At sætte det smarte i produktionen

"Selvom smartphones og tablets er allestedsnærværende, mange af de virksomheder, der fremstiller vores daglige forbrugerprodukter, er stadig afhængige af papirspor og manuelt opdaterede regneark for at holde styr på deres produktionsprocesser og leveringsplaner, " siger Leyuan Shi, en professor i industri- og systemteknik ved University of Wisconsin-Madison.

Det håber hun at ændre med en forskningsidé, hun først udgav for næsten to årtier siden.

I løbet af de sidste 16 år, Shi har besøgt mere end 400 produktionsvirksomheder i USA, Kina, Europa, og Japan til personligt at observere deres produktionsprocesser. "Og jeg har brugt den indsigt til at udvikle værktøjer, der kan få disse processer til at køre meget mere smidigt, " hun siger.

Disse værktøjer er baseret på forestillingen om en "digital tvilling, " eller en computerrepræsentation af fysiske aktiver (maskiner og mennesker) og processer, der hjælper ledere med bedre at betjene de systemer, der forbinder dem.

Tage, for eksempel, en bilfremstillingsvirksomhed med 15 forskellige leverandører, som hver leverer en bestemt bildele. Da disse dele ankommer til virksomheden, de er samlet af folk, der arbejder i forskellige afdelinger, såsom skæring af metalplader, varmebehandling, svejsning, maleri og så videre. Det overordnede mål med dette produktionssystem er at udfylde et bestemt antal salgsordrer for køretøjer.

Det er et klassisk eksempel på en forsyningskæde:et sæt af processer, der forbinder råmaterialer med endelige forbrugerprodukter.

En virksomheds mål for at gøre produktionen i forsyningskæden mere effektiv kan omfatte reduceret produktionsnedetid på grund af leveringsforsinkelser for nødvendige dele, og bedre tilpasning til uforudsigelige begivenheder, såsom hasteordrer, maskinnedbrud, eller defekte dele.

Den teknologi, Shi har udviklet, hjælper ledere med at nå disse mål. Med et databasesystem, brugersoftware og udstyrssensorer, det skaber en digital tvilling af, hvad der fysisk sker på forsyningsfaciliteterne og butiksgulvene. Ledere kan bruge den digitale repræsentation til visuelt at spore den globale produktionsfremgang i realtid og justere arbejdsgange efter behov. Værktøjet giver løbende opdaterede starttider for hvert montagetrin og konstant forfinede leveringstider for de kunder, der har bestilt bilerne.

"Det er det, vi mener med smart fremstilling, "Siger Shi.

Teknologien er nyttig for alle industrier, men er især vigtig i specialfremstilling. I modsætning til masseproduktionsvirksomheder, brugerdefinerede producenter modtager typisk et lavere antal meget tilpassede (og dyrere) salgsordrer og kan også opleve vildere markedsudsving. Denne store variation i efterspørgslen gør planlægning udfordrende, og evnen til at reagere hurtigt og effektivt på individuelle ordrer bliver en kritisk del af forretningsmodellen.

I hjertet af Shis teknologi er en matematisk algoritme, som hun oprindeligt udgav som forskningsartikel i 2000, efterfulgt af en bog om emnet otte år senere. Selvom metoden, kendt som indlejret partitionering, er ikke ny, dens gennemførelse er først nu ved at blive mulig. Den er afhængig af ultrahurtige computere og trådløs teknologi, der forbinder maskiner, enheder, og mennesker til internettet og til hinanden:tingenes internet.

For at hjælpe med at omsætte hendes forskning til praktiske anvendelser, Shi dannede et spinoff-selskab, LS Optimal, i 1995. Oprindeligt kun beregnet til rådgivningsformål, det har nu flere fuldtidsansatte i USA, som hjælper industrikunder med at udvikle og implementere smarte fremstillingsprocesser.

"Det var længe undervejs, men vi ser endelig et reelt paradigmeskifte i branchen, " siger Shi. "Ved at give produktionsvirksomheder mulighed for at spore fremskridtene for deres salgsordrer i realtid og administrere deres butiksgulve proaktivt, de kan levere produkter af høj kvalitet til deres kunder meget hurtigere end før."