Decidere sull’opportunità di un investimento, prevedere ed anticipare problemi relativi a code o colli di bottiglia, affrontare modifiche del processo produttivo, convincere il cliente della bontà della soluzione d’impianto proposta, prevedere la produttività di una linea o il work in progress… La sfera di cristallo non ce l’ha nessuno e, allora, come affrontare queste sfide senza realizzare fisicamente il sistema produttivo, pur mantenendo un elevato grado di affidabilità? Gli sviluppi recenti di tecnologia e software permettono la creazione di una simulazione integrata di tutti i principali processi e sistemi di una fabbrica, fornendo in tal modo un avanzato strumento di supporto per la pianificazione, la dimostrazione, la decisione e la validazione. Sia chiaro sin da subito: il successo non è dato dalla tecnologia in sé stessa, questa deve essere coniugata costantemente con esperienza e capacità di modellazione della realtà. Ovvero il software, in mani inesperte, resta nel cassetto o conduce alla catastrofe.
Lo studio e l’analisi del comportamento di un sistema e la sua valutazione in termini di costo e prestazioni è fondamentale durante tutto il ciclo di vita del sistema (design, vendita, miglioramento continuo,…) La simulazione, la virtualizzazione dei processi, è un passo di un percorso che idealmente possiamo dividere in 5 step ricorsivi. Come in tutti i cerchi, non c’è un punto “migliore” degli altri da cui partire. Decidiamo di partire dal “to be”, ovvero dalla soluzione che vogliamo realizzare, sia essa una riconfigurazione di un sistema produttivo, oppure una linea che vogliamo vendere ad un nostro cliente e di cui vogliamo prevedere e dimostrare il comportamento. Più rigorosamente, definiamo un sistema (produttivo, in questo caso) come un insieme di componenti (elementi, entità) interdipendenti e che interagiscono per raggiungere un determinato obiettivo. Il passo successivo è la “formalizzazione” degli elementi che costituiscono il problema da simulare. La formalizzazione è il processo che riduce dati e conoscenze, spesso male organizzati e non diffuse adeguatamente nell’azienda, ad un corpus formale di elementi rappresentati con coerenza interna ed esterna. Una metodologia spesso utilizzata e di sicura efficacia è il formalismo IDEF0. La tecnica IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling – http://www.idef.com) è stata introdotta negli anni 70 dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ed è attualmente la più utilizzata per la rappresentazione e formalizzazione dei processi. Una volta trasformata una realtà complessa in una astrazione comprensibile e rispondente alla realtà stessa, è possibile procedere con la costruzione della “simulazione” virtuale del sistema di produzione. La simulazione riprodurrà il comportamento dinamico del sistema nel tempo, rappresentandone le componenti e le interazioni nella loro evoluzione. Il termine simulazione è assai generico: quella di cui parliamo qui è la simulazione ad eventi discreti. Si tratta di una metodologia fondamentale per la valutazione delle prestazioni di sistemi complessi (di produzione, di telecomunicazione, di traffico, ecc). Ma cosa si vede, in pratica, sullo schermo? Cos’è la simulazione? Immaginate di vedere una rappresentazione tridimensionale del vostro sistema produttivo, in cui gli elementi che lo costituiscono si muovono come nella realtà, in cui è possibile vedere il flusso dei materiali, valutare il layout, identificare ad occhio problemi e inefficienze. Potete guardare il sistema dall’alto, per averne una panoramica completa, o zoomare su un dettaglio. Il tutto senza aver gettato un franco di fondamenta. Il passo successivo si concretizza nella “valutazione degli scenari” simulati. La simulazione, oltre alla rappresentazione grafica prima descritta, fornisce anche una serie di indici mirati a valutare le performance dell’impianto, che a prima vista non appaiono evidenti. E’ possibile ricavare indicazioni sulla saturazione delle risorse, sul WIP, sul throughput, valutare l’impatto di differenti utilizzi di risorse, di mix produttivi variati… Un modello di simulazione ben impostato è una miniera di informazioni pressoché inesauribile.
Il passo logico che segue questa raccolta di informazioni, è la “gestione del feedback”. Questa attività può coinvolgere diversi livelli dell’azienda, dal marketing alla direzione, dalla progettazione alle vendite. In questa fase vengono discussi i risultati dell’analisi e gli eventuali miglioramenti o modifiche da apportare. Nel caso in cui i risultati siano soddisfacenti, la soluzione proposta può essere implementata (o il sistema esistente modificato secondo i suggerimenti della simulazione). In caso contrario… altro giro di ruota.
Proviamo a trarre una sintesi da questi 5 passi: la definizione e l’impiego di un modello di simulazione per lo studio di un sistema produttivo (da realizzare, da modificare, da migliorare, ..) presenta diversi vantaggi.
Aumento delle conoscenza e del livello di fruibilità della conoscenza per l’azienda: la definizione di un modello di simulazione, attraverso il passaggio della formalizzazione, aiuta ad organizzare le conoscenze teoriche e le osservazioni empiriche, patrimonio dell’azienda, portando ad una maggiore comprensione del processo stesso. Spesso si resta sbalorditi da come, durante il processo di astrazione, occorra identificare componenti e le interazioni rilevanti che spesso si ignorano, ma che in realtà sono elementi chiave che compongono (o distruggono) il valore per l’azienda. Molte volte, per convalidare il modello di simulazione, lo si testa (prova) su un sistema produttivo reale di cui si conoscono le prestazioni (il cosiddetto modello “as is”, che permette di dare fiducia, consapevolezza e precisione al modello virtuale)
Analisi del sistema produttivo: l’impiego della simulazione facilita l’analisi del sistema in situazioni in cui il sistema stesso potrebbe ancora non esistere, garantendo capacità di previsione ad elevati livelli di precisione. La simulazione inoltre è maggiormente modificabile e manipolabile di come lo sarebbe il sistema reale, permettendo la valutazione di diverse alternative.
Chiudiamo con una nota amara: non si tratta di magia. Non esiste una bacchetta magica (tecnologica) che trasformi un cumulo d’informazioni non strutturate in un efficace modello di simulazione. Serve esperienza e capacità di formalizzazione e simulazione, ed è per questo che le aziende che fanno ricorso sistematico a queste tecnologie si affidano a risorse interne specializzate e dedicate o a consulenti di provata esperienza. Infatti, non è compito banale scegliere il livello di astrazione appropriato, implementare il modello di simulazione correttamente, usare tale modello nel suo campo di validità, evitare interrogazioni improprie ed estrapolazioni forzate.
Claudio R. Boër– Paolo Pedrazzoli
SUPSI-ICIMSI
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