Resilienza digitale e digital twin

23 ott 2024
La tecnologia può aiutare le aziende ad aumentare la resilienza della supply chain

ANALISIS APPROFONDITA
Di Beatriz Royo

La pandemia ha reso evidente che il settore manifatturiero europeo è altamente vulnerabile a eventi senza precedenti per i quali è impreparato. Secondo diversi rapporti dell'Unione Europea,1 e 2 questo settore, che è stato il più colpito, sta registrando una crescita più lenta rispetto ad altre aree dell'economia.

Sebbene il sostegno del governo non possa essere sottovalutato, la resilienza delle imprese manifatturiere è stata fondamentale per prosperare in questi tempi difficili. Il COVID-19 ha evidenziato la capacità di molte aziende di essere “flessibili o riconfigurabili”, di adattarsi e di crescere. Da allora, le interruzioni stanno diventando la nuova normalità (ad esempio, le guerre in Ucraina e a Gaza o i cambiamenti climatici). Le aziende devono essere in grado di operare in ambienti VUCA (volatili, incerti, complessi e ambigui) e la risposta per affrontare queste sfide è aumentare la resilienza delle imprese manifatturiere.

La resilienza può essere raggiunta solo tramite una rapida digitalizzazione

Nelle industrie a medio e alto volume, la resilienza può essere raggiunta solo attraverso una rapida riconfigurazione e digitalizzazione. Questa trasformazione deve raggiungere tutti i livelli della produzione, dalla fabbrica, ai macchinari o ai singoli processi, fino alle interazioni lungo la supply chain.

R3GROUP è un progetto pilota europeo della durata di quattro anni che nasce con l'ambizione di sostenere le aziende manifatturiere europee fornendo loro l'accesso a strumenti digitali. L'obiettivo è consentire una rapida riconfigurazione per adattarsi agli ambienti produttivi VUCA. Si concentra su quattro scenari di cambiamento con una forte influenza sull'industria manifatturiera.

Scenari VUCA che interessano l'industria manifatturiera
Scenari VUCA che interessano l'industria manifatturiera

Aziende di tutta Europa partecipano a R3GROUP per dimostrare se le tecnologie dell'Industria 4.0 porteranno a un settore manifatturiero più resiliente, veloce e riconfigurabile. Nell'ambito del progetto, testeranno diverse tecnologie digitali. Questo dimostrerà se è possibile rispondere più agilmente agli eventi esterni ed essere più proattivi nella prevenzione dei rischi. L'elenco delle tecnologie e dei casi d'uso illustrati di seguito è stato sviluppato dando priorità alle persone.

Connettività con l’IoT

Uno degli elementi della riconfigurazione di un sistema di produzione è la sua integrabilità La gestione della produzione è una sfida a più livelli, che va dalla fabbrica agli uffici di ingegneria e gestione, alle interazioni interne e ai flussi della catena di approvvigionamento ascendente e discendente. L'Asset Administration Shell (AAS) è l'architettura di riferimento in cui saranno incapsulati tutti i dati.

L'AAS è l'implementazione di un gemello digitale per le applicazioni industriali, uno strumento che offre a qualsiasi componente la possibilità di condividere informazioni con il mondo digitale IoT. È distribuito in cloud con un approccio di sistema di produzione cyber-fisico in cui le tecnologie di informazione e comunicazione basate sull'ufficio e le tecnologie operative di fabbrica si sono evolute per convergere in un'unica piattaforma integrata.

La piattaforma digitale risultante è la base tecnologica del progetto e delle fabbriche intelligenti del futuro.3 e 4.

Evoluzione della convergenza IT-OT verso un sistema integrato
Evoluzione della convergenza IT-OT verso un sistema integrato. Fonte: Conrad Leiva

Gemelli digitali multilivello

Le catene di fornitura manifatturiere devono essere in grado di calcolare gli effetti di potenziali riconfigurazioni per navigare con successo in ambienti VUCA. Ciò consente loro di identificare il percorso ottimale attraverso decisioni informate. Pertanto, R3GROUP considera i gemelli digitali multilivello come un fattore chiave per valutare i risultati della riconfigurabilità.

Gemelli digitali di unità

Comprendono la macchina, il processo di produzione e il pezzo finale. Vengono implementati combinando modelli surrogati, modelli basati sui dati e tecniche di intelligenza artificiale per esplorare relazioni non lineari.5

Gemelli digitali di linee

I gemelli digitali a livello di linea, come lo sviluppo del produttore di tubi di rame Halcor in Grecia, integrano i dati di ogni fase della produzione e del controllo qualità (QA). Ciò rende possibile lo sviluppo di algoritmi avanzati di reinstradamento e riprogrammazione che ottimizzano il flusso dei materiali e riducono i tempi e i costi.6

Gemelli digitali di fabbriche

Utilizzeranno i risultati degli strumenti di riconfigurazione per fornire un supporto decisionale strategico. Gorenje, un produttore sloveno di elettrodomestici e utensili per l'industria automobilistica, utilizzerà le informazioni provenienti dalla fabbrica e i sistemi informativi preesistenti per supportare la programmazione, la pianificazione e la progettazione della produzione.7

Gemelli digitali di supply chain

Da questi, l'impatto delle decisioni viene valutato combinando i dati integrati nella piattaforma con informazioni esterne e facendo uso di diverse tecniche di analisi, ottimizzazione e simulazione. Katty-fashion8, uno dei principali produttori rumeni di abbigliamento femminile, sta trasformando la fase di progettazione dei suoi prodotti creando prototipi digitali anziché fisici. Da un lato, si prevede che ciò generi molti vantaggi, evitando l'approvvigionamento, la produzione e il trasporto dei campioni. Dall'altro, questa trasformazione sostanziale migliorerà la disponibilità e la qualità del prodotto finale. Pertanto, l'azienda sta sfruttando dati preziosi e le tattiche e le conoscenze generate nei processi produttivi e logistici per sviluppare gemelli digitali di prodotti e catene di fornitura. Questi gemelli aiuteranno a comprendere le conseguenze dei cambiamenti apportati e a creare modelli di costo, operativi e ambientali più accurati per supportare il processo decisionale.9

I gemelli digitali multilivello favoriscono catene di approvvigionamento più resilienti

Decisioni in tempo reale

Al di là del settore manifatturiero e delle storie di successo di R3Group, i responsabili della supply chain sono chiamati a prendere decisioni più rapide, informate e accurate in tempo reale.10 Ciò richiede la conoscenza di ciò che sta accadendo nella supply chain in ogni momento e l'anticipazione di scenari futuri.11 Sottoporre la supply chain a stress test12 (a diverse perturbazioni) ed esaminare come reagirebbe può aiutare a identificare i punti deboli e a determinare le misure da adottare per renderla più robusta.

Un esempio reale del potenziale dei digital twin nella catena di fornitura è l'azienda cinese di e-commerce JD.com.13 È stato il rivenditore che ha ottenuto i maggiori ricavi dalla riconfigurazione della rete di fornitura durante la pandemia di COVID-19. All'epoca, JD.com gestiva 41 parchi logistici in Cina e disponeva di quasi 1.300 magazzini e oltre 9 milioni di unità a magazzino.

JD.com si occupa della pianificazione e dell'operatività della sua supply chain ascendente e discendente, cioè dai suoi input fino al cliente finale. In una supply chain a due livelli, i centri di distribuzione ascendenti potrebbero non essere in grado di distribuire i prodotti a causa di epidemie da COVID-19 che hanno causato limitazioni negli spostamenti. In questi casi, JD.com ha riconfigurato la propria supply chain per rispondere agli eventi.

La tecnologia può aiutare le aziende ad aumentare i ricavi

L'azienda è stata in grado di evadere gli ordini attraverso altri centri di distribuzione o utilizzando la strategia del backorder. Tuttavia, l'uso di centri di distribuzione alternativi ha ridotto il tasso di evasione degli ordini e ha generato significativi costi di trasporto aggiuntivi. Per esaminare gli obiettivi in conflitto è stata utilizzata la piattaforma di digital twin della supply chain (figura 2) Questo strumento innovativo per il processo decisionale collaborativo tra uomo e IA ha combinato dati storici in tempo reale con la conoscenza dei processi aziendali, come le politiche aziendali, e con approcci e algoritmi di IA all'avanguardia.

La struttura della piattaforma digital twin della supply chain di JD.com
La struttura della piattaforma digital twin della supply chain di JD.com13

La tecnologia può aiutare le aziende ad aumentare i ricavi fino al 10%, ad accorciare il time to market del 50% e ad aumentare la qualità dei prodotti fino al 25%.14 Tuttavia, l'implementazione dei gemelli digitali richiede tipicamente il coinvolgimento di quasi tutti i team, in quanto deve riguardare i principali processi di gestione della supply chain. Questo può essere parzialmente limitante e dar luogo a errori. Di conseguenza, le aziende devono analizzare le catene di fornitura e progettare una roadmap che dia priorità alle aree critiche che, una volta migliorate, genereranno una maggiore redditività.

Supply chain intelligente guidata dalla tecnologia

Dato l'approccio innovativo dei digital twin, le opportunità di costruire e rafforzare la catena di fornitura intelligente sono notevoli. I professionisti devono adottare le tecnologie più recenti per costruire una supply chain intelligente alimentata dai gemelli digitali e rimanere all'avanguardia rispetto alla concorrenza. Realizzare questa visione richiede tempo, ma la trasformazione vale lo sforzo. La combinazione dei dati interni con le perturbazioni esterne porterà ad anticipare le esigenze di riconfigurazione. Di conseguenza, le tecnologie digitali consentiranno supply chain più resilienti, veloci e riconfigurabili in tutta Europa.

 

 

Beatriz Royo, Professoressa associata del Programma MIT di Saragozza BEATRIZ ROYO
La Dott.ssa Beatriz Royo è Professoressa associata del programma di logistica internazionale del MIT di Saragozza (Spagna). Le sue principali aree di ricerca sono la mobilità urbana, la progettazione delle reti, la collaborazione tra supply chain, la digitalizzazione e la sostenibilità.

 

 

Referenze: