O setor de manufatura não está alheio ao impacto do aumento da demanda do público por bens de consumo causado por recalls, escassez de matérias-primas ou interrupções nas cadeias de suprimentos. Um exemplo é o recente recall de fórmulas para bebês da Abbott Nutrition, que deixou os pais em todo o país à procura de alternativas utilizáveis. Para eliminar essa escassez, outros fabricantes de alimentos e bebidas foram instados a aumentar a produção, mas as reclamações sobre os cronogramas esgotados e outros desafios de programação destacam as dificuldades de aumentar imediatamente as taxas de produção.

Com o aumento da demanda e prazos de produção apertados, surge a necessidade de otimizar as linhas de produção, as cadeias de suprimentos e todo o processo de fabricação. A otimização das programações de fabricação oferece excelentes soluções de curto prazo para aumentar o rendimento e atender à demanda flutuante. Os modelos de simulação e de gêmeos digitais oferecem aos fabricantes uma ferramenta poderosa para analisar desafios operacionais complexos e fornecer planos de programação para atenuá-los.

Ferramentas de otimização de agendamento

A transformação digital em andamento na fábrica média, que simplifica os processos de coleta de dados, capacita os fabricantes com os dados para entender os desafios da programação. Embora existam diversas soluções de transformação digital para analisar os desafios operacionais, a simulação e a modelagem de gêmeos digitais foram identificadas como as soluções mais poderosas para otimizar os planos de programação.

A capacitação que a modelagem de simulação oferece está em sua capacidade exclusiva de capturar ativos individuais no chão de fábrica, pessoal, matérias-primas e suas interações correspondentes em toda a linha de produção. A captura desses parâmetros fornece às empresas industriais um recurso virtualizado para avaliar planos de otimização para lidar com desafios de produção previstos e imprevistos. Nos cenários em que as ocorrências imprevistas são avaliadas, o conceito de programação baseada em riscos entra em cena. Aqui, as programações são desenvolvidas para lidar com os riscos e garantir um rendimento de qualidade nos volumes necessários.

O gêmeo digital é outra poderosa ferramenta de otimização que leva em conta as mudanças em tempo real para uma programação ágil. De acordo com as definições, os gêmeos digitais são representações virtuais precisas de instalações do mundo real em que o intercâmbio de dados é possível em tempo real. As soluções de gêmeos digitais de ponta desenvolvem representações virtuais a partir de diversas fontes de dados empresariais, como sistemas empresariais de manufatura (MES), sistemas de planejamento de recursos empresariais (ERP), dispositivos de IoT e dados agrupados em planilhas do Excel.

Solução de problemas de programação com simulação e modelagem de gêmeos digitais

De acordo com uma pesquisa da Associação Nacional de Fabricantes, aproximadamente 36% dos fabricantes estão enfrentando desafios na cadeia de suprimentos que afetam a capacidade do fabricante de cumprir os prazos de produção. Outros desafios incluem prever a demanda, melhorar a eficiência e lidar com o tempo de inatividade. Como mostra o exemplo da escassez de fórmulas para bebês, a previsão da demanda é um processo complicado devido à sua dependência da previsão de situações do mundo real. Apesar dos desafios associados às previsões de demanda, ter um cronograma otimizado ajuda a reduzir os problemas associados à demanda flutuante.

Uma abordagem de programação avançada fornece às empresas industriais avaliações precisas para lidar com a demanda flutuante. O processo de programação avançada envolve a avaliação das condições atuais de uma instalação, como disponibilidade de recursos, níveis de estoque, trabalho em andamento etc., para desenvolver uma programação otimizada que destaque o que é necessário para atender à demanda. O cronograma otimizado fornecerá ao fabricante uma visão dos recursos e do prazo necessários para atender às demandas em tempo real.

Um gêmeo digital de processo traz um novo nível de fidelidade à programação que atualmente não está disponível nas ferramentas de modelagem baseadas em recursos. Usando um gêmeo digital de processo, os recursos do sistema de manufatura podem ter status de ocupado, ocioso ou fora do turno, o que imita a dinâmica operacional do mundo real. Os objetos individuais dentro do gêmeo digital também são imbuídos de padrões de comportamento precisos e suas restrições associadas, exatamente como em um chão de fábrica físico. O gêmeo digital também utiliza animações em 3D para apoiar a visualização dos resultados ao fornecer informações aos tomadores de decisão.

O alto nível de detalhes e a agilidade que um gêmeo digital de processo proporciona capacita as empresas com as ferramentas para desenvolver programações acionáveis. Aqui, os cronogramas acionáveis referem-se a cronogramas que podem ser implementados imediatamente no chão de fábrica. Assim, com cronogramas acionáveis, o fabricante obtém um plano acionável que difere dos estudos de viabilidade que podem fornecer apenas uma visão avaliada.

Conclusão

O aproveitamento da simulação e da modelagem de gêmeos digitais fornecerá à empresa industrial média estudos de viabilidade e cronogramas acionáveis para enfrentar os desafios da demanda flutuante e outros gargalos de produção. A implementação bem-sucedida de cronogramas acionáveis garante que os sistemas de produção funcionem de forma otimizada e sejam ágeis o suficiente para lidar com mudanças em tempo real.