SMART MANUFACTURING: SUPPLY CHAIN PLANNING & CONTROL - Assolombarda, 15/4/2016 Prof. Andrea Sianesi
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SMART MANUFACTURING:
SUPPLY CHAIN PLANNING & CONTROL
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiFrom "factory-" to "customer-centric"
Integrated factory
Relevance
Years
Dem>Cap
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiFrom "factory-" to "customer-centric"
Integrated factory Outsourcing & Offshoring
Relevance
Years
Dem>Cap DemFrom "factory-" to "customer-centric"
Integrated factory Outsourcing & Offshoring Network of enterprises
Relevance
Years
Dem>Cap DemCos’è lo Smart Manufacturing
L’espressione Smart Manufacturing esprime una visione del futuro della
manifattura secondo cui, grazie alle tecnologie digitali, le imprese
manifatturiere aumenteranno la propria competitività ed efficienza tramite
l'accresciuta interconnessione e cooperazione delle loro risorse (asset fisici,
persone, informazioni), siano esse interne alla Fabbrica oppure distribuite
lungo la Value Chain
Cloud Cyber Physical IPv6
Big Data Computing Bluetooth
Systems RFId
Wi-Fi Additive Wearable Technology
Manufacturing Information Systems
Wireless Sensor
Visors
Networks Mobile NFC
Sensors
Industrial Devices
Advanced Virtualization
Internet Machine to Automation
AugmentedIndustrial Analytics
Smart Machine Service Oriented
Objects Architecture Reality
HMI Drones Actuators
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiSmart Technologies: cosa hanno in comune?
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
Avvicinano il mondo Richiedono nuove
fisico e il mondo Sono adeguatamente competenze
digitale Rimuovono vincoli mature
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiLe Smart Technologies
Cloud Manufacturing
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
Cloud
Platforms
• Accesso diffuso, agevole e “on demand”,
tramite la rete Internet, ad un insieme IaaS / PaaS /
…
SaaS
virtualizzato e configurabile di risorse IT e
di produzione
• Cloud privato vs. Cloud pubblico
Virtualiza-
SOA
tion
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiLe Smart Technologies
Manufacturing Big Data
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
Industrial
• Specializzazione di metodologie e Analytics
algoritmi di Big Data Analytics all'ambito
manifatturiero
Forecasting …
• Dati acquisiti dal layer fisico (e.g.
macchinari sensorizzati e connessi),
oppure estratti dai sistemi IT di
pianificazione e gestione dei flussi Data
Simulation
produttivi e logistici visualization
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiLe Smart Technologies
Internet of Things
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
CPS
• Smart Connected Objects
• Smart: id, location, stato,
Wireless
acquisizione dati, elaborazione, Sensor …
attuazione e comunicazione Network
• Connected: protocolli standard,
aperti e multifunzionali
IPv6 /
• Cyber Physical Systems RFId
6LowPAN
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiLe Smart Technologies
Advanced Human Machine Interface
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
Virtual/
Augmented
• Interazione, acquisizione/trasmissione di Reality
informazioni in formato vocale, visuale e
tattile Touch …
• Touch display, 3D Scanner
• Visori per la realtà aumentata / virtuale
Cameras /
• Wearable Wearable
3D scanner
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiLe Smart Technologies
Advanced Automation
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
Collaborative
• Robot con elevata capacità cognitiva, di
adattamento al contesto, auto- Cognitive /
apprendimento e riconfigurabilità Machine …
Learning
• Pensati per lavorare in mezzo e al fianco
degli operatori, piuttosto che separati da
Reconfigu-
questi rable
Vision
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiLe Smart Technologies
Additive Manufacturing
Advanced
Internet of Things Human-Machine
Interface
Manufacturing Advanced
Big Data Automation
Cloud Additive
Manufacturing Manufacturing
SLS
• Discontinuità tecnologica: prima solo
fusione, sottrazione e deformazione
EBM …
• Prototyping, Manufacturing, Tooling,
Maintenance & Repair
• Metallo vs. Plastica – B2B vs B2C FDM DMLS
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Prof. Andrea SianesiSupply chain management: i processi di planning
Pianificazione della supply chain (o pianificazione di lungo):
– Dotazione e impiego di risorse in funzione dei piani di vendita di medio-lungo periodo
– Attivazioni di partnership con fornitori
– Decisioni di outsourcing
– Livello di dettaglio estremamente aggregato
Pianificazione della domanda:
– Definizione delle previsioni di domanda nel medio-lungo termine
Pianificazioni degli acquisti:
– Definizione di ordini di acquisto nel medio termine
Pianificazione della produzione:
– Definizione dei profili di impiego della capacità produttiva nel medio termine
Pianificazione delle consegne:
– Definizione dei piani di trasporto nel medio termine
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea Sianesi
13L’adozione delle soluzioni ICT in area Planning
Sono ormai
consolidate le
Modulo a supporto della gestione dei magazzini
(Warehouse Management System)
73% 9% 5%11%2% applicazioni a
Modulo a supporto della pianificazione della produzione e
supporto della
degli approvvigionamenti 61% 13% 11%6% 9% gestione dei
(Production Planning & Material Requirement Planning)
magazzini, delle
Modulo a supporto della pianificazione delle scorte nella
supply chain (Inventory Planning o Distribution
43% 23% 9% 15% 9% scorte e della
Requirement Planning) produzione
Modulo a supporto della schedulazione e
54% 10% 12% 12% 13%
dell’avanzamento della produzione (Production Scheduling
e Manufacturing Execution System) Adottata da tempo
Modulo a supporto della pianificazione della domanda 44% 15% 10% 19% 12%
(Demand Planning) Adottata negli
ultimi 2 anni
Cruscotto di misura delle prestazioni a governo della 29% 27% 15% 16% 13%
supply chain (Business intelligence) In fase di
implementazione
Modulo a supporto della gestione dei trasporti 29% 7% 15% 24% 25% In fase di
(Transportation Management System)
valutazione
Modulo a supporto della progettazione e pianificazione di
27% 8% 10% 27% 29%
lungo periodo della supply chain (Strategic Network Nessun interesse
Planning)
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiL’adozione delle soluzioni ICT in area Planning
Modulo a supporto della gestione dei magazzini 73% 9% 5%11%2%
(Warehouse Management System)
Modulo a supporto della pianificazione della produzione e
degli approvvigionamenti 61% 13% 11%6% 9%
(Production Planning & Material Requirement Planning)
Modulo a supporto della pianificazione delle scorte nella
43% 23% 9% 15% 9%
supply chain (Inventory Planning o Distribution
Requirement Planning)
Modulo a supporto della schedulazione e
54% 10% 12% 12% 13% Iniziano ad avere
dell’avanzamento della produzione (Production Scheduling
e Manufacturing Execution System) una buona
Adottata da tempo
Modulo a supporto della pianificazione della domanda 44% 15% 10% 19% 12% diffusione i
(Demand Planning) Adottatagestionali
sistemi negli
ultimi 2 anni
Cruscotto di misura delle prestazioni a governo della 29% 27% 15% 16% 13% a supporto della
supply chain (Business intelligence) In fase di
pianificazione
implementazione
Modulo a supporto della gestione dei trasporti 29% 7% 15% 24% 25% della domanda e
In fase di
(Transportation Management System)
ivalutazione
cruscotti per
Modulo a supporto della progettazione e pianificazione di
27% 8% 10% 27% 29% l’analisi delle
lungo periodo della supply chain (Strategic Network Nessun interesse
Planning) prestazioni
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiL’adozione delle soluzioni ICT in area Planning
Ancora poco
Modulo a supporto della gestione dei magazzini 73% 9% 5%11%2% diffuse sono le
(Warehouse Management System)
Modulo a supporto della pianificazione della produzione e applicazioni a
degli approvvigionamenti
(Production Planning & Material Requirement Planning)
61% 13% 11%6% 9% supporto della
gestione dei
Modulo a supporto della pianificazione delle scorte nella
supply chain (Inventory Planning o Distribution
43% 23% 9% 15% 9% trasporti e i
Requirement Planning)
sistemi più
Modulo a supporto della schedulazione e
dell’avanzamento della produzione (Production Scheduling
54% 10% 12% 12% 13% “evoluti” per la
e Manufacturing Execution System)
gestione della
Modulo a supporto della pianificazione della domanda 44% 15% 10% 19% 12% supply chain (ci si
(Demand Planning) Adottata negli
attende una loro
ultimi 2 anni
Cruscotto di misura delle prestazioni a governo della 29% 27% 15% 16% 13%
supply chain (Business intelligence) progressiva
In fase di
implementazione
diffusione, a causa
Modulo a supporto della gestione dei trasporti 29% 7% 15% 24% 25%
(Transportation Management System)
della crescente
In fase di
valutazione
virtualizzazione e
Modulo a supporto della progettazione e pianificazione di
27% 8% 10% 27% 29%
lungo periodo della supply chain (Strategic Network globalizzazione
Nessun interesse
Planning)
Assolombarda, 15/4/2016
delle supply chain)
Prof. Andrea SianesiA che punto sono le applicazioni nel planning ? Assolombarda, 15/4/2016 Prof. Andrea Sianesi
A che punto sono le applicazioni nel planning ? Assolombarda, 15/4/2016 Prof. Andrea Sianesi
Il grande dubbio
Il Planning è la cinghia di
trasmissione tra Fabbrica e restanti
processi Gestionali
Ai fini del Planning è meglio partire
«smartizzando» la fabbrica o
lavorando sul sistema gestionale ?
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiEvolution
Efficiency
ERP ERP+APS
Best of Breed years
Make
Effectiveness
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiEnterprise Resource Planning (ERP)
procurement production distribution sales
Design
Master
Planning
Planning
Materials Production Distribution
Planning Planning Planning
Operations
Purchasing Inventory Sales
Receiving Accounting Shipping
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiSCM e sistemi informativi
SCENARIO / TREND RICADUTE
– Globalizzazione dei sistemi – necessità di gestire la
logistico produttivi complessità in termini di
– Decentralizzazione e articolazione societaria,
deverticalizazione – necessità di gestire la
coesistenza di filiali e
plant “nel mondo”,
– necessità di assicurare un
CONTROLLO DI
GESTIONE
CENTRALIZZATO
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiSCM e sistemi informativi
SCENARIO / TREND RICADUTE
– Priorità alla competizione – Fabbisogno di sistemi che
sul tempo rispetto al costo assicurino date di
consegna “veritiere”
piuttosto che non
ottimizzazione dei piani
– Fabbisogno di integrare
controllo capacità e
controllo disponibilità di
materiali in sede di
Planning
– Integrazione (VISIBILITA’)
dello shop floor interno e
degli avanzamenti presso i
partner esterni
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiSCM e sistemi informativi
SCENARIO / TREND RICADUTE
– Competizione sempre di – Fabbisogno di supportare il
pianificatore e/o
più sulla diversificazione,
programmatore con
fatto che porta alla “mass strumenti:
customization” in quasi tutti • agili (tempi di risposta veloci)
i settori, e quindi: • orientati alla simulazione
• gamme sempre più • che assicurino la massima
ampie visibilità sugli avanzamenti
• prodotti sempre più – Fabbisogno di gestire
complessi e l’incertezza (portafogli certi
personalizzati solo a breve)
• ciclo di vita dei prodotti – Fabbisogno di VELOCITA’ nel
sempre più breve processo decisionale
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiPerché i sistemi ERP non soddisfano a pieno i
fabbisogni informativi di Supply Chain Planning?
ERP features SCM requirements
Single production facility: ERP was developed to Multiple production facility: companies need a IT
manage the supporting the integrated plan of their global
activities within a single production facility, and it supply chain
doesn't lend itself to
planning activities that span multiple facilities.
Each department is planned by itself Source, Make, Deliver planning processes must be
synchronized
Nothing can be planned without item master data Highly customised product in a huge number of
and routings information variants whose master data and rourings are
generated after customer order collections
Hierarchical decision planning process: short-term Reactive plan: exception are highly probable and
plan derives from a structured long-lasting must be managed quickly
hierarchical decision planning process (long term-
medium term - short term)
Low frequency of plans update (long frozen Highly uncertain demand asks for high frequency
period) of plans update (no frozen period)
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiAdvanced Planning and Scheduling (APS)
Supply Chain Planning MATRIX
procurement production distribution sales
Design
Long term Strategic Network Design
Master Planning Demand
Planning
Planning
Materials Production Distribution
Mid term Planning Planning Planning
Scheduling Transport Demand
Planning fulfillment
Short term
Opns
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiConfronto tra ERP e APS
ERP APS
Supported Mainly execution processes for the
Only supply chain planning processes
processes whole enterprise
Company’s business model
Model Detailed model of supply chain resources
parameterisation
Data management and process
Focus on Simulation, optimisation, scenario anaylis
integration
Approach Transactional system Interactive/simulative system
Analysis What is – What was What is – what will be
Frequencies Batch run Real time analysis
Bottleneck Infinite (indirectly managed by means of Finite and detailed;
contraints lead times) for each bottleneck
Programs Rough plans Operational plans
Distributed with central coordination;
Paradigm Hierarchical top – down
bottom-up approach
Computation logic Easy (e.g. MRP computation) A.I., heuristics, optimisation algorithms
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiICT & SCM
APS-SCM
Sistemi di schedulazione locale
ERP End-to-End
Supply Chain
Entire
Enterprise
Efficienza del network
Efficacia verso il cliente finale
Single
Factory
Total Cost of Service
ESTENSIONE E CRESCITA FUORI
DAI CANCELLI DELL’AZIENDA
APPROCCIO COLLABORATIVO
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea Sianesi
e-EnablersAPS & Smart manufacturing: Supply Chain Execution
Supply Chain
Order Shop floor Vehicle Order
Execution Real time release control dispatch managem.
System
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiSupply Chain Event Management
SCE systems are closely coupled to APS by means of alert management
systems, so- called Supply Chain Event Management (SCEM) systems
SCEM systems are able to overcome the static planning intervals of traditional
rolling horizon planning and allow for a reactive, event-driven planning
Supply Chain
Planning
System (APS)
Real time Reactive
event SCEM event-driven
plan
Supply Chain
Execution
System
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiIntegrazione
L’acquisizione di un ERP è una condizione necessaria per
l’introduzione di un sistema di gestione della Supply Chain
ma NON è una condizione sufficiente per il raggiungimento
degli obiettivi di performance elevate di servizio al cliente ed
efficienza di pianificazione
E’ impensabile che un sistema APS di planning avanzato
possa poggiarsi su una situazione disomogenea dei S.I. Il
rischio che possa “franare” è troppo elevato.
SCM
SCM
S.I. 2 S.I. 2
S.I. 1 S.I. n S.I. 1 S.I. n
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiIntegrazione
E’ quindi indispensabile creare PRIMA le opportune fondamenta
a livello sistema gestionale su cui poter poggiare IN SEGUITO il
sistema APS.
Le fondamenta, in contesti multisocietari e multinazione, non
possono che essere create tramite un ERP.
SCM
SCM
ERP ERP
Assolombarda, 15/4/2016
Prof. Andrea SianesiSmart Check-up: dalla teoria alla pratica
• Interventi effettuati da un team di esperti
• Durata di due-tre giorni in funzione delle dimensioni e della
complessità aziendale
• Mappatura dei gap tecnologici
• Analisi dei benefici derivanti dalla adozione di tecnologie ICT
sulla value chain aziendale
• Redazione di un report che suggerisca gli interventi da
effettuare
• Attività a pagamento
Assolombarda, 15/4/2016
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