Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Reinforced Learning in der Fertigungsplanung

Ablösung für die Heuristik

Ein wesentliches Ziel der Fertigungsplanung ist die optimale Auslastung der Produktion. Mit Algorithmen zum Reinforcement Learning lassen sich hervorragende Planungsergebnisse erzielen.

 (Bild: ©ipopba/stock.adobe.com)

(Bild: ©ipopba/stock.adobe.com)

Muss ein Fertigungsplaner 500 Arbeitsgänge einplanen, stehen ihm 101000 mögliche Reihenfolgen für die Arbeitsgänge zur Verfügung. Das sind mehr, als es Atome im Universum gibt. Weitere Faktoren, welche die Produktion beeinflussen, sind beispielsweise Werkzeuge, Material und Personal. Diese Restriktionen müssen für eine optimale Auslastung ebenfalls berücksichtigt werden.

Heutige Fertigungsplanung

Bereits heute bieten Manufacturing-Execution-Systeme (MES) Funktionen zur automatischen Planung von Fertigungsaufträgen an. Auf Basis von Heuristiken kann eine automatische Zuweisung von Aufträgen und deren Arbeitsgängen auf die Arbeitsplätze und Maschinen erfolgen. Heuristiken haben das Ziel, mit begrenztem Wissen und wenig Zeit ein praktikables Ergebnis zu erzielen. Aufgrund der in der Vergangenheit verfügbaren Rechnerleistungen war die heuristische Planung lange Zeit die beste mathematische Herangehensweise, die für die automatische Planung einsetzbar war. Die Heuristik setzt dabei im Wesentlichen auf eine Schritt-für-Schritt-Planung. Demnach wird ein Arbeitsgang nach dem anderen bestmöglich gemäß feststehender Vorgaben eingeplant. Hierbei wird nur bedingt berücksichtigt, welche Arbeitsgänge noch einzuplanen sind und wie sich die Planungsaktion des aktuellen Arbeitsgangs auf zukünftige Arbeitsgänge auswirkt. Auch werden bereits getroffene Planungsentscheidungen nur unter bestimmten Bedingungen hinterfragt oder rückgängig gemacht. Das resultierende Planungsergebnis kennzeichnet sich oftmals durch hohe Rüstaufwände, lange Durchlaufzeiten und daraus resultierend Terminverzüge.

Fertigungsplanung mit KI

In der heutigen Zeit sind jedoch deutlich leistungsfähigere Rechner verfügbar als früher, mit denen signifikant größere Datenmengen verarbeitet und immer bessere Algorithmen entwickelt werden können. Mit der Weiterentwicklung der Technik kann nun ein entscheidender Schritt in Richtung optimale Fertigungsplanung gemacht werden. Durch die Integration von KI ins MES kann eine Automatisierung von intelligentem Verhalten umgesetzt werden. Reinforcement Learning ermöglicht eine intelligente und ganzheitliche Planung der Fertigung. Im Gegensatz zum schrittweisen Vorgehen der Heuristik, werden nun zahlreiche Entscheidungsmöglichkeiten geprüft, bevor eine endgültige Planungsentscheidung getroffen wird. Reinforcement Learning, was als verstärkendes Lernen übersetzt werden kann, bewertet die getroffenen Entscheidungen, hinterfragt diese und lernt daraus. Der Algorithmus lernt somit mit jeder Entscheidung Neues über die vorhandenen Daten und kann bei jeder durchzuführenden Planungsentscheidung bessere Entscheidungen treffen. Hierbei werden nicht alle Planungsentscheidungsmöglichkeiten geprüft, sondern aktiv nur diejenigen, die gute Ergebnisse liefern werden. Daraus resultiert eine weitsichtige Entscheidungsfindung unter Berücksichtigung von noch durchzuführenden Planungsaktionen.


Das könnte Sie auch interessieren:

Die Steigerung von Produktivität und Effektivität in der Industrie und eine ressourcenschonende Nachhaltigkeit stehen sich nicht unversöhnlich gegenüber. Wirtschaftliche Ziele und ökologische Verantwortung unterstützen sich gegenseitig - nur ist das noch nicht überall erkannt.‣ weiterlesen

Die 16. FMB – Zuliefermesse Maschinenbau findet vom 10. bis 12. November 2021 im Messezentrum Bad Salzuflen statt. Zu den Topthemen kürte Veranstalter Easyfairs die Oberflächentechnik und Digitalisierung.‣ weiterlesen

Produktionsunternehmen sollen mit den neuen IoTmaxx-Mobilfunk-Gateways Maschinendaten besonders schnell in die AnyViz-Cloud übertragen können.‣ weiterlesen

Self-Service-Technologie, digitale Assistenten, künstliche Intelligenz - die Digitalwerkzeuge fürs Kundenbeziehungsmanagement werden immer ausgefeilter. Sind CRM- und ERP-System gut integriert, lassen sich im Sinn des xRM-Ansatzes auch leicht die Beziehungen zu Geschäftspartnern IT-gestützt pflegen.‣ weiterlesen

Vor allem KMU befürchten häufig, bei der IT-gestützten Prozessoptimierung im Vergleich zu Großkonzernen nicht mithalten zu können. Die beiden Technologieprojekte IIP Ecosphere und FabOS, die im Rahmen des KI-Innovationswettbewerbs vom BMWi gefördert werden, wollen diesen Firmen den Zugang zu KI-Anwendungen erleichtern.‣ weiterlesen

Emerson hat die Einführung der Software Plantweb Optics Data Lake bekanntgegeben. Die Datenmanagement-Lösung identifiziert, erfasst und kontextualisiert unterschiedliche Daten in großem Maßstab entweder vor Ort in industriellen Anlagen oder mithilfe von Cloud-Technologie.‣ weiterlesen

Im September 2021 erscheint die Richtlinie VDI/VDE 2185 Blatt 2 'Funkgestützte Kommunikation in der Automatisierungstechnik - Koexistenzmanagement von Funksystemen'. Wenn unterschiedliche Funksysteme bei Automatisierungsaufgaben unterstützen, ist mit einer gegenseitigen Beeinflussung der Systeme zu rechnen.‣ weiterlesen

Klare Sicht auf das Werksgeschehen und die Rückverfolgbarkeit von Produkten und Prozessen sind zunehmend wichtige Erfolgsfaktoren. Mit dem MES Valeris will WSW Software gerade mittelständischen Fertigern helfen, diese Ziele zu erreichen. Das System soll schnell und günstig einsatzfähig sein, konfiguriert wird es in Eigenregie.‣ weiterlesen

Unternehmen verwalten heute mehr als zehn Mal so große Datenmengen wie noch vor fünf Jahren. Dabei befürchteten 62 % der Befragten in einer aktuellen Untersuchung von Dell Technologies, ihre Maßnahmen zur Datensicherung könnten nicht ausreichend vor Malware-Attacken schützen. 74 % der Umfrageteilnehmer gaben zudem an, dass mit der steigenden Anzahl an Home-Office-Mitarbeitern das Risiko von Datenverlust ansteige.‣ weiterlesen

Der MES-Anbieter Proxia Software kapselt Funktionen seiner Software, um Anwendern mehr Flexibilität beim Cloud-Betrieb ihres Produktionssteuerungssystems zu ermöglichen. Eine Datenvorverarbeitung im sogenannten Fog Layer soll durch eine geringere Anzahl an Transaktionen für mehr IT-Sicherheit und reduzierte Transaktionskosten sorgen.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige