Intelligentes Energie- und Ressourcenmanagement

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Ressourcen wie Energie, Wasser, Wertstoffe, aber auch Menschen und Daten sind wertvolle Güter. Mit ihnen schonend umzugehen, ist ökologisch, sozial und ökonomisch sinnvoll. Im Forschungsschwerpunkt »Intelligentes Ressourcenmanagement« entwickeln wir dafür die passenden KI-basierten Algorithmen. Ziel ist, den Verbrauch an endlichen, natürlichen und digitalen Ressourcen aktiv zu reduzieren, indem ihre Verwendung nachhaltig optimiert wird. 

Dafür setzen wir modernste Verfahren der Mathematik, Statistik und des Machine Learnings ein. Mit ihnen können Muster erkannt, Vorhersagen getroffen und optimale Steuerungsstrategien sowie Handlungsempfehlungen berechnet werden. So werden mit KI existierende Wertschöpfungssysteme effizient und stabil organisiert und gleichzeitig unsere wertvollsten Ressourcen geschont: Für Maximale Wirtschaftlichkeit und Resilienz bei minimalen Auswirkungen auf Umwelt und Mensch.

Unsere Themenfelder

Wir forschen an nachhaltigen Strategien für das Management folgender Ressourcen:

Ressource Energie

  • KI-gestützte Prognosen von Energiebedarfen
  • Optimierte, intelligente und bedarfsgerechte Energiesteuerung und Lastverteilung
  • Kombination von Prognose- und Optimierungsverfahren

Ressource Wasser

  • Entwicklung mathematischer Verfahren für resiliente Trinkwassernetze.
  • Optimierte Pumpensteuerung, Netzplanung und Wasserverteilung
  • Robuste Planung für Risikoereignisse.

Ressource Wertstoff

  • Reduktion von Transportwegen und -kosten im Wertstoffstrommanagement
  • Optimierte Auswahl von Sortier- und Aufbereitungsdienstleistungen
  • Optimierte Verwertung neuer Produkte

Ressource Mensch

  • Schonender und achtsamer Einsatz der wichtigsten Ressource Mensch
  • Dynamische, bedarfsgerechte Personal- und Auftragssteuerung
  • Einfacherer Zugang zu KI-Systemen durch Human AI

Ressource Zeit

  • Steigerung der Effizienz und Effektivität durch KI-Assistenzsysteme
  • Reduktion der Zeit für Planungs- und Steuerungsaufgaben durch automatisierte Analysen, Prognosen und Optimierung
  • Automatisierung der KI-Entwicklung durch AutoML

Ressource Daten

  • KI-Entwicklung trotz weniger Daten und wenig Annotationen
  • Dateneffiziente Nutzung von generativer KI für Unternehmen
  • Entwicklung nischenspezifischer Foundation-Modelle (z. B. für Bedarfsprognosen, Prozessentwicklung, Optimierungen etc.)

Unser Angebot

 

Leistung

Dynamische Personal- und Auftragsplanung

Optimieren Sie Ihre Personal- und Auftragsplanung mit unserer mathematisch exakten Lösung für verschiedene Branchen! Unsere Software sorgt für eine gleichmäßige und termingerechte Auftragsverteilung, indem sie Personalqualifikationen, Auftragsfälligkeiten und Fairness berücksichtigt. Profitieren Sie von flexibler Umplanung und individueller Anpassung, um Effizienz und Mitarbeiterzufriedenheit zu steigern.

 

Leistung

Optimaler Chargeneinsatz für Rohstoffmischungen

Unsere Lösung bietet flexible Chargenvorschläge, die alle relevanten Qualitätsparameter berücksichtigen und Ihre gesamte Produktionskette modellieren. Reduzieren Sie Planungzeiten, vermeiden Sie Lieferengpässe und stellen Sie sicher, dass Ihre Mischungen den höchsten Qualitätsstandards entsprechen.

 

Leistung

Netzwerkoptimierung für Versorger mit WasteOPT

Wir schaffen mit »WasteOPT« für Systembetreiber der Entsorgungswirtschaft in der komplexen Planungsproblematik den optimalen Überblick, um so die Wettbewerbssituation signifikant zu verbessern.

Referenzen

 

Energieeffiziente Koordination und Steuerung des Schienenverkehrs in Echtzeit

Das Projekt »EKSSE« zielt darauf ab, die Energieeffizienz des deutschen Schienenverkehrs durch die Erhöhung der Rückgewinnungsrate von Bremsenergie und energiesparendes Fahrverhalten zu verbessern. Das Ziel ist es, den Energiebedarf zu senken und den Schienenverkehr kostengünstiger und nachhaltiger zu gestalten.

 

Energieeffiziente Fahrplanoptimierung

Experten der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS arbeiten zusammen mit der VAG Verkehrs-Aktiengesellschaft daran, durch eine effizienten Fahrweise in Verbindung mit einer intelligenten Koordination aller Bahnen den Energieverbrauch der Nürnberger U-Bahn zu senken.

Organisation

Abteilung »Analytics«

Ziel der Abteilung ist aus scheinbar unbeherrschbaren Datenmengen und -materialien handhabbare, qualitative Daten und Informationen für Ihre Kunden zu generieren.  In vier Gruppen entwickelt die Abteilung »Analytics« neue Methoden und Verfahren für anwendungsnahe Data Analytics und KI:

  • Data Science
  • Optimization
  • Data Effcient Automated Learning
  • Process Intelligence

 

 

KITE

Der Verkehr ist dabei einer der großen Emittenten von Treibhausgasen. Gleichzeitig wächst der Straßengüterverkehr aber immer weiter. Ein beträchtlicher Anteil dieser LKW-Fahrten ist dabei nicht optimal ausgelastet – viele LKWs fahren leer auf der Straße. Im Projekt »KITE« entwickeln die Forscherinnen und Forscher der Arbeitsgruppe für Supply Chain Services ein neues KI-basiertes Verfahren zur Tourenplanung, um Leerfahrten zu reduzieren.

 

Optimierte Betriebssteuerung von Wärmenetzen mittels KI

Im Projekt BeStWärmKI gilt es, die Wärme- und Energieeffizienz von Wärmenetzen erheblich zu steigern. Hierfür wird ein innovatives und vorausschauendes Verfahren entwickelt, das physikalisches Wissen mit Künstlicher Intelligenz kombiniert, um die Betriebssteuerung im Wärmenetz zu verbessern und die Energieeffizienz zu steigern.  

 

Zukunftssichere Wasserversorgung durch KI

Das Forschungsprojekt »Agile Netzsteuerung« des Fraunhofer IIS entwickelt intelligente Steuerungssysteme für Trinkwassernetze, um diese flexibel an Bedarfs- und Angebotslagen anzupassen. Durch Künstliche Intelligenz werden optimale Standorte für Sensoren und Aktoren ermittelt, während ein digitaler Zwilling die Netzsteuerung optimiert. So erhöhen wir die Resilienz der Wasserversorgung und sichern die Trinkwasserversorgung für die Zukunft.