AI nel processo di pianificazione

Ogni settimana ci sono significative novità dal mondo dell’AI e ci si può chiedere quando un LLM (cioè un motore come quello dietro ChatGPT) potrà sostituire il planner in azienda. Finchè il processo di pianificazione sarà condizionato da informazioni fuori sistema, note solo al planner (contenuto di telefonate, post-it, ecc) sarà difficile che questo avvenga completamente ma possiamo comunque chiarire in quali modi già oggi l’intelligenza artificiale generativa (GenAI) può intervenire nel processo di pianificazione e schedulazione e con quali benefici.

 

Forecasting

Finora i metodi di forecasting basati sui LLM non hanno ottenuto performance migliori di metodi più tradizionali secondo la letteratura scientifica (https://arxiv.org/abs/2406.16964 e https://arxiv.org/pdf/2412.19286).

 

Tool che usano i LLM

Qualunque sia il tool, cioè il software, che stai utilizzando per pianificare produzione e acquisti (ERP, foglio elettronico, APS), puoi farti aiutare da un LLM in alcune tue attività, sia per ridurre i tempi operativi che gli errori. Il tipo di integrazione realizzabile tra gli strumenti qui fa la differenza e condiziona la user experience. Ancora più importante in questa integrazione è decidere se vuoi utilizzare un LLM locale (ideale per mantenere i dati in azienda) o esterno come quelli di OpenAI o Anthropic.
In Cowry, l’APS di Paneido, puoi chiedere ad un LLM di aiutarti a preparare uno script per integrare i dati con altri sistemi o per automatizzare alcune operazioni. Puoi anche chiedere da Cowry al LLM che ti aiuti a chiarire situazioni del piano senza cambiare ambiente, cioè senza copiare e incollare nella chat del LLM i dati di contesto della domanda, perchè questi gli vengono passati in modo automatico tramite selezioni in Cowry, diversamente da quanto si può fare usando un ERP, un foglio elettronico od altri APS. In Cowry il collegamento con un LLM è realizzabile come un plugin scritto in Python ed adattabile alla specifica realtà. Anche il LLM da utilizzare può essere scelto all’interno del plugin.

 

LLM che usano i tool

Questo approccio è sicuramente quello più stimolante per gli scenari futuri che può dischiudere ed ha due livelli di implementazione con diverse ambizioni

LLM come interfaccia utente del tool

E’ possibile usare i LLM come un’interfaccia utente alternativa dei tool, che diventano così utilizzabili anche da chi non è stato formato sull’utilizzo dei tool e su come leggere le loro videate. Per esempio, possiamo chiedere ad un LLM una data di consegna di un possibile nuovo ordine cliente. Il LLM non ha distinte basi, cicli e il nostro piano di produzione corrente al suo interno per rispondere in autonomia, ma può mandare la richiesta al nostro APS, far elaborare la risposta e poi presentarcela verbalmente senza che ci serva sapere come districarci tra le videate dell’APS. Con diversi sistemi questo può essere realizzato agevolmente, purchè consentano che loro funzioni siano invocate dall’esterno dell’applicazione e purchè forniscano comunque risposte realistiche ed in tempi compatibili con la pazienza dell’utente di attendere una risposta. Il LLM può essere usato anche per richieste non pre-configurate come le richieste di datazione (qualunque domanda riguardante il piano) se il software di pianificazione è in grado di eseguire codice (per esempio SQL o Python) generato dinamicamente dal LLM. Se il tool di pianificazione non è in grado di eseguire codice generato dinamicamente allora l’unico approccio possibile è definire un set di domande a cui il tool può rispondere, realizzare le funzioni che forniscono le risposte a tali domande e accettare che il tool, via LLM, non possa rispondere a domande diverse

LLM come agente

Quando si parla di agenti significa mettere in grado un LLM di agire, cioè di usare tool esterni (altri software generalmente) sia per recuperare informazioni, cioè come interfaccia utente, ma anche per eseguire attività. Per esempio, nel vostro processo di pianificazione il LLM potrebbe far aggiornare il piano acquisti e quello di produzione al tool a lui esterno (APS per esempio) al verificarsi di determinati eventi (o con una periodicità definita) e trasmettere i nuovi ordini al ERP, ai fornitori e al reparto produttivo se messo nella condizione di interoperare con ERP, e-mail e MES rispettivamente. Oppure sollecitare direttamente al fornitore la consegna di un ordine ormai in ritardo. In questo contesto il vantaggio di disporre dell’APS Cowry anzichè di altri software è decisivo perchè può eseguire codice Python generato dinamicamente dal LLM e praticamente ogni LLM sa già creare codice Python. Con APS che usano solo SQL o linguaggi proprietari per eseguire operazioni nell’applicazione, l’attività di configurazione è molto più onerosa sia per il produttore dell’APS che per le aziende che li utilizzano

 

Presto o tardi qualunque azienda intraprenderà un progetto di adozione di un LLM al proprio interno per supportare diversi processi. Per esempio, usare un LLM per il supporto ai propri clienti significa dotarlo delle conoscenze per rispondere a domande sui prodotti, sulle procedure di reso o di pagamento. Mettere nelle condizioni tale LLM di rispondere anche a domande sulle date di consegna dei prodotti e dei ricambi è un valore aggiunto se si dispone di strumenti, come l’APS Cowry, che possono essere integrati agevolmente con i LLM e con i sistemi esistenti in azienda.

Le politiche di riordino

Anche se avete acquistato il software di pianificazione più costoso e sviluppato con le tecnologie in hype, non ne trarrete alcun beneficio se non sapete come parametrizzarlo.

Nel manufacturing le POLITICHE ed i PARAMETRI DI RIORDINO dei vari articoli dipendono sia da fattori esterni che interni all’azienda e, in contesti con frequenti cambiamenti, richiedono un adeguamento continuo e puntuale.

Le politiche ed i parametri di riordino servono a definire:

  • le quantità da ordinare, la frequenza e la datazione degli ordini per i vari materiali che un sistema produttivo gestisce,
  • i buffer di scelta degli ordini in schedulazione

e tutti questi elementi possono essere assegnati manualmente o massivamente secondo criteri logici e documentabili.

La buona notizia è che l’assegnazione delle politiche e di molti parametri può ESSERE AUTOMATIZZATA, la cattiva è che pochi sanno come farlo e ancor meno hanno gli strumenti per automatizzare in modo articolato.

1. Il primo aspetto da prendere in considerazione per l’assegnazione dei parametri è chiarire se un nuovo ordine per un certa materiale può essere emesso a fronte di un ordine cliente o deve essere rilasciato in anticipo, cioè in base a previsioni di consumo. Questa decisione è associata alla differenza, se esiste, tra lead time di mercato e lead time cumulato (si veda il dizionario APICS per le definizioni di questi).

2. Un’altra cosa da considerare è se un materiale è standard o deve essere fabbricato su specifica del cliente.

Altri aspetti rilevanti sono il valore unitario degli articoli da ordinare, il loro consumo a valore e la predicibilità dei loro consumi.

Stabilito che alcuni materiali devono essere riordinati su previsione, è opportuno integrare tali previsioni nel modello di pianificazione, vuoi con una semplice gestione a punto di riordino o adottando algoritmi più efficaci in presenza di domanda con stagionalità e trend significativi. Inoltre la gestione all’interno di un modello di pianificazione sia di fabbisogni previsionali che di fabbisogni certi richiede lo scorporo dalla previsione dei nuovi fabbisogni certi man mano che vengono acquisiti e il ricalcolo della previsione e dei riordini al manifestarsi di variazioni significative rispetto alle previsioni precedentemente calcolate.
Capita spesso di sentirci dire in azienda: “ma da noi non è possibile fare previsioni”. Non può essere. Ma questo sarà argomento di un altro post.

Pianificazione multi-stabilimento e collaborativa

Abbiamo già citato in altri post il concetto di pianificazione integrata, cioè l’approccio che prevede la gestione all’interno di un solo modello di pianificazione di tutte le risorse ed i sotto-processi della supply chain, senza dover ricorrere a procedure diverse e poco coordinate. Questo permette di verificare rapidamente le conseguenze di criticità lungo la supply chain o valutare opportunità di un migliore utilizzo delle risorse in modo tempestivo e documentabile.

Pianificazione integrata significa quindi programmare in un unico piano: distribuzione, produzione e acquisti, ma vuol dire anche andare oltre i muri dell’azienda per pianificare, o almeno coordinare, il nostro piano con quello delle consociate, dei fornitori o dei clienti.

In Cowry sono essenzialmente 2 gli insiemi di funzionalità che supportano il rapporto con le altre aziende:

  • le procedure di calcolo multi-stabilimento
  • l’interazione col piano di altre aziende mediante tecnologie IoT

Il piano di produzione multistabilimento

E’ possibile strutturare in Cowry il modello di pianificazione di più stabilimenti assegnando ad ogni materiale diversi parametri di riordino e network di magazzini a seconda dello stabilimento di pertinenza dei fabbisogni. Si orchestrano correttamente le situazioni in cui un dato articolo è gestito indipendentemente dai due stabilimenti oppure è fornito da uno stabilimento all’altro. Se B è fornitore di A per un dato componente X del prodotto finito PF, è possibile con Cowry ottenere il pegging completo di un ordine cliente di PF sul network di distribuzione fino alla proposta di acquisto di X sul piano dello stabilimento B, sia a capacità infinita che finita. Per ottenere questo serve un accesso completo ai dati dei due stabilimenti/aziende consociate e gli abbinamenti tra ordini di acquisto e di vendita.

Collaborative planning

Se non è possibile disporre di entrambi i modelli dati dei due stabilimenti/aziende, ci si deve limitare a gestire il confine tra i due modelli di pianificazione, cioè gli ordini di acquisto/vendita tra le due aziende senza avere visibilità completa sul piano dell’altro stabilimento. In questo contesto Cowry permette di comunicare direttamente con il Cowry del fornitore o del cliente in modo tempestivo per riprogrammare consegne e gestire modifiche ai piani in modo coordinato e collaborativo. Qualora l’altra azienda non disponga di Cowry, serve comunque che abbia un sistema di pianificazione in grado di comunicare in tempo reale le variazioni ai piani.

I 2 motivi che rendono l’ERP inutilizzabile per i piani di produzione

Generalmente l’ERP aziendale mette a disposizione per la pianificazione della produzione un modulo MRP che è stato sviluppato e venduto da chi non prepara piani di produzione quotidianamente e acquistato da chi mai lo userà: il dipartimento IT dell’azienda. Sono principalmente due i motivi che inducono i planner a superare i limiti dell’ERP e a cercare soluzioni alternative o almeno complementari per consentire un flusso produttivo adeguato per rispettare le consegne ai clienti: la difficoltà a riconoscere la fattibilità degli ordini, la datazione degli stessi, e conseguentemente degli ordini cliente, a capacità finita.

Un piano è tale se è fattibile, altrimenti è una lista di desideri

In aziende manifatturiere di una certa complessità, il sistema di pianificazione può proporre migliaia di nuovi ordini di produzione lungo l’orizzonte temporale. Alcuni di questi devono essere rilasciati in reparto in tempi rapidi per evitare ritardi di consegna ai clienti ed è fondamentale che il reparto sia certo che si tratta di ordini fattibili, cioè per realizzare i quali sono disponibili i componenti. Altrimenti non abbiamo a che fare con un piano di produzione ma con una lista di desideri sottoposta alla produzione, che a sua volta dovrebbe scremare gli ordini fattibili e tenere monitorata la fattibilità degli infattibili. Capire quali ordini siano realizzabili e quali componenti vadano sollecitati con il modulo MRP del gestionale è impresa ardua: o si analizzano le proposte una ad una con la disponibilità dei loro componenti o si cerca di rielaborare l’output del MRP su un foglio elettronico con qualche metodo grossolano. Cercare la soluzione è ancora più frustrante se si pensa che ad ogni nuova sessione di pianificazione si ha a che fare con nuovi ordini cliente e proposte di produzione che possono rimettere in discussione quanto verificato e deciso nella sessione precedente.

Le risorse hanno capacità produttiva limitata

L’altra ragione che rende un piano di produzione proposto dall’ERP inutilizzabile tal quale è che considera solo alcune risorse produttive e le considera a capacità infinita. Cioè non tiene conto del fatto che:

  • su una certa macchina non possono essere realizzati più ordini contemporaneamente: cioè la risorsa in realtà lavora a capacità finita
  • un ordine è fattibile ad una certa data se anche gli ordini dei suoi componenti sono verosimilmente fattibili per tempo

Si può fare

La soluzione a entrambi i limiti degli ERP è adottare strumenti adeguati, in grado di:

  • elaborare contemporaneamente tutti i vincoli rilevanti per il piano di produzione (macchine, personale e attrezzature a capacità finita, regole di sequenziamento),
  • permettere di preservare quanto già deciso dal planner in sessioni precedenti,
  • proporre un output di immediata consultazione riguardo gli ordini fattibili e ricco di dettagli significativi (distinzione tra ordini fattibili, infattibili, fattibili per quantità parziali o che necessitano solo di un trasferimento di componenti tra magazzini per essere fattibili, ecc)

Gli APS sono generalmente gli strumenti più adatti per superare i limiti degli ERP nell’ambito della pianificazione della produzione ma anche tra essi le caratteristiche sono diverse e la flessibilità nel gestire le particolarità dell’azienda non è sempre garantita. Anche per questo Cowry è sovente chiamato a sostituire APS già provati in azienda.

Paneido
Paneido è sinonimo di vent’anni di esperienza con i sistemi di pianificazione e simulazione. La nostra filosofia è rendere semplici e veloci le attività quotidiane e praticabili le soluzioni ai problemi meno ricorrenti: phase-in/out di prodotti, adeguamento capacità produttiva, ottimizzazioni, ecc.

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