Egal wie gut Ihre Produktionsanlagen ausgelegt sind – wenn Ihre Produktionspläne nicht erstklassig sind, verlieren Sie viel Zeit und Geld. Mit Digitalen Zwillingen von INOSIM entwickelt das OptiProd.NRW-Projekt eine neue Methodologie und Software-Tools, mit denen selbst für komplexeste Anlagen auf Knopfdruck hochwertige Produktionspläne erstellt werden können. Und diese Zeitpläne werden einfach funktionieren – kostspielige, fehleranfällige und zeitraubende manuelle Anpassungen sind nicht notwendig.
Eine neue Dimension in der verfahrenstechnischen Produktionsplanung
Im ersten Projektjahr hat das Konsortium große Fortschritte in Richtung dieses ambitionierten Ziels gemacht. Die Partner TU Dortmund und INOSIM haben einen vollständigen Prototyp des neuen Softwaresystems für die optimale Produktionsplanung gebaut. Das System basiert auf einem neuen Optimierungsansatz, der einen maßgeschneiderten evolutionären Algorithmus mit zielgenauen Heuristiken kombiniert, die in der Lage sind, die erfolgversprechendsten Lösungsvorschläge zu identifizieren und den Suchraum intelligent zu verkleinern, sodass selbst für die komplexesten Anlagen in angemessener Zeit qualitativ hochwertige Zeitpläne gefunden werden können. Und dieser Algorithmus unterstützt nun auch die Kampagnenplanung – er ist in der Lage, automatisch zu ermitteln, wie Sie Ihre Produktnachfrage am besten in Produktionschargen aufteilen, damit Ihre Ziele und Vorgaben immer erfüllt werden.
Massiv-parallele Simulations-Engine
Das Softwaresystem enthält eine massiv-parallele Simulations-Engine für INOSIM-Modelle – eine Grundvoraussetzung für die effiziente Berechnung optimaler Produktionspläne. Die Engine verteilt Simulationsanforderungen automatisch auf eine große Anzahl von INOSIM-Instanzen und gibt die Ergebnisse an den Optimierer zurück. Die Engine läuft derzeit auf Hochleistungsservern der TU Dortmund und bei INOSIM. Aktuell erreichen wir eine 20-fache Leistungssteigerung des Optimierers im Vergleich zur Einzelinstanz-Simulation. Und wir arbeiten daran, die Performance in Zukunft noch weiter zu verbessern.
Ein zentrales Ziel des Projekts besteht darin, die Leistungsfähigkeit der neuen Methodologie und des neuen Softwaresystems an echten industriellen Anwendungsfällen zu demonstrieren. Wir stehen kurz vor der Fertigstellung des detaillierten INOSIM-Simulationsmodells einer komplexen industriellen Formulieranlage des Partners Bayer, das auch die dazugehörigen Logistikprozesse (implementiert in der neuen INOSIM-Stückgutbibliothek) enthält. Das Modell stellt die Anlage so realistisch dar, dass wir davon ausgehen, dass die generierten Zeitpläne direkt auf die reale Anlage anwendbar sind. Darüber hinaus haben unsere Masterstudenten Robin Ehrhardt und Engelbert Pasieka Simulationsmodelle anderer komplexer, akademischer Anwendungsfälle erstellt, die es uns erlauben, das neue Tool auf eine Vielzahl unterschiedlicher Planungsaufgaben hin zu testen, die in der industriellen Praxis regelmäßig auftreten.
Demonstration für industriellen Anwendungsfall
Motiviert von den zügigen Fortschritten im ersten Projektjahr, freuen sich alle Projektpartner auf die Fortsetzung ihrer Arbeit in den kommenden Monaten und Jahren. Wir gehen davon aus, dass wir das neue System in naher Zukunft an einem vollständigen industriellen Anwendungsfall demonstrieren können, und arbeiten intensiv daran, in der verbleibenden Projektzeit die prototypischen Implementierungen der Methodologie und des Softwaretools zu einer ausgereiften Lösung für die optimale Produktionsplanung zu verallgemeinern.
Weitere Informationen zum OptiProd.NRW-Projekt finden Sie auf der Projekt-Website.
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