PerfectPattern
Bitte aktivieren Sie Javascript, um diese Seite korrekt darzustellen.

KAYROS

Cognitive Production Planning

KAYROS ist eine Technologie zur dynamischen Produktionsplanung. KAYROS verplant beliebige Auftragspools auf komplexeste Produktionsnetzwerke mit dem Ziel, die Rüstkosten zu minimieren, die Termine einzuhalten, die vorhandenen Werkzeuge effizient einzusetzen und vieles mehr. Die zugrundeliegende AI Technologie ermöglicht KAYROS dabei höchste Berechnungsqualität bei kürzesten Rechenzeiten.

Herausforderung Produktionsplanung

In der industriellen Produktion wird vielfach noch manuell geplant – zum Beispiel, wann welcher Auftrag auf welcher Maschine auf welche Weise produziert werden soll. Diese Vorgehensweise stößt in der heutigen Zeit zunehmend an Grenzen, schließlich muss immer flexibler und schneller produziert werden. Das Resultat sind geplatzte Liefertermine, unnötig hohe Rüstkosten und ungenutzte Optimierungspotentiale.

Automatische, algorithmische Ansätze konnten hier bisher auch nur begrenzt Abhilfe schaffen, da sie entweder zu langsam oder zu unflexible sind.

Die Lösung heißt KAYROS

Die von PerfectPattern entwickelte KAYROS-Technologie ermöglicht die dynamische Planung der Produktion – blitzschnell und in höchster Präzision.

KAYROS verplant beliebige Auftragspools auch auf komplexe Produktionsnetzwerke mit dem Ziel, die Rüstkosten zu minimieren, die Einhaltung der Termine sicherzustellen und vieles mehr.

Die besonderen Fähigkeiten von KAYROS liegen darin, dass es in sehr kurzer Zeit Entscheidungsprobleme lösen kann, die nichtlinear sind und eine sehr große Anzahl einander entgegenstehender Einflussparameter beinhalten.

Vorteile

Kostenersparnis

In der optimierten Produktionsplanung werden Rohstoffaufwände gegen Rüstaufwände abgewogen. Das Resultat ist ein Kompromiss der sowohl die Rüstkosten als auch den Rohstoffverbrauch minimiert.

Termintreue

KAYROS verplant den kompletten Auftragspool in kürzester Zeit. Dadurch werden potentielle Kapazitätsengpässe schon sehr früh sichtbar und können so umschifft werden. Dies schafft Entscheidungsspielräume und sichert die Termineinhaltung.

Agilität

Durch die kurzen Rechenzeiten von KAYROS selbst für sehr komplexe Produktionsszenarien kann agil und umfassend auch auf kurzfristige Änderungen in der Produktion reagiert werden. So werden auch dann noch gute Entscheidugen getroffen, wenn es mal etwas eng wird.

Flexibilität

KAYROS besituzt eine eigene Sprache zum Modellieren und Beschreiben quasi beliebiger Maschinen. Durch diese Flexibilität kann KAYROS selbst die speziellsten maschinentechnischen Anforderungen abbilden.

Werkzeugmanagement

KAYROS regelt den effizienten Einsatz spezieller Produktionswerkzeuge, die nur begrenzte zur Verfügung stehen und zu verschiedenen Zeiten an verschiedenen Stellen des Produktionsnetzwerkes benötigt werden.

Transportmanagement

KAYROS kennt den genauen Aufbau des Produktionsnetzwerkes. Dadurch kann es auch die Transportwege berücksichtigen und sorgt dafür, dass auch die Transportwege der Materialien zwischen den Maschinen minimiert werden.

Produktionsalternativen

KAYROS findet selbt die effizienteste Produktion für die Produkte. Dabei zieht es alle möglichen Produktionsalternativen selbständig in Erwägung, die die vom Produkt gestellten Anforderungen erfüllen.

Das KAYROS-Prinzip

KAYROS modelliert den Fluss der Bestellungen durch das Produktionsnetzwerk und berechnet daraus stets den aktuell optimalen Produktionsplan. Durch die zugrunde liegende Modellierung weiß KAYROS, welche Produkte auf welchen Maschinen mit höchster Zeit- und Kosteneffizienz produziert werden können. Dank seiner dynamischen Natur passt sich das System spontan an unvorhersehbare Einflüsse wie Maschinenausfälle an und kompensiert diese durch Umplanung.

Modellierung von Maschinen

In KAYROS kann jede Maschine so modelliert werden, dass alle Parameter berücksichtigt werden, die für die Produktionsplanung relevant sind. Dabei werden folgende Aspekte zugrunde gelegt:

  1. Eine Maschine kann durch Umrüstvorgänge in verschiedene Zustände versetzt werden. Dies kann auch bedeuten, gewisse Module an- bzw. auszuschalten oder herauszunehmen. Ein Umrüstvorgang kostet Zeit, Geld und evtl. Rohstoffressourcen.
  2. In jedem Zustand kann die Maschine gewisse Prozesse ausführen. Jeder Prozess kostet Zeit und Geld. Für die Berechnung können die Prozesse an Aspekte wie die Stückzahl pro Stunde, eine Fläche pro Zeit oder andere messbare Größen gekoppelt sein.
  3. Jeder Prozess, den die Maschine ausführt, erfüllt bestimmte Anforderungen, die ein Produkt hat.
  4. Dabei können auch die Transportwege zwischen bestimmten Maschinen oder Maschinenteilen angegeben werden, die KAYROS berücksichtigen soll.

Durch die Modellierung einer Maschine entsteht in KAYROS ein digitales Abbild der echten Maschine, das dieselben Fähigkeiten besitzt wie das Original und die gleichen Kosten erzeugt. Nun benötigt KAYROS noch die Informationen, wann die Maschinen zur Verfügung stehen.

Ebenso wichtig ist das kontinuierliche Feedback jeder Maschine zu ihrem aktuellen Zustand an KAYROS. So kann KAYROS entsprechend reagieren, wenn beispielsweise eine Maschine ausfällt, und auf andere, eventuell teurere Kapazitäten ausweichen. Hier gilt: Je aktueller die Informationen, desto besser das Ergebnis.

Modellierung von Produkten

Jedes Produkt wird in KAYROS als Summe einzelner Produktionsschritte erfasst. In jedem Produktionsschritt wird das Produkt oder ein Teil des Produktes durch einen Prozess in einen neuen Zustand versetzt, der näher am Endprodukt liegt. Jedes Produkt oder jeder Produktbestandteil hat dabei bestimmte Anforderungen, welche im Laufe der Produktion und oft auch in einer bestimmten Reihenfolge erfüllt werden müssen.

Ein weiterer Input für KAYROS sind die Bestellungen. Sobald ein neuer Auftrag eingeht, muss dieser an KAYROS übermittelt werden. KAYROS wird diese Bestellung dann entsprechend ihrer Priorität einplanen und den Produktionsplan entsprechend anpassen.


KAYROS wurde entwickelt, um das Rückrat einer Smart Factory zu sein.


Die Entscheidungsfindung

KAYROS verfügt über eine leistungsfähige Decision Making-Technologie. Diese trifft basierend auf globalen Zielfunktionen schnell und präzise die für die dynamische Produktionsplanung relevanten Entscheidungen.

Dabei folgt KAYROS dem Konzept von „Prescriptive Analytics“. Im Gegensatz zu „Predictive Analytics“ bedeutet dies, dass nicht nur Vorhersagen über ein erwartetes Verhalten gemacht werden, sondern dass Entscheidungen getroffen werden, die ein System in eine gewünschte Richtung bewegen.

Die besonderen Fähigkeiten von KAYROS liegen darin, dass es in sehr kurzer Zeit Entscheidungs-probleme lösen kann, die nichtlinear sind und eine sehr große Anzahl einander entgegenstehender Einflussparameter beinhalten.

Das lernende System

Im industriellen Umfeld können kontinuierliche Methoden meistens nicht angewendet werden – der Entscheidungsraum ist unglaublich groß, und zudem weisen die Zielfunktionen auch in kleinen Bereichen des Entscheidungsraums massive Sprünge auf. KAYROS konstruiert aus den gelernten Zielen explizit die nächste Entscheidung, um so die vorgegebenen globalen Ziele zu erreichen. Dieses Verfahren wird als Constructive Reinforcement Learning bezeichnet.

KAYROS greift dabei auf Inputdaten sowie funktionale Zusammenhänge zurück, die das zu berechnende System (die Fabrik) definieren. Dies sind etwa Bestellungen, Prioritäten, Maschinenfähigkeiten und -geschwindigkeit etc. oder auch Eintrittswahrscheinlichkeiten gewisser Ereignisse wie Maschinenausfälle oder ähnliches. Auf Basis dieser Daten und Modelle nutzt KAYROS Constructive Reinforcement Learning um einen Produktionsplan zu berechnen. Dieser Plan enthält präzise Anweisungen zur Steuerung einer Fabrik.

KAYROS nutzen

Downloads

Flyer_KAYROS_D.pdf

© 2020 PerfectPattern GmbH