Industrie 5.0. Kommt die mathematische Revolution? Prof. Dr. Marco Lübbecke Lehrstuhl für Operations Research RWTH Aachen.

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1 Industrie 5.0 Kommt die mathematische Revolution? Prof. Dr. Marco Lübbecke Lehrstuhl für Operations Research RWTH Gurobi Anwendertage 6. Februar 2017

2 Marco Lübbecke Professor für Operations Research 21 Jahre Angewandte Mathematik nach TU BS, TU B, TU DA an der RWTH seit 2010 Fakultäten für Wiwi und Industrie 5.0 S. 2

3 Der Lehrstuhl f ur Operations Research an der RWTH Operations Research ist auf mathematischen Modellen und Methoden basierende Entscheidungsunterst utzung. I unsere Forschung f angt da an, wo Standardsoftware aufh ort Anwendungsbereiche: I Produktion, Logistik, Verkehr I Energie, Gesundheit, Bildung, Industrie 5.0 S. 3

4 Studierende und Talente wir predigen quantitative Entscheidungsfindung Mathematik, Informatik, Wirt.-Ingenieurwesen, BWL,... Masterarbeiten, Dissertationen, Projekte mit Unternehmen Industrie 5.0 S. 4

5 mluebbecke.wordpress.com

6 Big Data Bildquelle: Industrie 5.0 S. 6

7 Algorithm Economy Bildquelle: Industrie 5.0 S. 7

8 Digitale Disruption Bildquelle: May 5, Industrie 5.0 S. 8

9 Digitale Industrie 5.0 S. 9 Bildquelle:

10 Ein Hausgeräte-Hersteller? Bildquelle: Industrie 5.0 S. 10

11 Ein Suchmaschinen-Gigant? Bildquelle: Industrie 5.0 S. 11

12 Von der Industrie 1.0 zur Industrie 4.0 Bildquelle: Industrie 5.0 S. 12

13 Was ist Industrie 4.0? Begriffe... nie dagewesene Geschwindigkeit Cyber Physical Systems selbstorganisierte Produktion analyze everything smart factory Mathematik?? vollständige Vernetzung Digitalisierung umfassende Flexibilisierung hochindividualisierte Produkte Revolution Intelligenz ein Konzept nicht nur Technologie Verknüpfung aller Daten Internet der Dinge Systeme steuern sich selbst Künstliche Intelligenz digitale Transformation unaufhaltsam Big Data Machine Industrie 5.0 S. 13

14 Das Potenzial ist riesig, die Verdrängung groß Wie soll das alles Industrie 5.0 S. 14

15 Das Potenzial ist riesig, die Verdrängung groß Wie soll das alles gehen? wie steuern Systeme sich selbst? wer trifft die unzähligen Entscheidungen in Echtzeit? was macht man mit den überall verfügbaren Industrie 5.0 S. 14

16 Das Potenzial ist riesig, die Verdrängung groß Wie soll das alles gehen? wie steuern Systeme sich selbst? wer trifft die unzähligen Entscheidungen in Echtzeit? was macht man mit den überall verfügbaren Daten? Digitalisierung und Vernetzung Industrie 5.0 S. 14

17 Das Potenzial ist riesig, die Verdrängung groß Wie soll das alles gehen? wie steuern Systeme sich selbst? wer trifft die unzähligen Entscheidungen in Echtzeit? was macht man mit den überall verfügbaren Daten? Digitalisierung und Vernetzung Intelligenz Daten Informationen Erkenntnisse Industrie 5.0 S. 14

18 Das Potenzial ist riesig, die Verdrängung groß Wie soll das alles gehen? wie steuern Systeme sich selbst? wer trifft die unzähligen Entscheidungen in Echtzeit? was macht man mit den überall verfügbaren Daten? Digitalisierung und Vernetzung Intelligenz Daten Informationen Erkenntnisse Entscheidungen von Technik/Daten zu Entscheidungen ist es ein weiter Weg, aber ohne Entscheidungen keine Industrie 5.0 S. 14

19 Analytics descriptive, predictive, prescriptive Industrie 5.0 S. 15

20 Industrie 5.0 S. 16

21 Analytics Bildquelle: Industrie 5.0 S. 17

22 Wo steckt sie denn nun, die Industrie 5.0 S. 18

23 Wo steckt sie denn nun, die Mathematik? Bildquelle: Industrie 5.0 S. 18

24 Alle Wege führen nach Rom und hier dargestellt sind nur die kürzesten: Bildquelle: Industrie 5.0 S. 19

25 Alle Wege führen nach Rom von Frankfurt nach Rom führen unzählige Industrie 5.0 S. 20

26 Alle Wege führen nach Rom von Frankfurt nach Rom führen unzählige Wege Industrie 5.0 S. 20

27 Alle Wege führen nach Rom von Frankfurt nach Rom führen unzählige Wege auch Supercomputer können die unmöglich alle ausprobieren ein paar sinnvolle zu probieren verschenkt Potenzial (und was heißt schon sinnvoll? heißt das gewohnt?) mathematische Algorithmen finden trotzdem beweisbar einen kürzesten, indem sie große unprofitable Klassen Industrie 5.0 S. 20

28 Sag ja zu... Industrie 4.0 liefert die technischen Voraussetzungen Mathematik hebt das Potenzial Mathematik ist nicht nur Beiwerk oder nice to have auch wenn sie nicht sichtbar ist: sie ist zentraler Bestandteil manche Unternehmen bauen ihr ganzes Geschäftsmodell um die Mathematik/Informatik herum Google, Uber, Amazon, AirB n Industrie 5.0 S. 21

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30 Wieder unser Navigationsbeispiel Fahrzeuge/Werkstücke werden individuell/dezentral geplant alle fahren individuell am schnellsten in den Stau/Störung sich selbst organisierende Fahrer weichen unkoordiniert auf dieselben Strecken aus Schwarmdummheit obwohl: Stauinformation ist zentral verfügbar Berechnung zentral koordinierter, individueller Industrie 5.0 S. 23

31 Bildquelle: fraport.de

32 Allein dezentral wird es nicht gehen global verfügbare Information liefert eine Art Masterplan der Masterplan sollte auf Standardstörungen vorbereitet sein lokal optimierende Algorithmen steuern in Echtzeit nach auch das Nachsteuern folgt einem globalen Gesamtkonzept Anforderungen: zuallererst Robustheit großer Industrie 5.0 S. 25

33 Meine Kernaussagen Industrie 4.0 Entscheidungssituationen werden höchst komplex große technische Herausforderungen sind nur technisch Systeme werden nicht allein durch Vernetzung intelligent nur mit Mathematik lässt sich das volle Potenzial Industrie 5.0 S. 26

34 Kontakt Marco Lübbecke RWTH Aachen Lehrstuhl für Operations Research Kackertstraße Aachen marco.luebbecke@rwth-aachen.de Industrie 5.0 S. 27