KISS - KI-gestütztes Rapid Supply Network

KI-basierte semantische Plattform zur rapiden Etablierung von Wertschöpfungsnetzwerken in Krisenzeiten

© Projekt KISS

Kurzbeschreibung

Das Projekt KISS entwickelt eine Markt- und Vernetzungsplattform, die mit Hilfe von KI (u.a. via Chatbot) eine zügige Identifizierung und Beauftragung von Produktionsgütern ermöglicht (z.B. Schutzmasken). Insbesondere in Krisenszenarien können Krankenhäuser und Hilfsorganisationen ihre Anforderungen über die Plattform exakt spezifizieren. KI-gestützte Analysen und Simulationen ermitteln daraufhin die optimale und nach spezifischen Kriterien konfigurierte Produktions- und Lieferkette und ermöglichen die direkte Vernetzung mit den Produzenten.

Konsortium

Institut für Angewandte Informatik e.V. an der Universität Leipzig, TU Chemnitz, Westsächsische Hochschule Zwickau, USU GmbH, DATEV e.G., NRU GmbH, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Innovationsnetzwerk smart³ e.V., Mobility goes Additive e.V., trilogIQa

Marktperspektive

Die weltweite Pandemie hat gezeigt, dass die Industrie teilweise nur sehr langsam auf die akute Nachfrage nach Notfallprodukten wie z.B. Schutzmasken und -ausrüstung reagieren kann. Den jeweiligen Bedarfsstellen von Regierungen, Krankenhäusern oder Gesundheitsämtern fällt es schwer, dringend benötigte Güter zu spezifizieren. Um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und Notfallprodukte zügig dorthin zu liefern, wo sie benötigt werden, müssen Produktions- und Lieferketten optimiert werden, damit Hersteller die benötigten Produkte in einer bestimmten Zeit und unter bestimmten Bedingungen produzieren und ausliefern können. Das Projekt KISS entwickelt daher eine KI-basierte Markt- und Vernetzungsplattform, durch die sowohl die konkreten Anforderungen an Produkte als auch potenzielle Lieferanten zügig ermittelt werden können. Der Fokus des Projektes liegt zunächst auf der additiven Fertigung (3D-Druck). 

Herausforderung & Innovation

Zu Beginn von Krisen liegt meist sowohl bei Unternehmen und Organisationen, die Hilfsgüter benötigen, als auch bei entsprechenden Produktions- und Logistikunternehmen nur sehr begrenztes Wissen darüber vor, welche konkreten Güter benötigt werden. Das Know-how über Material, Menge, Design, Lieferbedingungen etc. der benötigten Güter wird sehr langsam weitergereicht, unerheblich ob auf regionaler, deutschland- oder europaweiter Ebene. Das haben existierende Kollaborations-Netzwerke gezeigt, die nicht ausreichend dazu in der Lage waren, schnell neue Produktions- und Lieferketten für die benötigten Produkte ausfindig zu machen.

KISS entwickelt infolgedessen eine Vernetzungsplattform, die zum einen die zügige, systematische Erfassung der Produkte ermöglicht, zum anderen optimale Produktions- und Lieferoptionen ermittelt. Dabei sollen zahlreiche Parameter wie Zeit, Region, technische Rahmenbedingungen und vieles mehr in die Berechnung mit einfließen. Die ermittelten Lösungsvorschläge können dynamisch konfiguriert werden, sodass z.B. Produktions- und Logistikketten, Lieferzeiträume oder Verarbeitungsmaterialien angepasst werden können.   

Lösungsansatz

Das Projekt analysiert und dokumentiert zunächst das sozio-technische System und dessen Ökosystem auf einen möglichen erfolgreichen Einsatz einer KI-getriebenen Plattform. Damit soll die Basis für rapide Wertschöpfungsketten gebildet und die Anforderungen an Bedarfsprodukte exakt spezifiziert werden. Im Anschluss werden Methoden der KI eingesetzt, um die Fertigungs- und Logistikprozesse der verschiedenen teilnehmenden Unternehmen zu simulieren und zeitnah einen Überblick über bspw. die Herstellbarkeit und das Belastungsvermögen von Bauteilen sowie zu erwartende Produktions- und Planungszeiträume zu gewinnen. Das geschieht auf Basis von Daten, die von den teilnehmenden Unternehmen bereitgestellt werden, sowie offenen und anonymisierten Datenquellen, die sicher und datenschutzkonform in einem Verzeichnis hinterlegt werden.

Um die potenziellen Wertschöpfungsketten simulieren zu können, wird ein digitales Meta-Modell aller möglichen Parameter sowie der Dienstleistungen und Fertigungsoptionen entwickelt. Nutzende können damit die gewünschten Produkteigenschaften (z.B. Material, Qualität, Zertifizierungen etc.) oder Lieferkonditionen (z.B. Zeit, Kosten, Logistikanforderungen etc.) eingeben und erhalten die optimalen Produktions- und Lieferketten für ihr spezifisches Anliegen.

Das Projekt KISS konzentriert sich zunächst auf die additive Fertigung und soll auf weitere Bereiche der fertigenden Industrie in ganz Deutschland ausgeweitet werden. Zudem ist vorgesehen KI-gestützte Analysemethoden, die die potenziellen Lieferketten nach verschiedenen Kriterien bewerten, sowie Konzepte für das digitale Qualitäts- und Logistikmanagement zu entwickeln.

Use Cases

Die Plattform soll vorerst im Rahmen verschiedener Test-Cases zur Erprobung und Validierung ihren Einsatz finden. Weitere Use Cases umfassen den Wissensaufbau zu additiven Wertschöpfungsnetzwerken, KI-basierte Vernetzung von Produktions- und Logistikunternehmen sowie die Entwicklung eines KI-gestützten Rapid Supply Networks in Krisenzeiten.

Vorher/Nachher