Il nuovo modulo PCO di Compass¹⁰ al Global Summit di Lazise il 21 di novembre

Plan Cost Optimiser: l’ottimizzazione del Total Supply Chain Cost

Come ottimizzare il costo globale del piano di produzione a capacità finita

Plannet presenterà al Global Summit Logistics & Manufacturing di Lazise il 21 di novembre  il nuovo modulo PCO (Plan Cost Optimiser) che completa la suite COMPASS¹⁰ dedicata al supporto digitalizzato dei processi di Advanced Sales & Operations Planning.

Il nuovo modulo è in grado di elaborare il piano ottimizzato in termini di costo globale, anche in contesti caratterizzati da Supply Chain complesse dal punto di vista produttivo e di mercati di sbocco. In estrema sintesi, il modulo PCO si pone l’obiettivo di supportare il corporate planner che deve governare il piano a capacità finita per un network di stabilimenti, così come il planner di uno stabilimento complesso, dove sono presenti diverse linee di produzione tra loro alternative.

I principali solver attualmente presenti sul mercato approcciano la soluzione del piano ottimizzato in termini di costo globale attraverso l’utilizzo di modelli matematici MILP, che tuttavia si caratterizzano per una serie di svantaggi: lunghi tempi di elaborazione, necessità di un supporto esperto per introdurre variazioni anche minime al modello di Supply Chain e, spesso, semplificazione di vincoli e regole, che rendono quindi il modello stesso non più aderente alla realtà.

Nella fase di ricerca e soprattutto di progettazione dell’algoritmo del PCO, Plannet è stata supportata dal Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Bologna. Nel progettare il PCO obiettivi imprescindibili sono stati considerati la velocità di elaborazione, la facilità di modellizzazione della Supply Chain e l’integrazione operativa con gli altri step del processo di pianificazione e programmazione.

Relativamente al primo punto, il lavoro del team congiunto ha permesso di strutturare un innovativo algoritmo RAM-based, che rende PCO un tool estremamente reattivo, in grado di produrre il piano di produzione in pochissimi minuti. PCO è un vero tool di simulazione, che supporta il rapido recepimento di modifiche anche sostanziali ai pattern di domanda, di disponibilità delle risorse e a volte anche dei cost driver produttivi, tutti fattori che possono rendere obsoleto il piano anche se elaborato da poco.

La funzione obiettivo dell’algoritmo prende in considerazione un ampio ventaglio di driver di costo. In primo luogo, considera il costo di utilizzo della capacità produttiva, che dipende dalle ore di capacità “aperta”, dalla rotazione turni e dalla “fascia” di apertura stessa. Anche chiudere completamente la capacità di una linea o di uno stabilimento ha un costo.

PCO considera inoltre il costo di produzione: produrre in plant/linee alternativi può determinare un costo diverso per l’utilizzo di materiali diversi o a causa di costi di approvvigionamento diversi. Analogamente anche il mix di produzione influenza il costo globale del piano, rilevando l’impatto dei set-up che si affrontano sulla linea, sia in termini di occupazione di capacità produttiva che di produzione di scarti, utilizzo di materiali necessari nelle fasi di attrezzaggio...

Un altro importante fattore è relativo al costo dello stock, valutato come onere da diversi punti di vista: finanziario, obsolescenza, sicurezza, necessità di stoccaggio esterno…

Infine, PCO offre la possibilità di configurare tra i driver di costo anche i costi di trasferimento, che si generano quando un item viene prodotto in un plant diverso da quello di riferimento per il mercato dove si è originata la domanda, e i costi di (mancato) livello di servizio, che si originano quando si decide di servire la domanda in ritardo o di non servirla affatto, valorizzando con pesi diversi i forecast e gli ordini cliente.

Per quanto riguarda invece i vincoli produttivi configurabili, PCO tiene in considerazione la capacità produttiva delle linee (anche in termini di rotazione turni), indici di efficienza (per linea/turno), la disponibilità di manodopera (specializzata e non), la disponibilità di materiali critici ed eventualmente il lotto minimo di produzione per articolo, nel caso in cui non si voglia lasciare definire questa variabile direttamente al software.

L’output di ogni simulazione effettuata dal sistema è il piano di produzione ottimizzato: in particolare l’assetto di capacità produttiva per ogni risorsa, il volume di produzione allocato per risorsa/articolo, il costo del piano, globale e disaggregato per tipologia, oltre ad un set di indicatori di performance del piano stesso.

A valle della fase di modellizzazione congiunta con l’Università, l’algoritmo del PCO è stato confrontato con un solver MILP di mercato nella generazione del piano ottimo sui data set di due aziende reali di medio-grandi dimensioni, nostre clienti. In entrambi i casi, il risultato restituito dal PCO, in termini di costo globale del piano, si è discostato di pochi punti percentuali da quello prodotto dal solver MILP. La vera differenza però, è stata registrata in termini di tempi di elaborazione: per ogni simulazione, pochi minuti (2-5) per il PCO, circa 60 ore per il solver MILP!

In sintesi, l’estrema velocità di elaborazione dell’algoritmo consente al planner di confrontare scenari alternativi, anche manovrando facilmente, ad ogni simulazione, i vincoli della Supply Chain e i driver di costo in input.

Infine, ciò che rende il software PCO realmente potente è la sua completa integrazione con gli altri moduli di COMPASS¹⁰: ne condivide infatti la base dati “anagrafica” (anagrafiche, BoM, risorse, vincoli…) ed è in grado di acquisire l’orizzonte frozen dell’ambiente di schedulazione locale di ciascun plant. A sua volta, il PCO è in grado di trasferire, agli ambienti locali, l’assetto di capacità produttiva ottimale e il piano di produzione elaborato, su cui il motore di schedulazione di breve periodo, potrà applicare vincoli di maggior dettaglio e logiche di sequencing dinamico e ottimizzazione più spinta, oltre a considerare il piano degli approvvigionamenti di breve e lungo termine.