Indsutrieanzeiger 03.2021

TECHNIK & WISSEN «
Der MES-Anbieter Industrie
Informatik untersucht derzeit,
welchen Nutzen KI als Modul für
die Fertigungsplanung bieten kann.
realen Abläufen und Erfahrungen in der Produktionsplanung
stammt. Beim sogenannten maschinellen
Lernen werden Planungsaktionen und deren Ergebnisse
berechnet und anschließend im ‚Optimizer‘ bewertet.
Diese Bewertungen erfolgen anhand komplexer
Algorithmen, die verschiedene Zielfunktionen als
Grundlage nutzen. Feinplaner können dabei auf ein
breites Spektrum dieser Zielfunktionen wie Kosten -
reduktion, Verkürzung der Auftragsdurchlaufzeit,
Optimierung der Rüstdauer und -kosten oder Minimierung
von Auftragsverzug zurückgreifen.
„Industriebetriebe verfolgen in der Regel mehr als
nur ein Optimierungsziel. Diese müssen mittels gewichteter
Zielfunktionen aufeinander abstimm- und
parallel verfolgbar sein. Nur dann kann eine KI-
Lösung den komplexen Anforderungen einer Smart
Factory gerecht werden“, präzisiert Falkner.
Mit einer initialen Planungssituation und der definierten
Gesamtzielfunktionen als Basis kann sich der
‚Optimizer‘ nun an die Arbeit machen. Das bedeutet,
dass nicht-optimale und kritische Situationen im
Prozess automatisch erkannt und analysiert werden.
Genau an dieser Stelle werden mit sogenannten
Nachbarschaftsoperatoren Verbesserungen durch -
geführt und auf deren Basis ein neues Planungsbild
berechnet.
Planungsoptimierung durch Lerneffekt
Verbessert sich nun das Ergebnis mit dem eingesetzten
Nachbarschaftsoperator, so wird dieser positiv
bewertet und kommt bei künftigen Simulationen mit
höherer Wahrscheinlichkeit wieder zum Einsatz. Das
gleiche Prinzip gilt auch in die andere Richtung. Verbessert
sich eine Situation durch die Anpassungen
nicht, so wird dieser Nachbarschaftsoperator seltener
genutzt. Falkner sieht darin die Möglichkeit einer
nahezu perfekten Fertigungsfeinplanung: „Je länger
man den ‚Optimizer‘ laufen lässt, desto mehr Planungsszenarien
durchläuft er und desto höher ist die
Wahrscheinlichkeit eines optimalen Planungsergebnisses.“
Wie setzt man KI und im speziellen Fall den ‚Optimizer‘
nun in der Praxis ein? Die neuen Technologien
sollten dabei nicht als Ersatz für Planungspersonal
angesehen werden, sondern den Mitarbeitern die
Arbeit erleichtern und dabei die Effizienz signifikant
erhöhen. Vielmehr initiiert man mit dem ‚Optimizer‘
einen Hintergrundprozess, der parallel zur laufenden
Produktion seine Arbeit aufnimmt, Szenario für Szenario
anhand aktueller wissenschaftlicher Algorithmen
durchspielt und mittels Zielfunktionen bewertet.
Als User hat man die Möglichkeit, jederzeit
den aktuellen Stand der Planung und
die Bewertung der Zielfunktion einzusehen
und zu entscheiden, ab wann IM ÜBERBLICK
man diese in den Echtbetrieb übernimmt.
Je mehr Zeit man dem ‚Op-
Planungsergebnis mit dem
Verbessert sich das
timizer‘ gibt, desto näher kommt ‚Optimizer‘, kommt er bei
man dem ‚perfekten’ Planungsergebnis.
„Die Anwendungsmöglich-
höherer Wahrscheinlichkeit
künftigen Simulationen mit
keiten sind vielschichtig. So kann man wieder zum Einsatz.
beispielsweise auch verschiedene Zielfunktionen
in parallel laufenden Simulationen
verfolgen und so weitere Vergleiche aufstellen“,
sagt der Projektverantwortliche.
Ein wesentlicher Erfolgsfaktor ist die globale Lösungssuche
des ‚Optimizers‘: Das heißt, er beschränkt
sich nicht auf ein lokales Optimum, sondern bezieht
Lösungswege mit ein, die ein menschlicher Planer
von Hand nicht erfassen könnte. „Das Ziel und der
Nutzen der künstlichen Intelligenz ist es, die Fertigungsfeinplanung
technologisch gestützt – wie
einen intelligenten Planer – selbstlernend agieren zu
lassen“, fasst Falkner zusammen.
Einen weiteren Vorteil sieht er vor allem in der
integrativen Umsetzung der KI im Hintergrund. Gut
gemachte KI brauche beim Endanwender kein Knowhow.
Zwar muss der User eine Zieldefinition erstellen
– aber dazu brauche man auch kein KI-Know-how,
lediglich Know-how in der Planung. Konkret bedeutet
das: KI ist als zusätzliches ‚Modul’ zur cronetwork-Feinplanung
des MES-Anbieters zu sehen. Es
läuft parallel dazu, die Bedienung geschieht über die
bestehende Plantafel. Während des Laufbetriebs
könne normal in cronetwork-Feinplanung gearbeitet
werden. Es ist also kein Prozedere der Produkt-Integration
– schon gar nicht für den Endanwender –
notwendig.
www.industrieinformatik.de
Daten zum Forschungsprojekt:
• Laufzeit: 3 Jahre, das Projekt ist noch nicht abge -
schlossen
• Forschungseinrichtung: Unabhängiges Forschungs -
unternehmen RISC, Hagenberg, Österreich
• Budget: keine Angaben
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