Im Projekt „intelliPro“ wird im Rahmen des KI-Produktionsnetzwerks von Prof. Dr. Björn Häckel der Fakultät für Informatik und Prof. Dr.-Ing. Stefan Braunreutherder Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Technischen Hochschule Augsburg in Kooperation mit der TU München, dem Fraunhofer FIT und Forvia (ehemals Faurecia) ein KI-basiertes System entwickelt, um Entscheidungen zur intelligenten Planung von Produktionslinien zu unterstützen.

Die Planung von Produktionslinien ist äußerst komplex. Unternehmen müssen hier eine optimale Balance zwischen technisch-physikalischen Eigenschaften ihres Produkts, ihren Prozessen in der Produktion sowie wirtschaftlichen als auch organisatorischen Überlegungen finden. Mit lediglich konventionellen Simulationen ist eine solche Aufgabe nicht vollständig zu schaffen. 

Herausforderungen

Heutige produzierende Unternehmen müssen sich schnell an sich verändernde Nachfragemengen und wechselnde Anforderungen von Kunden anpassen. Die effiziente sowie schnelle Planung von Produktionslinien ist für sie folglich von zentraler Bedeutung.

Die Auslegung von Produktionslinien ist jedoch von hoher Komplexität geprägt: Es müssen Produkteigenschaften, Fähigkeiten von Produktionsprozessen und betriebswirtschaftliche Aspekte und deren Wechselwirkungen berücksichtig werden. Dieser hochkomplexe Vorgang wird aktuell hauptsächlich manuell erledigt, wobei dessen Ergebnisqualität stark vom Erfahrungsschatz und dem Know-how der verantwortlichen Mitarbeiter abhängt. Begleitend werden dazu singuläre, nicht vernetzte Simulationen und Optimierungen durchgeführt.

Potenziale

Eine Optimierung des mehrdimensionalen Gesamtsystems bietet daher großes Potenzial, das durch eine gekoppelte und zeitgleiche Betrachtung aller relevanten Randbedingungen und Ziele gehoben werden kann. Trotz dieses Potenzials fokussieren sich aktuelle Forschungsansätze auf die Optimierung der Teilprobleme. So existieren eine Vielzahl an Optimierungsansätzen für die Montagereihenfolgeplanung, die Betriebsmittelplanung und die Layoutplanung. Eine kombinierte Betrachtung der Problemstellungen findet nur sehr begrenzt statt.

Die Aufgabenstellung des Forschungsprojekts intelliPro

Um die ökonomischen Potenziale einer Gesamtoptimierung auszuschöpfen, wird im Förderprojekt KI-basiertes Entscheidungsunterstützungssystem zur intelligenten Produktionslinienplanung (intelliPro) ein Entscheidungsunterstützungssystem (EUS) zur gesamtheitlichen Planung einer Produktionslinie entwickelt, welches die Themen der Werksauswahl, der Montagereihenfolgeplanung und des Linienlayouts inklusive der Betrachtung der Werker beinhaltet. Das Konzept wird dabei am Beispiel einer Produktion für Pkw-Abgasanlagen beschrieben.