"Aunque los teléfonos inteligentes y las tabletas son omnipresentes, Muchas de las empresas que fabrican nuestros productos de consumo diario todavía dependen de los registros en papel y las hojas de cálculo actualizadas manualmente para realizar un seguimiento de sus procesos de producción y programas de entrega. "dice Leyuan Shi, profesor de ingeniería industrial y de sistemas en la Universidad de Wisconsin-Madison.

Eso es lo que espera cambiar con una idea de investigación que publicó por primera vez hace casi dos décadas.

Durante los últimos 16 años, Shi ha visitado más de 400 empresas manufactureras en los Estados Unidos, Porcelana, Europa, y Japón para observar personalmente sus procesos de producción. "Y he utilizado esa información para desarrollar herramientas que pueden hacer que estos procesos se ejecuten con mucha más fluidez, " ella dice.

Estas herramientas se basan en la noción de un "gemelo digital, "o una representación por computadora de activos físicos (máquinas y personas) y procesos que ayuda a los gerentes a operar mejor los sistemas que los conectan.

Llevar, por ejemplo, una empresa de fabricación de automóviles con 15 proveedores diferentes, cada uno de los cuales entrega una pieza de automóvil específica. A medida que estas piezas llegan a la empresa, son ensamblados por personas que trabajan en diferentes departamentos, como el corte de chapa, tratamiento térmico, soldadura, pintura y así sucesivamente. El objetivo general de este sistema de fabricación es completar un número determinado de pedidos de venta de vehículos.

Ese es un ejemplo clásico de una cadena de suministro:un conjunto de procesos que vinculan las materias primas con los productos de consumo final.

El objetivo de una empresa de hacer que la fabricación de la cadena de suministro sea más eficiente podría incluir disminuir el tiempo de inactividad de la producción debido a demoras en la entrega de las piezas requeridas, y adaptarse mejor a eventos impredecibles, como pedidos urgentes, averías de la máquina, o piezas defectuosas.

La tecnología que ha desarrollado Shi ayuda a los gerentes a alcanzar estos objetivos. Con un sistema de base de datos, software de usuario y sensores de equipos, crea un gemelo digital de lo que está sucediendo físicamente en las instalaciones de suministro y los talleres. Los gerentes pueden usar esa representación digital para rastrear visualmente el progreso de la producción global en tiempo real y ajustar los flujos de trabajo según sea necesario. La herramienta proporciona tiempos de inicio continuamente actualizados para cada etapa de montaje y tiempos de entrega constantemente refinados para los clientes que ordenaron los coches.

"Eso es lo que entendemos por fabricación inteligente, "Shi dice.

La tecnología es útil para todas las industrias, pero es especialmente importante en la fabricación a medida. A diferencia de las empresas de producción en masa, Los fabricantes personalizados generalmente reciben un número menor de pedidos de venta altamente personalizados (y más costosos) y también pueden experimentar cambios bruscos del mercado. Esta alta variabilidad en la demanda hace que la planificación sea un desafío, y la capacidad de responder rápida y eficazmente a pedidos individuales se convierte en una parte fundamental del modelo comercial.

En el corazón de la tecnología de Shi se encuentra un algoritmo matemático que publicó originalmente como un artículo de investigación en 2000, seguido de un libro sobre el tema ocho años después. Aunque la metodología, conocido como particionamiento anidado, no es nuevo, su implementación recién ahora es factible. Se basa en computadoras ultrarrápidas y tecnología inalámbrica que conecta máquinas, dispositivos, y personas a Internet y entre sí:Internet de las cosas.

Para ayudar a traducir su investigación en aplicaciones prácticas, Shi formó una empresa derivada, LS Óptimo, en 1995. Inicialmente concebido con fines de consultoría únicamente, ahora tiene varios empleados a tiempo completo en los Estados Unidos que ayudan a los clientes de la industria a desarrollar e implementar procesos de fabricación inteligentes.

"Ha tardado mucho en llegar, pero finalmente estamos viendo un cambio de paradigma real en la industria, ", Dice Shi." Al brindar a las empresas de fabricación la capacidad de realizar un seguimiento del progreso de sus pedidos de venta en tiempo real y administrar sus plantas de producción de manera proactiva, pueden entregar productos de alta calidad a sus clientes mucho más rápido que antes ".