„Reihenfolgeoptimierung in der Produktion ist eine Herausforderung, die unsere 35.000 produzierenden und verarbeitenden mittelständischen Unternehmen im Land bestens kennen“, sagte Wirtschaftsministerin Daniela Schmitt. „An der TU Kaiserslautern wird nun erforscht, wie Unternehmen diese Herausforderung mit Hilfe innovativer Quantentechnologie meistern können. Ziel ist ein direkter Transfer der wissenschaftlichen Erkenntnisse in die Abläufe unserer Unternehmen.“ Reihenfolgeplanung ist die Festlegung einer zeitlichen Abarbeitungsfolge von Aufträgen, indem einzelne Arbeitsfolgen den zur Verfügung stehenden Ressourcen zugeordnet werden. Daraus ergeben sich komplexe Reihenfolgeplanungsprobleme, die gerade im Kontext von Industrie 4.0 mit kurzem Zeithorizont gelöst werden müssen. Der im Detail extrem komplexe Vorgang, lässt sich auf eine Frage herunterbrechen: Was muss wann, wie, mit welchen Mitteln passieren?
Hier setzt das Projekt „Nutzung von Quanten-Annealing für die Reihenfolgeplanung in produzierenden Unternehmen“ an. Unter Führung des Lehrstuhls für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) der TU Kaiserslautern verfolgt es das Ziel, die Potenziale von Quanten-Annealing für die Reihenfolgeplanung in der Industrie nutzbar zu machen. Hierbei werden zusammen mit Unternehmen beispielhafte Anwendungsszenarien anhand repräsentativer industrieller Anwendungsfälle definiert. Diese bilden die Basis für den Vergleich von Quanten-Annealing mit klassischen Methoden, die sich oft nach dem Prinzip von Versuch und Irrtum an ein ideales Ergebnis annähern. Aufbauend auf den Erkenntnissen wird ein Softwaredemonstrator entwickelt, um industrielle Reihenfolgeplanungsprobleme mittels Quanten-Annealing zu lösen. Dieser wird anschließend auf Praxistauglichkeit einer industriellen Nutzung von Quanten-Annealing überprüft.
„Mit diesem Projekt untersuchen wir die innovative Technologie Quanten-Annealing bezüglich industrieller Nutzbarkeit und adressieren gleichzeitig die Bedarfe einer flexiblen Umplanung im Kontext von Industrie 4.0“, beschreibt Prof. Dr.-Ing. Jan Aurich vom FBK die Relevanz des Projekts. Gerade die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass das notwendig sein kann, wenn Lieferketten kurzfristig nicht aufrechterhalten werden können.
Hintergrund: Was ist Quanten-Annealing?
Quanten-Annealing bezeichnet eine Technologie, die quantenmechanische Effekte nutzt, um Optimierungsprobleme wie Reihenfolgeplanungsprobleme zeiteffizient zu lösen. Die Technologie hat mittlerweile die notwendige Reife für den industriellen Einsatz erreicht, wird in der Praxis jedoch bisher kaum eingesetzt.
Carsten Zillmann
Pressesprecher
Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau
Tel. 06131/16-2550