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Technologie

Innovation entsteht an der Grenze zum Chaos

Unsere Plattformen CORTEX und PYTHIA bilden mit ihren revolutionären technologischen Ansätzen die Grundlagen für unsere Produkte.

CORTEX ist eine Decision Making Technologie, welche basierend auf den globalen Zielfunktionen mittels Reinforcement Learning Entscheidungen trifft.

Bei Pythia handelt es sich um eine Pattern Recognition Techologie, die auch versteckteste Muster findet. Sie kombiniert dazu Methoden des Deep Learnings mit Quantenfeld- und Stringtheorie.

CORTEX

Die Aufgabe von CORTEX besteht darin, schnell präzise Entscheidungen zu treffen (Decision Making). Damit folgt CORTEX 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 CORTEX liegen darin, dass es in sehr kurzer Zeit Entscheidungsprobleme lösen kann, die nichtlinear sind und eine sehr große Anzahl einander entgegenstehender Einflussparameter beinhalten.

Constructive Reinforcement Learning

Im industriellen Umfeld können kontinuierliche Methoden meistens nicht angewendet werden, da zum einen der Entscheidungsraum unglaublich groß ist und zum anderen die Zielfunktionen auch in kleinen Bereichen des Entscheidungsraums massive Sprünge aufweisen. Cortex konstruiert aus den gelernten Zielen explizit die nächste Entscheidung (Constructive Reinforcement Learning), um so die globalen vorgegebenen Ziele zu erreichen.

Input/Output

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

Anwendungsfeld

CORTEX wird zur mathematisch optimierten Produktionsplanung in der industriellen Produktion eingesetzt. Dabei besteht die Anforderung darin, viele verschiedene Aufträge auf einen komplexen Maschinenpark zu verplanen, wobei

  • die Maschinenauslastung maximiert
  • der Rohstoffverbrauch minimiert
  • die gesamten Produktionskosten minimiert
  • die einzelnen Auftragstermine eingehalten

werden sollen. Darüber hinaus muss der Produktionsplan ständig an die sich dynamisch ändernden Bedingungen angepasst werden.

Grafische Industrie

CORTEX ist in der grafischen Industrie seit 2015 erfolgreich in der Druckplanung im Einsatz (Produkt sPrint One).

Anforderungen der grafischen Industrie:

  • Erstellung von Druckbogenlayouts, inkl. Sammelformen für den Druckprozess
  • Planung des Druckprozesses in Abhängigkeit der Druckbogenlayouts
  • Planung der Weiterverarbeitung nach dem Druck (Schneiden, Falzen, Stanzen, Heften etc.)

Unser Produkt sPrint One deckt die ersten beiden Anforderungen ab. Es ist seit 2015 in der grafischen Industrie im Einsatz und findet immer größeres Interesse. Kontinuierliche Benchmarks ergeben, dass sPrint One vergleichbare konkurrierende Systeme hinsichtlich Geschwindigkeit, Qualität sowie Features und Funktionalitäten um Größenordnungen übertrifft.

Unser Produkt Kayros Print befindet sich Prototypstadium (Proof of concept seit 2016) und wird voraussichtlich Anfang 2019 als Webservice (Betaversion) zur Verfügung stehen.

 sPrint One  Kayros Print
Druckbogenlayout
Dynamische Druckplanung
Dynamische Produktionsplanung

Auf CORTEX basierende Produkte bzgl. Anforderungen der Produktionsplanung der grafischen Industrie.

Convertingindustrie

CORTEX ist in der Convertingindustrie seit 2017 in der Zuschnittplanung im Einsatz (Produkt Ciphos).

Folien, Filme, Papier oder Laminate werden in großen Rollen gefertigt, die üblicherweise etwa zwei Meter breit und mehrere Kilometer lang sein können. Diese Rollen (Jumbos, Tamboure) müssen je nach Kundenbestellungen in verschiedene Formate geschnitten werden. Das Erstellen eines Plans für den Zuschnitt beispielsweise eines fünf Kilometer langen Jumbos in Dutzende verschiedene Kundenbestellungen ist eine komplexe Herausforderung. Dabei sind ausschlaggebend:

  • Materialverbrauch bzw. Verschnitt
  • Rüstzeiten für das Einrichten der Rollenschneider
  • Transportlogistik beim Verarbeiten der Jumbos

Ciphos erstellt optimierte Schneidpläne basierend auf Maschinenpark, Materialvorrat und Kundenbestellungen. Besondere Anforderungen sind dabei:

  • Optimierung und Automatisierung des Schneidprozesses inklusive des dazugehörigen Transport-, Rüst-, Vorrats- und Lagerprozesses.
  • Eine geringe Berechnungszeit, die eine Neuplanung jederzeit zulässt
  • Verschnittminimierung und generelle Kostenminimierung

Generelle industrielle Produktionsplanung

Während KAYROS Print für die Druckbranche angepasst wurde, lässt das Basisprodukt KAYROS die Modellierung und Planung beliebiger Produktionsprozesse zu.

PYTHIA

PYTHIA ist eine Technologie für die anspruchsvolle Regressionsanalyse und Mustererkennung. Es verwendet verschiedenste Methoden aus der modernen Mathematik und Physik:

  • Stringtheorie
  • Quantenfeldtheorie
  • Unendlichdimensionale Geometrie
  • Stochastische Prozesse
  • Deep Learning

Generelle Anwendungsgebiete von PYTHIA sind unter anderem:

  • Funktionsapproximation
  • Vorhersage von Zeitreihen
  • Anomalienerkennung (Anomaly Detection)

Beispielsweise eignet sich PYTHIA dafür, aus einem Set ungeordneter Fabrikdaten aus vielen verschiedenen Kanälen geordnete Daten zu extrahieren, die als Grundlage für die Fabriksteuerung verwendet werden. Es kann etwa lernen, die Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Maschinenausfalls in der Zukunft vorherzusagen.

In Verbindung mit CORTEX ergibt sich somit die Möglichkeit, dass Maschinen lernen, einem Ausfall selbständig entgegenzusteuern.

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