"Sebbene smartphone e tablet siano onnipresenti, molte delle aziende che realizzano i nostri prodotti di consumo quotidiano si affidano ancora a tracce cartacee e fogli di calcolo aggiornati manualmente per tenere traccia dei processi di produzione e dei programmi di consegna, "dice Leyuan Shi, un professore di ingegneria industriale e dei sistemi presso l'Università del Wisconsin-Madison.

Questo è ciò che spera di cambiare con un'idea di ricerca che ha pubblicato per la prima volta quasi due decenni fa.

Negli ultimi 16 anni, Shi ha visitato più di 400 aziende manifatturiere negli Stati Uniti, Cina, Europa, e il Giappone per osservare personalmente i loro processi produttivi. "E ho usato questa intuizione per sviluppare strumenti che possono rendere questi processi molto più fluidi, " lei dice.

Questi strumenti si basano sulla nozione di "gemello digitale, " o una rappresentazione informatica di beni fisici (macchine e persone) e processi che aiuta i manager a far funzionare meglio i sistemi che li collegano.

Prendere, Per esempio, un'azienda automobilistica con 15 fornitori diversi, ognuno dei quali fornisce una parte specifica dell'auto. Quando queste parti arrivano in azienda, sono assemblati da persone che lavorano in diversi reparti, come il taglio di lamiere, trattamento termico, saldatura, pittura e così via. L'obiettivo generale di questo sistema di produzione è evadere un determinato numero di ordini di vendita di veicoli.

Questo è un classico esempio di catena di approvvigionamento:un insieme di processi che collegano le materie prime ai prodotti del consumatore finale.

L'obiettivo di un'azienda per rendere più efficiente la produzione della catena di approvvigionamento potrebbe includere la riduzione dei tempi di fermo della produzione a causa di ritardi nella consegna delle parti richieste, e un migliore adattamento agli eventi imprevedibili, come ordini urgenti, guasti alle macchine, o parti difettose.

La tecnologia sviluppata da Shi aiuta i manager a raggiungere questi obiettivi. Con un sistema di database, software utente e sensori di apparecchiature, crea un gemello digitale di ciò che sta accadendo fisicamente nelle strutture di approvvigionamento e nelle officine. I manager possono utilizzare tale rappresentazione digitale per monitorare visivamente l'avanzamento della produzione globale in tempo reale e regolare i flussi di lavoro secondo necessità. Lo strumento fornisce tempi di inizio continuamente aggiornati per ogni fase di montaggio e tempi di consegna costantemente affinati per i clienti che hanno ordinato le auto.

"Questo è ciò che intendiamo per produzione intelligente, "Dice Shi.

La tecnologia è utile per tutti i settori, ma è particolarmente importante nella produzione personalizzata. A differenza delle aziende di produzione di massa, i produttori personalizzati in genere ricevono un numero inferiore di ordini di vendita altamente personalizzati (e più costosi) e possono anche sperimentare oscillazioni di mercato più selvagge. Questa elevata variabilità della domanda rende la pianificazione impegnativa, e la capacità di rispondere in modo rapido ed efficiente ai singoli ordini diventa una parte fondamentale del modello di business.

Al centro della tecnologia di Shi c'è un algoritmo matematico che ha originariamente pubblicato come documento di ricerca nel 2000, seguito da un libro sull'argomento otto anni dopo. Sebbene la metodologia, noto come partizionamento annidato, non è nuovo, la sua attuazione sta diventando fattibile solo ora. Si basa su computer ultraveloci e tecnologia wireless che collega macchine, dispositivi, e le persone a Internet e tra di loro:l'Internet delle cose.

Per aiutare a tradurre la sua ricerca in applicazioni pratiche, Shi ha formato una società spin-off, LS ottimale, nel 1995. Inizialmente concepito solo a scopo di consulenza, ora ha diversi dipendenti a tempo pieno negli Stati Uniti che aiutano i clienti del settore a sviluppare e implementare processi di produzione intelligenti.

"Era molto tempo a venire, ma stiamo finalmente assistendo a un vero cambiamento di paradigma nel settore, "Shi dice. "Offrendo alle aziende manifatturiere la possibilità di monitorare lo stato di avanzamento dei loro ordini di vendita in tempo reale e di gestire le loro officine in modo proattivo, possono fornire prodotti di alta qualità ai loro clienti molto più velocemente di prima."