Forschungsprojekt VaStNet – Value Stream Optimization Networks

Forschungsprojekt VaStNet – Optimierung von Wertströmen mit neuronalen Netzen

Motivation

Um Produktionsprozesse und Lieferketten effizient zu gestalten, setzen Planer auf Wertstrommodellierung: Produktionsprozesse werden oft digital als Graphen mit Produktions-, Transport- und Lagerschritten abgebildet. Die Simulation dieser Wertströme ermöglicht es, die Effizienz zu bewerten, Alternativen zu prüfen, Flaschenhälse zu identifizieren und Ressourcen zu planen. Wertströme können hunderte Knoten mit Daten wie erzeugten Produkten und Laufzeiten umfassen. Die Erstellung eines Wertstroms ist fehleranfällig und bisher meist Spezialisten vorbehalten.

Zielsetzung und Vorgehen

Hier setzt das Projekt VaStNet an: Ziel ist es, Nutzer KI-gestützt bei der Modellierung korrekter Wertströme zu unterstützen. Lernverfahren sollen als digitale Assistenten fungieren: VaStNet identifiziert Fehler im Wertstrom und macht Vorschläge zur Korrektur, um einen simulationsfähigen und korrekten Wertstrom zu erstellen. Das maschinelle Lernproblem wird ähnlich wie beim Language Modeling in Text-KIs formuliert: Kanten, Knoten oder Attribute werden ausmaskiert und das Modell wird darauf trainiert, das maskierte Element anhand des Kontexts vorherzusagen.

KI-basierte Korrekturen und Ergänzungen von Wertströmen

Innovation und Perspektiven

VaStNet baut auf den erfolgreichen Vorarbeiten der Projektpartner SimPlan und Hochschule RheinMain auf, die weltweit erstmalig KI-Methoden zur interaktiven Reparatur von Wertströmen einsetzten. Diese Arbeiten werden auf drei Ebenen erweitert:

Adaptionsebene: Die KI wird auf spezifische Wertströme eines Kunden anpassbar.
Modellebene: Ein Deep Learning-Modell wird verwendet.
Simulationsebene: Das Modell berücksichtigt die Simulationsergebnisse des Wertstroms für seine Empfehlungen.

Der VaStNet-Assistent soll die Wertstromsimulation zugänglicher machen und einem breiteren Kundenkreis öffnen. In Zeiten von Fachkräftemangel, Lieferengpässen und schwankenden Rohstoffpreisen leistet VaStNet einen Beitrag zur Flexibilisierung von Produktions- und Lieferketten, um industrielle Prozesse wettbewerbsfähiger und nachhaltiger zu gestalten.