Depuis plusieurs années, Bayer Crop Science travaille à intégrer la science de la décision à toutes les facettes de ses activités, de la logistique au séquençage génétique. La stratégie, guidée par l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle, inclut désormais des jumeaux numériques, ou «usines virtuelles», qui modélisent chacun des neuf sites de fabrication de semences de maïs que Bayer exploite en Amérique du Nord.
«Ces sites de fabrication de maïs prennent une beaucoup de semences lors de leur récolte sur le terrain », explique Naveen Singla, responsable du Data Science Center of Excellence (COE) de Bayer Crop Science. "Au fur et à mesure que ces graines sont récoltées dans nos champs, elles passent par ces neuf sites de maïs pour être transformées puis finalement mises en sac, et ces sacs sont ensuite distribués au fermier."
Projet de Bayer, Shaping Business Strategy and Future Operations Through Virtual Factory a créé une représentation numérique dynamique des équipements, des caractéristiques de flux de processus et de produits, de la nomenclature et des règles de fonctionnement de chacun des neuf sites. Ces usines virtuelles permettent à Bayer d'effectuer des analyses de simulation pour chaque site.
Alors que l'équipe commerciale présente de nouvelles offres de traitement des semences ou de nouvelles stratégies de tarification, l'entreprise peut utiliser les usines virtuelles pour évaluer si le site est prêt à adapter ses opérations. pour mettre en œuvre ces nouvelles stratégies. Les usines virtuelles peuvent également être utilisées pour prendre des décisions d'achat de capitaux, créer des plans d'affaires à long terme, identifier de nouvelles inventions et améliorer les processus, dit Singla.
Le projet, qui a valu à Bayer un FutureEdge 50 Award pour les applications des technologies émergentes, est le résultat des efforts combinés de personnes des groupes Bayer Manufacturing North American Manufacturing, Seed Production Innovations et Data Science COE. Les membres des trois groupes ont formé une organisation virtuelle qui a collaboré étroitement avec les chefs d'entreprise, les ingénieurs de processus et les scientifiques des données pour capturer et modéliser plus de 300 règles opérationnelles et stratégiques basées sur la façon dont les semences peuvent se déplacer dans les installations. Ils sont ensuite allés plus loin pour développer des politiques d'exploitation pour des opérations plus rationalisées.
A l'intérieur des usines virtuelles de Bayer
L'initiative d'usine virtuelle de Bayer combine modélisation de simulation, optimisation et apprentissage automatique, et est hébergée sur le cloud interne de Bayer pour la rendre évolutive. Pour créer les modèles, l'équipe a dû identifier des sources de données disparates et visiter chaque site pour obtenir des règles spécifiques au site, des critères de conception des équipements et des mesures opérationnelles.
"Maintenant, nous pouvons repenser nos processus métier. Nous pouvons repenser nos décisions grâce à l’application de ces algorithmes ou simulations d’apprentissage automatique », explique Singla.
Tous les cadres n’étaient pas tous d’abord d'accord avec le projet. Singla et Shrikant Jarugumilli, responsable des systèmes virtuels connectés chez Bayer Crop Science, déclarent commencer par une seule preuve de concept (POC) et un noyau de parties prenantes qui croyaient au projet étaient parmi les clés du succès.
"Pas tout le monde en est convaincu le premier jour, cela ne fait aucun doute. Il a fallu trouver des partenaires clés prêts à prendre ce risque avec nous, puis faire vraiment un POC. Maintenant, il est devenu plus viral là où les gens du monde entier veulent l'utiliser ", dit Singla. [19659002] Singla souligne également le temps que Jarugamilli et son équipe ont passé sur les sites de fabrication pour vraiment comprendre que leurs opérations sont essentielles pour gagner du support.
"Faire comprendre à nos scientifiques des données le domaine de l'entreprise a été si critique, et c'est là que Shrikant vient ", dit Singla. "Lui et son équipe ont passé de nombreuses semaines sur ces sites de production de semences à essayer de comprendre les opérations, de comprendre les nuances de sorte que le message, lorsqu'ils parlent au leadership, soit dans le langage du leadership lui-même par rapport au langage de l'apprentissage automatique."
L'équipe a lancé le POC en 2018 et l'a étendu aux autres sites en 2019. Singla dit que Bayer peut désormais compresser 10 mois d'opérations sur neuf sites de fabrication en deux minutes, permettant à l'organisation d'exécuter plus de 100 000 simulations en moins de 24 heures . L'équipe peut désormais répondre à des questions commerciales complexes concernant la combinaison de SKU, la capacité de l'équipement, la conception des ordres de process et l'optimisation du réseau à l'aide de la science des données.
Les avantages de combinaison des jumeaux numériques
Il y a également eu d'autres effets d'entraînement. Un avantage inattendu du projet est que l'équipe a utilisé les nouvelles connaissances pour identifier et hiérarchiser les diverses applications et exigences de l'invention. De plus, une collaboration étroite entre les équipes a augmenté la fluidité numérique globale de l'organisation, explique Singla. Les équipes peuvent désormais s'engager dans des discussions commerciales et techniques au-delà des frontières organisationnelles.
Les usines virtuelles ont également payé des dividendes en permettant aux nouvelles recrues en science des données de se familiariser avec les connaissances de domaine dont elles ont besoin pour prospérer chez Bayer, ajoute Jarugamilli. Il ne remplace pas les visites sur site, mais il permet de rallier les gens beaucoup plus rapidement », explique Jarugamilli. "Quand nous faisions le POC, pour embarquer un scientifique des données, il a fallu environ quatre mois avant qu'ils comprennent le processus de fabrication des semences. Maintenant, quand nous embauchons un nouveau scientifique des données, nous pouvons réellement les embarquer dans environ une demi-journée parce qu'ils peut réellement regarder les neuf sites et comment ils fonctionnent. "
Le succès du projet a conduit à la demande de capacités d'usine virtuelle à travers Bayer.
" Cela s'est propagé comme une traînée de poudre maintenant, où les gens partout ont exprimé le désir pour reproduire l'usine virtuelle pour leurs opérations dans le domaine de la production de semences, mais aussi dans le domaine de la fabrication de produits chimiques », explique Singla. "Mais en réalité, nous avons réalisé encore plus de valeur commerciale que nous avons pu façonner les décisions d'investissement sur la base des simulations que nous avons pu exécuter, ce qui a conduit à de nombreuses décisions d'investissement en capital reporté à l'avenir. Cela a donc eu un impact significatif sur notre capital en termes de réduction des investissements en capital. "