Planificación industrial optimizada basada en restricciones de negocio
Alestis Aerospace es una compañía líder en ingeniería y tecnologías de fabricación y montaje de aeroestructuras, y uno de los tres TIER 1 que operan en España, con presencia internacional y grandes proyectos innovadores. Participa en los programas más relevantes de los mayores fabricantes del sector como son Airbus, Boeing o Embraer, y cuenta con cinco plantas de producción en España y otra en Brasil.
Dado su alto nivel productivo y la importancia del cumplimiento de plazos en el sector, para Alestis es esencial elaborar planificaciones óptimas de recursos tanto humanos como logísticos que le aseguren el cumplimiento de sus hitos a tiempo y, a su vez, propicien un aprovechamiento eficiente y eficaz de estos.
El planificador implantado por Sixphere en planta ha ampliado la efectividad a la hora de organizar las líneas de producción por parte de los usuarios y no sólo eso, sino que ha optimizado de manera rápida la vida de todos los procesos.
El proceso de planificación era eminentemente manual. Todos los datos y restricciones aplicables se encontraban registrados en hojas Excel, y la tarea de generación de una planificación final podía llevar horas, amén de los costes derivados de posibles replanificaciones.
Por ello, para conseguir planificar con semanas de antelación el trabajo de cada operario en cada planta y en cada puesto, se hacía fundamental contar con un proceso digital y automatizado que optimizase tanto los costes de generación de las propias planificaciones, como los resultados arrojados por estas.
Ante este escenario, ¿cuáles son los retos fijados por el proyecto?
- Automatizar el proceso de generación de planificaciones, reduciendo muy significativamente los costes de personal dedicado a ello.
- Integrar de manera automática y digital todos los datos y las restricciones aplicables a una planificación (horarios, calendario, fechas límite, disponibilidad, etc.).
- Implementar múltiples estrategias de planificación en base al objetivo de negocio marcado (producción en menor tiempo, reducción de tiempos muertos, etc.).
- Integrar en tiempo real y de manera bidireccional la planificación obtenida con el sistema digital de control de la producción para facilitar la operativa en planta y seguir el progreso de la obra en curso.
Modelado de restricciones y estrategias
Ante un proyecto de tal envergadura, ambición y complejidad, el primer paso no podía ser otro que modelar digitalmente e integrar las restricciones de negocio que intervienen en el proceso de planificación (operarios/as, calendarios, turnos, líneas de producción, disponibilidad, etc.); y modelar e implementar, través de métodos matemáticos avanzados, las estrategias de cálculo de planificaciones basadas en las mencionadas restricciones.
Para ello, se llevó a cabo la implementación de un módulo central orientado a servicios encargado, por un lado, de absorber de manera automática y desde distintas fuentes los datos requeridos para llevar a cabo una planificación y, por otro lado, de calcular ésta de forma óptima en base a las restricciones indicadas y a la estrategia seleccionada.
Este módulo central está basado en tecnología Choco Solver, una biblioteca JAVA abierta para programación con restricciones. Se encuentra entre los «solucionadores» más eficientes disponibles y tiene una alta calidad de código. Además, al ser una biblioteca Java, se puede integrar muy fácilmente con otros sistemas.
Una herramienta amable
Una vez obtenido el núcleo del planificador, se hacía esencial construir un entrono gráfico amigable, usable y sencillo que convirtiese la experiencia del usuario ante un problema complejo y engorroso en una tarea más ágil e intuitiva. Para ello, se diseña y construye una aplicación web que permite al usuario final gestionar las restricciones, seleccionar las estrategias, lanzar el cálculo de las planificaciones, y visualizar e incluso modificar sobre diagramas Gantt las planificaciones resultantes.
Para el desarrollo del sitio web, conectado en tiempo real con el sistema central de cálculo, se hace uso de Node.js. Se trata de un framework de código abierto JavaScript diseñado para generar aplicaciones en red escalables. Es una librería y entorno de ejecución de E/S dirigida por eventos y por lo tanto asíncrona, que se ejecuta sobre el propio intérprete de JavaScript.
Una herramienta amable
Una vez obtenido el núcleo del planificador, se hacía esencial construir un entorno gráfico amigable, usable y sencillo que convirtiese la experiencia del usuario ante un problema complejo y engorroso en una tarea más ágil e intuitiva. Para ello, se diseña y construye una aplicación web que permite al usuario final gestionar las restricciones, seleccionar las estrategias, lanzar el cálculo de las planificaciones, y visualizar e incluso modificar sobre diagramas Gantt las planificaciones resultantes.
Para el desarrollo del sitio web, conectado en tiempo real con el sistema central de cálculo, se hace uso de Node.js. Se trata de un framework de código abierto JavaScript diseñado para generar aplicaciones en red escalables. Es una librería y entorno de ejecución de E/S dirigida por eventos y por lo tanto asíncrona, que se ejecuta sobre el propio intérprete de JavaScript.
La planificación, especialmente en entornos industriales, es de vital importancia en la producción, pero supone elevados costes de generación y presenta alta complejidad a la hora de obtener resultados óptimos. A través de soluciones como la presentada, se alcanza una mejora impactante en las prestaciones productivas debido a la aplicación modelos de planificación optimizada basada en restricciones y estrategias de negocio.
De manera más específica, se ha alcanzado:
- Una reducción muy significativa de costes de planificación derivada de la reducción del tiempo empleado.
- Un incremento en la eficiencia y la optimización de recursos de producción derivada de la calidad de las planificaciones calculadas.
- La integración en tiempo real con sistemas de gestión de la producción y fabricación.
