información sobre los recursos y el plazo necesarios para satisfacer la demanda en tiempo real.
Un gemelo digital de procesos aporta un nuevo nivel de fidelidad a la programación que actualmente no está disponible en las herramientas de modelado basadas en recursos. Utilizando un gemelo digital de procesos, los recursos del sistema de fabricación pueden tener un estado ocupado, inactivo o fuera de turno que imita la dinámica operativa del mundo real. Los objetos individuales del gemelo digital también están imbuidos de patrones de comportamiento precisos y sus restricciones asociadas, igual que en una fábrica física. El gemelo digital también aprovecha las animaciones en 3D para apoyar la visualización de los resultados a la hora de proporcionar información a los responsables de la toma de decisiones.
El alto nivel de detalle y agilidad que proporciona un gemelo digital de procesos dota a las empresas de las herramientas para desarrollar programaciones procesables. En este caso, los calendarios procesables se refieren a calendarios que pueden aplicarse inmediatamente en la fábrica. Así, con los calendarios procesables, el fabricante obtiene un plan viable que difiere de los estudios de viabilidad que sólo pueden proporcionar una visión evaluada.
Conclusión
Aprovechar la simulación y el modelado de gemelos digitales proporcionará a la empresa industrial media estudios de viabilidad y calendarios procesables para superar los retos de la demanda fluctuante y otros cuellos de botella de la producción. Implementar con éxito calendarios procesables garantiza que los sistemas de producción funcionen de forma óptima y sean lo bastante ágiles para hacer frente a los cambios en tiempo real.