Lotse im Datendschungel: komplexe Planungsprobleme flexibel und in kürzester Zeit lösen

Industrie 4.0 und das Internet der Dinge wirken sich längst auch auf den Logistikbereich aus und eröffnen durch die Datenmengen, die sie mit sich bringen, ungeahnte Möglichkeiten – wenn die Planungstools mithalten können. Herkömmliche Verfahren stoßen angesichts des wachsenden Informationsangebots jedoch zunehmend an ihre Grenzen. Oft dauern die Berechnungen zu lang, als dass das Ergebnis noch relevant wäre. Die Arelion GmbH, die aus einem Forschungsprojekt der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) und der Siemens Corporate Technology hervorging, bietet dagegen eine neuartige Optimierungssoftware an, die flexibel und zeitnah die bestmögliche Lösung auch für komplexe Aufgaben liefert. Der besondere Clou dabei: Das Programm nutzt dazu das Fachwissen und die Erfahrung der Prozessbeteiligten. So kann der Arelion Optimization Core helfen, Zeit, Kosten und Wege zu sparen und gleichzeitig die Produktivität zu erhöhen.

 

Eine innovative Optimierungstechnologie zu entwickeln, so lautete das Ziel des Projekts, an dem IT-Spezialisten der JKU im Auftrag von Siemens zehn Jahre forschten. Hauptauslöser dafür war schon damals die Veränderung in der industriellen Welt hin zu einer immer stärkeren Vernetzung und kürzeren Taktzeiten. Die gängigen Verfahren, die mithilfe einer linearen Programmierung verschiedene Formeln abarbeiten, eignen sich für diese neue Welt jedoch nur noch bedingt: Viele Aufgabenstellungen lassen sich gar nicht mehr vollständig in Formeln abbilden oder benötigen immense Rechenzeit, was kurzfristige Reaktionen, wie sie dynamische Umgebungen erfordern, unmöglich macht.

Flexible Planung dank virtueller Experten

Der heuristische Ansatz des Arelion Optimization Core will daher gar nicht das theoretische Optimum erreichen, sondern in möglichst kurzer Zeit eine für die jeweilige Situation bestmöglich geeignete Lösung finden. Die Software nutzt dazu sogenannte Solving Units beziehungsweise virtuelle Experten, welche beliebige Lösungsstrategien abbilden können. So ist es auch möglich, eine planerische Aufgabenstellung ganzheitlich zu betrachten. Das heißt, dass beispielsweise Streckenführung und Beladung nicht separat, sondern in Bezug zueinander berechnet werden, man spricht von integrierter Planung. Hierdurch entstehen später keine Konflikte und die ideale Route für die gegebene Beladung kann erstellt werden.

artikel arelion Planung Vorher-Nachher

Routenoptimierung kann je nach Rahmenbedingungen ein sehr komplexes Problem darstellen. Der Optimization Core von Arelion wurde speziell für eine schnelle und effiziente Lösung solcher Aufgabenstellungen entwickelt.

Quelle: Arelion GmbH

 

Je nach Rechenkapazität werden diese Solving Units bis zu eine Million Mal pro Sekunde aufgerufen. Erste Ergebnisse liegen so schon innerhalb weniger Sekunden vor. Dies macht es möglich, flexibel auf Änderungen einzugehen. In der neuesten Generation des Programms wurden zudem intelligente Abbruchkriterien eingeführt, mittels derer die Software auf Wunsch des Anwenders selbst entscheidet, wann sich weitere Berechnungen nicht mehr lohnen. Dadurch wird die finale Lösung unter Umständen schneller ausgegeben, was zusätzlich Zeit spart.

 

artikel arelion Grafik Kreislauf

Kern des Programms ist eine evolutionäre, aber zielgerichtete Weiterentwicklung: Die verschiedenen Lösungsansätze werden wiederholt durchgespielt, wobei sich das Ergebnis kontinuierlich verbessert.

Quelle: Arelion GmbH

 

»Man kann sich die Funktionsweise vorstellen wie eine Diskussion verschiedener Fachleute, die ihre unterschiedlichen Schwerpunkte und Anforderungen auf einen gemeinsamen Nenner bringen müssen«, erklärt Dr. Norbert Lebersorger, Geschäftsführer des Unternehmens. Ein wesentlicher Kernaspekt der Software ist, dass auch das tatsächliche Know-how des Kunden in Solving Units einbezogen wird. Damit lässt sich der Erfahrungsschatz des Betriebs in die Lösungsfindung mit einbinden. Oft haben die Mitarbeiter selbst gute Lösungsideen, die bislang nicht in einer Software umgesetzt werden konnten. Ebenso werden auch die Schnittstellen für den Im- und Export der Basisdaten beziehungsweise der Ergebnisse auf das jeweilige Unternehmen zugeschnitten, so dass eine maßgeschneiderte Software für eine konkrete Aufgabe entsteht.

Eine Lösung für viele Themenfelder

Ein Beispiel dafür ist ein international tätiges Logistikunternehmen, in dessen Lager mit mehreren tausend Lagerplätzen ein stetiges Kommen und Gehen herrscht. Mit dem Optimization Core ließ sich hier ein System etablieren, bei dem die Mitarbeiter Ein- und Auslagerungen miteinander kombinieren und damit Leerwege vermeiden. Die Software kann dabei kurzfristige Änderungen jederzeit berücksichtigen. Der neue Ablauf sorgt für eine höhere Auslastung der Angestellten und führte zu einer Produktivitätssteigerung von mehr als 20 Prozent. Als Nebeneffekt können die Mitarbeiter autonom mit dem System arbeiten, was zu einer wesentlichen Entlastung des Disponenten führt.

Neben solchen Aufgaben in der Lagerverwaltung eignet sich die Software ebenso zur Routenplanung in der internen und externen Logistik, zur Verpackungs- und Produktionsoptimierung, etwa bei der Wegführung von Fertigungsrobotern, zur Verschnittreduzierung oder zur Planung von Kommunikations-, Energie- und Verkehrsnetzen. Die steigende Automatisierung und die wachsenden Datenmenge eröffnen in Kombination mit dem Arelion-System in all diesen Bereichen neue Möglichkeiten der Steuerung, Gestaltung und Effizienzsteigerung.


artikel arelion norbert Lebersorger

»Die Software arbeitet wie eine Diskussion verschiedener Fachleute, die ihre unterschiedlichen Schwerpunkte und Anforderungen auf einen gemeinsamen Nenner bringen müssen.«

Dr. Norbert Lebersorger, Geschäftsführer von Arelion.

 

artikel arelion Systemarchitektur

Schnittstellen zur Datenübergabe werden für jeden Kunden individuell entwickelt ebenso wie die Solving Units, in die auch das Praxiswissen des Nutzers einfließen kann.

Quelle: Arelion GmbH

 

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