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p "Embora smartphones e tablets sejam onipresentes, muitas das empresas que fabricam nossos produtos de consumo diário ainda contam com registros em papel e planilhas atualizadas manualmente para acompanhar seus processos de produção e cronogramas de entrega, "diz Leyuan Shi, professor de engenharia industrial e de sistemas na Universidade de Wisconsin-Madison. p É isso que ela espera mudar com uma ideia de pesquisa que publicou pela primeira vez há quase duas décadas.
p Durante os últimos 16 anos, Shi visitou mais de 400 empresas de manufatura nos Estados Unidos, China, Europa, e Japão para observar pessoalmente seus processos de produção. "E usei essa percepção para desenvolver ferramentas que podem fazer com que esses processos funcionem com muito mais facilidade, " ela diz.
p Essas ferramentas são baseadas na noção de um "gêmeo digital, "ou uma representação de computador de ativos físicos (máquinas e pessoas) e processos que ajuda os gerentes a operar melhor os sistemas que os conectam.
p Leva, por exemplo, uma empresa fabricante de automóveis com 15 fornecedores diferentes, cada um deles entrega uma peça específica do carro. À medida que essas peças chegam à empresa, eles são montados por pessoas que trabalham em diferentes departamentos, como corte de chapa, tratamento térmico, Soldagem, pintura e assim por diante. O objetivo geral deste sistema de manufatura é atender a um determinado número de pedidos de venda de veículos.
p Esse é um exemplo clássico de cadeia de suprimentos:um conjunto de processos que ligam as matérias-primas aos produtos de consumo final.
p O objetivo de uma empresa de tornar a produção da cadeia de suprimentos mais eficiente pode incluir diminuir o tempo de inatividade da produção devido a atrasos na entrega das peças necessárias, e melhor ajuste a eventos imprevisíveis, como pedidos urgentes, quebra de máquina, ou peças defeituosas.
p A tecnologia que Shi desenvolveu ajuda os gerentes a cumprir essas metas. Com um sistema de banco de dados, software do usuário e sensores de equipamento, ele cria um gêmeo digital do que está acontecendo fisicamente nas instalações de abastecimento e no chão de fábrica. Os gerentes podem usar essa representação digital para rastrear visualmente o progresso da produção global em tempo real e ajustar os fluxos de trabalho conforme necessário. A ferramenta fornece horários de início continuamente atualizados para cada etapa de montagem e tempos de entrega constantemente aprimorados para os clientes que solicitaram os carros.
p "Isso é o que queremos dizer com manufatura inteligente, "Shi diz.
p A tecnologia é útil para todos os setores, mas é especialmente importante na fabricação sob encomenda. Ao contrário das empresas de produção em massa, fabricantes personalizados normalmente recebem um número menor de pedidos de vendas altamente personalizados (e mais caros) e também podem enfrentar oscilações de mercado mais violentas. Esta alta variabilidade na demanda torna o planejamento desafiador, e a capacidade de responder com rapidez e eficiência aos pedidos individuais torna-se uma parte crítica do modelo de negócios.
p No coração da tecnologia de Shi está um algoritmo matemático que ela publicou originalmente como um artigo de pesquisa em 2000, seguido por um livro sobre o assunto oito anos depois. Embora a metodologia, conhecido como particionamento aninhado, não é novo, sua implementação só agora está se tornando viável. Ele conta com computadores ultrarrápidos e tecnologia sem fio que conecta máquinas, dispositivos, e as pessoas para a internet e entre si:a Internet das Coisas.
p Para ajudar a traduzir sua pesquisa em aplicações práticas, Shi formou uma empresa spinoff, LS Optimal, em 1995. Inicialmente concebido apenas para fins de consultoria, agora tem vários funcionários em tempo integral nos Estados Unidos que ajudam os clientes da indústria a desenvolver e implementar processos de manufatura inteligentes.
p "Demorou muito para chegar, mas estamos finalmente vendo uma verdadeira mudança de paradigma na indústria, "Shi diz." Ao dar às empresas de manufatura a capacidade de rastrear o progresso de seus pedidos de vendas em tempo real e gerenciar o chão de fábrica de forma proativa, eles podem entregar produtos de alta qualidade a seus clientes muito mais rápido do que antes. "