Die angepasste Anwendung mathematischer Algorithmen führt zu einer schnellen Berechnung von Optimierungsaufgaben bei geringer Rechnerleistung. Dies ermöglicht die Lösung komplexer Problemstellungen in der Ressourcenplanung innerhalb betrieblicher Abläufe.
Fragestellung
Die Planung von Ressourcen in betrieblichen Abläufen ist entscheidend für die reibungslose Durchführung verschiedener Vorgänge. Häufig werden hierfür die vorhandenen Erfahrungswerte angewendet. Das kann dazu führen, dass Ressourcen nicht effizient eingesetzt werden oder eine vorgesehene Verbesserung nicht in vollem Umfang wirken kann.
Die Lösung von Optimierungsproblemen wird derzeit selten durch den Einsatz mathematischer Algorithmen unter Anwendung von Computerberechnungen durchgeführt. Ein Hemmnis dafür stellt die Größe der Optimierungsaufgabe und damit verbunden eine lange Rechenzeit dar. Es wird deshalb eine Methode benötigt, die sowohl die Optimierung der Ressourcenplanung als auch kurze Rechenzeiten durch die wirksame Nutzung der bestehenden Rechnerkapazität ermöglicht.
Lösung
Unterschiedliche praktische Problemstellungen im Umgang mit Ressourcen, wie Maschinen, Fahrzeugen, Personal oder Verbrauchsmaterialien, lassen sich auf das gleiche mathematische Modell zurückführen. Ausgehend von der praktischen Problemstellung werden durch mathematische Algorithmen kundenspezifische Modelle für die Optimierungsaufgabe entwickelt. Für die Anwendung des entwickelten Models auf die realen Gegebenheiten werden die mathematischen Programme in eine Softwarelösung überführt. Dabei wird die Anwendung des mathematischen Modells soweit optimiert, dass mit der bestehenden Rechnerleistung eine zeiteffiziente Berechnung der Optimierungsaufgabe erfolgen kann.
Vorteile
Die spezifischen Anforderungen an die Optimierung werden im persönlichen Gespräch ausgearbeitet. Somit ist eine individuelle Entwicklung des mathematischen Modells gegeben, die eine kurze Rechenzeit ermöglicht und durch eine kundenspezifische Softwarelösung realisiert wird. Dabei ist auch die Kombination von Fragestellungen der Ressourcen- und Zeitplanung möglich.
Leistungsparameter
Der Einsatz mathematischer Modelle basierend auf ganzzahligen linearen Gleichungssystemen wird durch die Komplexität der Optimierungsaufgabe und der dafür benötigten Rechenzeit bestimmt.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten
- Optimierung von Produktionsabläufen in der Serienfertigung, beispielsweise in der Automobilproduktion oder der Verpackungsindustrie
- Verkehrseinsatzplanung von LKW, Bussen und schienengebundenen Fahrzeugen
- Maschinenbelegungsplanung und die rechtzeitige Bereitstellung des zu verarbeitenden Materials
- Transportlogistik in Großlagern und Speditionen
- Carpooling: Bilden von Fahrgemeinschaften zur optimalen Ausnutzung der Fahrzeugkapazitäten
- Optimierte Energieeinspeisung in das Stromnetz durch viele Kleinerzeuger in Abhängigkeit des zeitlich abhängigen Strombedarfs
- Bereitstellung und schonender Umgang von Blutkonserven in Operationssälen mit an die Blutgruppe angepasstem Operationsplan
- Prozessablaufplanung bei der Stahlherstellung
- Optimierter Einsatz von Lehrern an Schulen zur Vermeidung von Fehlstunden
Entwicklungsstand
Anwendung und Optimierung des Laserprozesses zur Oberflächenstrukturierung mit Industrieanlagen in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Material
Forschungseinrichtung
TU Clausthal
Forschungszentrum Energiespeichertechnologien
Abteilung Materialfunktionalisierung
In Zusammenarbeit mit Fraunhofer Henrich‐Hertz‐Institut, Goslar
