Unternehmensübergreifende Wertschöpfungsketten auf Basis optimierter Produktionsplanung mit KI-Modellen (KI4CoSchedule)

Motivation
Aufgrund der zunehmenden Spezialisierung von Unternehmen und der steigenden Komplexität von Erzeugnissen werden Produkte vermehrt über Unternehmensgrenzen hinweg produziert. Dabei können Herausforderungen in der Abstimmung zwischen den Partnern entstehen. Der Austausch über Kapazitäten von Maschinen, Material und Personalverfügbarkeit ist sehr komplex. Daraus ergibt sich ein vielschichtiges Optimierungspotenzial, z. B. für Kosten, Durchlauf- oder Lieferzeiten, welches ohne Rechnerunterstützung nur bedingt gelöst werden kann. Aktuell entsteht ein hoher manueller Abstimmungsaufwand bei den Mitarbeitenden, sodass hochqualifizierten Fachkräfte wesentliche Anteile ihrer Zeit für Planungsaufgaben aufwenden.

Ziel
Ziel des Forschungsprojekts KI4COSchedule ist die Entwicklung einer Softwarelösung zur unternehmensübergreifenden Produktionsplanung innerhalb eines Wertschöpfungsnetzwerkes. Dafür sollen Produktionsplandaten mittels künstlicher Intelligenz von allen am Wertschöpfungsnetzwerk beteiligten Unternehmen gemeinsam bearbeitet werden, um eine ressourcenoptimale Produktion zu ermöglichen. Dadurch können die Wettbewerbsfähigkeit aller Teilnehmenden gesteigert sowie die Mitarbeitenden von Planungsaufgaben entlastet werden.

Vorgehensweise
Dazu werden zunächst die bestehenden unternehmensinternen Produktionsprozesse analysiert und daraus Soll-Prozesse abgeleitet. Hierfür erfolgt eine systematische Analyse aller Produktionsfaktoren innerhalb des Wertschöpfungsnetzwerks und die Entwicklung von KI-Algorithmen zur optimierten Planung unter Berücksichtigung der limitierenden Ressourcen. Daran angelehnt wird eine Cloud-Plattform erarbeitet, die diese Organisationsstrukturen abbildet. Entsprechend der Produktionsplandaten der Unternehmen soll innerhalb des Netzwerks die Wertschöpfungskette in der Cloud-Plattform zur unternehmensübergreifenden Produktionsplanung digital abgebildet werden. Dies wird im zweiten Projektjahr zwischen den zwei Anwendungspartnern anhand realer Kundenaufträge getestet. Im Anschluss wird das Optimierungspotenzial bewertet und für die iterative Verbesserung der KI-Algorithmen und der Cloud-Plattform genutzt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch die Realisierung von digitalen und unternehmensübergreifenden Planungsprozessen werden die Fachkräfte entlastet und können dadurch zu einem Umsatzwachstum im prognostizierten zweistelligen Prozentbereich beitragen. Der Lösungsansatz soll als Leuchtturmprojekt für weitere produzierende KMU in Deutschland gelten, die aufgrund der KI-basierten Produktionsplanung ihre eigenen Wertschöpfungsnetzwerke optimieren können und dadurch die Wettbewerbsfähigkeit maßgeblich stärken.

• CNC-Drehen Beck GmbH
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