Optimierung der Produktionslinien im Bereich MANUFACTURING

Szenario

In der verarbeitenden Industrie bestehen die Produktionslinien aus verschiedenen Maschinen, wobei jede dieser Maschinen eine besondere und spezifische Aufgabe zu übernehmen hat.

Für ein Produkt ist der Produktionszyklus erst dann beendet, wenn es alle Maschinen der Produktionslinie in einer vorgegebenen Reihenfolge durchlaufen hat. Das Setup der Maschinen kann je nach der Art der Bearbeitung der verschiedenen Produkte ganz unterschiedlich sein.

Jedes Produkt hat eine andere Bearbeitungszeit und wird in die einzelnen Maschinen in einer anderen Reihenfolge eingeführt. Außer diesen variablen Vorgaben können auch externe Ereignisse sowie Problematiken im Zusammenhang mit der Produktionslinie eine Änderung des Bearbeitungsplans erforderlich machen.

Zur Optimierung der gesamten Produktionskette in Bezug auf Prioritäten und die Einhaltung des zeitlichen Rahmens ist es unerlässlich, die korrekte Reihenfolge für die Bearbeitung der verschiedenen Produkte herauszufinden und eventuelle Problematiken in Echtzeit zu bearbeiten.

HERAUSFORDERUNG UND LÖSUNG

Die Komplexität der verschiedenen Produktlinien, die Gesamtmenge an Setups, Produktionsprioritäten sowie die an einzelne Verarbeitungen geknüpften Auflagen beinhalten eine große Menge an Variablen für die Modellierung des Problems, was insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Berechnung zu einer sehr komplexen Lösung führt. Dies macht den Einsatz spezifischer „Solver“ zur Optimierung erforderlich, die in der Lage sind, Probleme mit vielfältigen Dimensionen in kürzester Zeit zu lösen.

Diese Art der Optimierung kann als Job Scheduling Problem (JSP) abgebildet werden.

VORTEILE DES QUANTUM COMPUTINGS

Durch die Nutzung von Quantencomputern lassen sich komplexe Produktionslinien unter Berücksichtigung von Verarbeitungsauflagen sowie spezifischer Produktionsprioritäten individuell gestalten, ohne dass sich die Problemlösung auf den Zeitrahmen auswirkt.

Mithilfe der Quantentechnologien lassen sich auch „fast in Echtzeit“ Arbeitsplanungen einer gesamten Produktionslinie neu programmieren, wobei die unterschiedlichen Maschinen zeitgleich bedient werden.