RISERVATO DELL'AZIENDA. POSSONO ESSERE CONDIVISE ALL'INTERNO DI JMP E ROLLS ROYCE.
La Rolls-Royce delle fabbriche
Un'azienda da sempre sinonimo di qualità porta l'integrazione dei sistemi cyber-fisici a un livello superiore con analisi integrate di qualità e affidabilità
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Sfida: Riduci i costi e aumenta la resa negli stabilimenti di produzione Rolls-Royce in tutto il mondo adottando uno standard internazionale per il miglioramento. Rimuovi i guasti singoli dalla catena di fornitura e genera proprietà intellettuale.
Soluzione: Dopo aver appreso che il gruppo di monitoraggio dello stato del motore di Rolls-Royce aveva utilizzato JMP® per sviluppare un miglioramento che ha consentito all'azienda di risparmiare 1 milione di sterline all'anno, il capo dei sistemi di ingegneria della produzione Dan Middleton ha deciso di concedere in licenza il software nella produzione. Un confronto diretto degli strumenti disponibili, sotto forma di un hack-a-thon interno, è stata la prova del concetto: JMP poteva fare in 8 ore ciò che gli ingegneri che utilizzavano Python impiegavano 3 giorni e gli ingegneri che utilizzavano Minitab 6 giorni per completare.
Risultati: La capacità di Rolls-Royce di prendere più rapidamente decisioni basate sui dati con JMP si è tradotta in servizi a valore aggiunto diffusi ed efficienza dei costi. In soli 9 mesi, un singolo ingegnere ha utilizzato JMP per sviluppare soluzioni per 15 sfide di produzione uniche in una varietà di stabilimenti Rolls-Royce in diverse aree geografiche. L'azienda sta ora lavorando in modo aggressivo per aumentare questi miglioramenti.
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Industry 4.0 offre una visione trasformativa del futuro della produzione: l'integrazione dei sistemi cyber-fisici genererà flussi di dati continui e a flusso libero. Il cloud computing offrirà nuovi modi per accedere e analizzare tali dati. E l'apprendimento automatico metterà i dati a usi più creativi, accurati ed efficienti. Una proposta molto allettante, senza dubbio. Ma mentre la maggior parte delle aziende vede la produzione intelligente come una possibilità entusiasmante, poche hanno messo in pratica con successo la teoria.
Pochi, cioè, tranne Rolls-Royce.
Nel 2018, Rolls-Royce ha investito oltre 60 milioni di sterline in un solo impianto di produzione; £ 7 milioni di cui sono stati stanziati esplicitamente per l'integrazione IT. È stato un investimento importante che il capo dei sistemi di ingegneria della produzione dell'azienda Dan Middleton definisce un "gioco da ragazzi" perché, afferma, "il business case è che [l'integrazione] si ripaga da sola".
Rolls-Royce’s capacity for making more data-driven decisions faster with JMP has resulted in widespread value-added services and cost efficiencies.Rolls-Royce’s capacity for making more data-driven decisions faster with JMP has resulted in widespread value-added services and cost efficiencies. La capacità di Rolls-Royce di prendere più rapidamente decisioni basate sui dati con JMP si è tradotta in servizi a valore aggiunto diffusi ed efficienza dei costi.
Questa stima non è lontana. Rolls-Royce sta già vedendo i ritorni sul suo investimento, dice Middleton. In effetti, il sito rinnovato sta ora raggiungendo tra il 35 e il 45 percento in più di produzione. Una parte di tale vantaggio può essere attribuita ovviamente ai macchinari aggiornati, ma non c'è dubbio che l'integrazione dell'analisi stia avendo un impatto enorme. E avere il software giusto, dice Middleton, è parte del motivo per cui il ROI è arrivato così velocemente.
Imparare dal successo di un milione di sterline all'anno di un'altra divisione
Proprio mentre la struttura aggiornata stava entrando in funzione nel 2018, Middleton stava iniziando un audit del panorama degli utensili dell'azienda. Ha cercato di valutare il già ampio portafoglio di software di Rolls-Royce per identificare uno strumento one-stop-shop che potesse aiutare i team di ingegneri a sfruttare i nuovi flussi di dati. Alla fine, la soluzione si trovava dall'altra parte del campus, presso la divisione Engine Health Monitoring (EHM) di Rolls-Royce.
Quando all'inizio del 2018 l'EHM ha annunciato un seminario di analisi informale, Middleton e il collega Russell Bayes, un ingegnere di sistemi di produzione presso l'Advanced Blade Casting Facility (ABCF) di Rolls-Royce a Derby, nel Regno Unito, hanno deciso di partecipare. Quello che hanno visto è stato emozionante: un team EHM aveva utilizzato un software statistico chiamato JMP® per sviluppare un nuovo metodo di monitoraggio che probabilmente avrebbe fatto risparmiare all'azienda più di 1 milione di sterline all'anno.
È stata la prima volta che qualcuno nella produzione di Rolls-Royce ha pensato molto a JMP, spiega Middleton. “In realtà ne siamo rimasti sbalorditi: le capacità dello strumento. Abbiamo pensato bene, proviamo a giocare con JMP e vediamo cosa può davvero fare”, dice. “All'inizio eravamo un po' scettici. In circa 4 mesi, però, abbiamo stabilito che c'era qualcosa in questo strumento. Non eravamo ancora sicuri di cosa fosse, ma ci stava permettendo di fare dei calcoli molto intelligenti.
Middleton ha assunto un nuovo ingegnere, Aman Datta, per concentrarsi esclusivamente sull'apprendimento di JMP e sulla determinazione del ruolo che potrebbe svolgere nelle operazioni di produzione di Rolls-Royce."Questa è l'importanza che vediamo in [JMP]", afferma Middleton, "che abbiamo effettivamente liberato un ingegnere per giocare su un pezzo di software per un anno". Nuovo strumento in mano, Datta, Middleton e Bayes hanno lavorato insieme per valutare una serie di problemi che hanno afflitto l'ABCF per anni. È stato un banco di prova per JMP e non sono rimasti delusi.
La leadership esecutiva prende atto: "Come possiamo fare di più?"
Come gli altri siti di fabbrica intelligente di Rolls-Royce, l'ABCF può creare una mappa di dati dettagliata del ciclo di vita di ogni singolo componente del motore che passa attraverso i flussi di valore della struttura. Con un software sufficientemente robusto, gli ingegneri possono quindi utilizzare queste firme di dati per costruire modelli statistici dinamici che aiutano a identificare quali componenti hanno maggiori probabilità di fallire o non essere conformi. Queste informazioni a loro volta li equipaggiano per prendere decisioni strategiche su quali parti dovrebbero passare alla fase successiva e quali dovrebbero essere scartate o depriorizzate.
L'eliminazione di parti fuori specifica nelle prime fasi del ciclo di produzione consente agli ingegneri di produzione come Middleton e i suoi colleghi di ridurre il tempo e le risorse che investono in componenti non di qualità che richiedono rilavorazioni. Cumulativamente, questi risparmi possono avere un enorme impatto sui costi finali.
Nelle prove iniziali con JMP, spiega Middleton, il team ha risolto quattro problemi chiave che hanno prodotto vantaggi significativi. “Abbiamo [ottenuto] così tanto che il nostro vicepresidente esecutivo ha chiesto: 'Come possiamo fare di più?' Quindi abbiamo acquistato altre 41 licenze JMP: siamo passati da una [copia di JMP] a 41 nell'arco di 9 mesi". Il gruppo ha ora anche 30 ingegneri di produzione che utilizzano JMP Pro.
Da quando si è resa conto della scalabilità di questi miglioramenti, Rolls-Royce ha riposizionato Middleton e Datta in modo da utilizzare la loro esperienza presso le sue strutture in tutto il mondo. Datta trascorre del tempo in fabbrica per comprendere eventuali problemi specifici del sito che i suoi colleghi devono affrontare e quindi utilizzare JMP per trovare una soluzione. La proposta, spiega Middleton, è questa: “Ho questo software malvagio, un super computer e una rete cloud a cui posso collegarmi. Fammi provare [il tuo problema] per te.
In soli 9 mesi, Datta ha sviluppato soluzioni per 15 sfide di produzione uniche negli stabilimenti Rolls-Royce in diverse località in tutto il mondo. E, afferma Middleton, ogni nuova sfida è un punto dati nel quadro più ampio delle operazioni di Rolls-Royce.
I problemi che stanno riscontrando, aggiunge, sono più spesso simili che diversi. "Questo fa parte del cambiamento culturale: estendere i vantaggi da una struttura all'altra". E man mano che sempre più strutture Rolls-Royce saranno online con sistemi di analisi integrati digitalmente, diventerà più facile essere più proattivi - e più predittivi - sull'ingegneria di produzione; "Devi cambiare la mentalità e dire, non sprechiamo tempo o risorse".
Abbracciare la filosofia fail-fast, scalare con il cloud computing
Uno dei modi in cui si è manifestato il cambiamento culturale è l'abbraccio della filosofia fail-fast. Può sembrare strano che un'organizzazione così apprezzata come Rolls-Royce consideri il fallimento accettabile, persino incoraggiato. Ma l'azienda ha imparato che è meglio abbandonare i progetti in anticipo quando mancano di promesse. (Middleton afferma, ad esempio, che qualsiasi analisi esplorativa con un valore R inferiore a 0,5 potrebbe essere accantonata mentre il team passa a indagare su tendenze più promettenti).
Per aiutare a stabilire le priorità, Rolls-Royce gestisce sessioni di governance settimanali. Gli ingegneri che non vedono promesse nei loro progetti li toglieranno dall'agenda e andranno avanti. “È un modo molto maturo di fare le cose”, dice Middleton. In precedenza, gli ingegneri possono essere diventati molto protettivi nei confronti di un progetto, ma l'etica del fail-fast consente loro di scartare idee di miglioramento che difficilmente produrranno risultati. E questo significa maggiore capacità e più progetti di miglioramento.
"Il problema [con i sistemi di fabbrica intelligenti] è che ora stiamo trovando le cose troppo velocemente", afferma Middleton. “Ed è qui che ora utilizziamo la tecnologia cloud. Gli esseri umani possono lavorare solo per così tanto tempo. Ma macchine: possiamo impostarle per creare modelli di attività.
“JMP velocizza tutto questo. In effetti, siamo passati dall'analizzare i dati nel corso di una settimana a farlo in due giorni". Carica risme di dati nel cloud ed esegui decine di modelli contemporaneamente. Guarda qualcosa di interessante e modifica o riesegui qualsiasi analisi in un breve lasso di tempo.
"In una certa misura, non dobbiamo più farlo da soli", spiega Middleton. “Creiamo noi stessi il modello, ma la modellazione è diventata molto più semplice. Puoi lasciarlo in esecuzione durante il fine settimana e tornare lunedì e ha ingerito tutti questi dati e ti dà una risposta o una nuova direzione. Quella direzione potrebbe essere quella di andare a fare un'indagine diversa o fare un DOE (progettazione di esperimenti).
La tecnologia basata su cloud, unita alla modellazione in JMP, promuove la risoluzione dei problemi e il supporto; gli ingegneri possono accedere ai dati in un modo che, afferma Middleton, "fa sì che Rolls-Royce scorra senza soluzione di continuità come organizzazione".
"La nostra intera cultura è cambiata dall'oggi al domani"
Le trasformazioni dell'Industria 4.0 di solito non avvengono così rapidamente. Ma alla Rolls-Royce, il crescente numero di prove ha motivato un cambiamento epocale nel pensiero statistico in tutti i livelli dell'organizzazione, spiega Middleton. Uno degli esempi più diretti è venuto da un hack-a-thon aziendale nel 2018 in cui team di diverse divisioni di Rolls-Royce hanno gareggiato per risolvere una sfida di produzione precedentemente irrisolvibile. E così facendo, sono finiti con un confronto diretto delle opzioni software disponibili.
Il caso era piuttosto complesso e comportava una serie di processi e interazioni. Un team ha usato Minitab, uno ha usato Python e un altro R. Il team di Middleton ha utilizzato JMP. "Abbiamo deciso di affrontare questo problema in un modo diverso perché era delicato dal punto di vista dell'output, quindi il nostro team ha utilizzato JMP", afferma. "Ed entro 8 ore abbiamo risolto il problema."
Quando il team di Middleton è arrivato a una soluzione, dice: “Le persone che usano Python avevano appena iniziato a creare un modello. Le persone che utilizzano Minitab non avevano ancora strutturato i dati.”
Alla fine, i team che utilizzavano il software open source sono arrivati a una soluzione in 3 giorni. Il team che utilizza Minitab ha impiegato 6 giorni. E il team che utilizzava JMP aveva bisogno solo di 8 ore. È stato un risultato significativo e la leadership di Rolls-Royce se ne è accorta, afferma Middleton; "la nostra intera cultura è cambiata dall'oggi al domani".
Rolls-Royce sta ora ampliando il modello hack-a-thon in modo che i team di esperti in materia e data scientist di tutto il mondo possano lavorare insieme per risolvere alcuni dei problemi più impegnativi dell'azienda e trovare grandi idee. "[Il modello hack-a-thon] ci consente di comprendere meglio le nostre sfide ingegneristiche e di spingere ulteriormente i limiti della fisica", afferma Middleton, aggiungendo che un approccio globale aiuterà Rolls-Royce ad adottare uno standard internazionale e rimuovere i single- point failure dalla catena di approvvigionamento.
Creazione di proprietà intellettuale
Al di là della standardizzazione delle operazioni, l'azienda è giunta a una conclusione critica: utilizzando l'analisi in modo così efficace, Rolls-Royce è in realtà creando proprietà intellettuale (IP). Quell'IP può quindi essere sfruttato per generare nuovi flussi di finanziamento oltre al tradizionale miglioramento continuo, sostiene Middleton. “Non lo avremmo mai nemmeno immaginato. Quando abbiamo iniziato, pensavamo solo a utilizzare l'analisi per risolvere i problemi di oggi, per migliorare i nostri prodotti e processi e offrire ai nostri clienti un motore più performante".
Prendiamo, ad esempio, il caso presentato nell'hack-a-thon. “Attraverso quell'unico problema, abbiamo effettivamente generato due parti di IP. Uno [è altamente protetto] e guiderà il modo in cui Rolls-Royce installa le sue fabbriche. L'altro lo condivideremo con i nostri fornitori e clienti. E la catena di fornitura", spiega Middleton.
“JMP ci ha permesso di porre domande diverse e sfidare il pensiero dei nostri esperti in materia…. Ad esempio, sono circa 20 anni che cerchiamo di risolvere un difetto su [un] confine ad alto angolo. E quello che abbiamo mostrato [con JMP] è che c'era qualcosa di fondamentalmente sbagliato nel design dell'attrezzatura. Gli esperti in materia non ci avevano mai pensato prima. È solo perché puoi portare loro così tanti dati, modellarli e portare con te uno strumento di modellazione.
“Ora questo ci ha permesso di tornare dal fornitore dell'attrezzatura e dire loro che c'è qualcosa di fondamentalmente sbagliato nel loro progetto. Ovviamente non abbiamo detto loro esattamente cosa abbiamo trovato. Perché abbiamo sviluppato efficacemente la proprietà intellettuale."
In un anno da quando le nuove strutture integrate dell'azienda sono diventate online, riferisce Middleton, tutte le persone coinvolte stanno ora prendendo decisioni più intelligenti e imparando di più dall'esperienza. Queste decisioni hanno portato sia a servizi a valore aggiunto sia a efficienze di costo, aggiunge. “Se riusciamo a far riscaldare un motore più caldo, otterremo un motore più efficiente. Se riusciamo a produrre componenti più velocemente, allora possiamo rifornire il nostro mercato. Se rendiamo i motori più economici, allora saremo più competitivi”.
In definitiva, questi miglioramenti non vanno solo a beneficio di Rolls-Royce e della sua catena di fornitura, ma anche dei suoi clienti. E questo è l'obiettivo finale, spiega Middleton; “I clienti di Rolls-Royce sono al centro di tutto ciò che facciamo. Ed è per questo che abbiamo sfruttato la tecnologia: per offrire ai nostri clienti un prodotto migliore".
