Constraint-Solver
ITSO hat zusammen mit Fraunhofer FIRST einen sogenannten Constraintsolver für die schnelle Lösung von Ressourceneinsatzproblemen entwickelt. In vielen Einsatzgebieten gibt es komplexe Abhängigkeiten zwischen den einzusetzenden Ressourcen, z.B. bei Stunden-, Fahr-, Personaleinsatzund Produktionsplanung oder bei Logistiksystemen und Betriebssimulationen. Die Ressourcen unterliegen Kapazitätseinschränkungen und weiteren Nebenbedingungen, die bei der Planung zu berücksichtigen und einzuhalten sind. Der Constraintlöser ermöglicht eine sehr schnelle und effiziente Lösungssuche für kombinatorische Probleme über große Datenmengen, die durch einen neuartigen Ansatz auf Grundlage constraint-basierter Verfahren realisiert wird.
Die Anwendung
Die Constraint-basierte Ressourcenplanung (CRP) setzt sich aus einem spezialisierten Constraintsolver CSMR und Modulen für unterschiedliche Anwendungsgebiete zusammen. Der Constraintlöser ermöglicht eine effiziente Lösungssuche für kombinatorische Probleme über großen Datenmengen, die durch einen neuartigen Ansatz auf Grundlage constraint-basierter Verfahren realisiert wird.
Der spezialisierte Constraintsolver realisiert die konfliktfreie Lösung von mehrdimensionalen Multiressourcenproblemen mit Hilfe von Lösungsverfahren der Künstlichen Intelligenz. Für die verschiedenen Anwendungsgebiete übernehmen Module den Datenaustausch zwischen den Schnittstellen der Anwendung und dem Constraintsolver.

In den Modulen des Anwendungsgebiets werden die von der Anwendung bereit gestellten Daten für den Constraintsolver transformiert und dem Constraintsolver zur Verfügung gestellt. Nach der Lösung des mehrdimensionalen Multiressourcenproblems durch den spezialisierten Constraintsolver werden die Daten über die Module des Anwendungsgebiets wieder an die Anwendung zurückgegeben.
In den Modulen des Anwendungsgebiets sind die entsprechenden Constraintmodelle realisiert, welche die Anwendung des spezialisierten Constraintsolvers ermöglichen.
Constraintsolver CSMR
Modul des Anwendungsgebiets Stundenplanung
Modul des Anwendungsgebiets Verkehr
In Projekten zur Stundenplanung, Fahrplanung, Trassenplanung und Betriebssimulation wurden die Module der Anwendungsgebiete in Verbindung mit dem Constraintsolver erfolgreich eingesetzt.
Die Zukunft
Für die Constraint-basierte Ressourcenplanung ist vorgesehen, die verfügbaren Module für weitere Anwendungsgebiete zu erweitern (zum Beispiel Umlaufplanung und Personalplanung).
Des Weiteren ist eine Erweiterung des Funktionsumfangs des Moduls des Anwendungsgebiets Verkehr um eine Netzoptimierung unter Berücksichtigung widersprüchlicher Kriterien möglich.
Entsprechend der Erweiterungen können sich neue Anforderungen an den Constraintsolver CSMR ergeben die dann entsprechend nachgeführt werden.
Zusammenfassung
Zur Lösung hochkomplexer Ressourcenprobleme mit einer Vielzahl von Nebenbedingungen eignen sich Constraint-Technologien. Durch die Constraint-Technologien können für diese komplexen Ressourcenprobleme nach kurzer Zeit konfliktfreie Lösungen gefunden werden.
Zu den Ressourcenproblemen gehören zum Beispiel die Verkehrsplanung und -simulation, Stundenplanung, Personalplanung, Werkstattplanung oder Raumplanung. Im Allgemeinen sind diese Ressourcenprobleme mehrdimensional und damit so komplex, dass Lösungsverfahren aus dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz notwendig sind, um in kurzer Zeit eine oder mehrere Lösungen zu finden.
Die mehrdimensionalen Ressourcenprobleme werden durch Constraintsolver bearbeitet. Ein Constraintsolver generiert aus der Beschreibung des Ressourcenproblems eine Lösung durch die Anwendung eines generischen Algorithmus auf dem Constraintmodell.
Bei den meisten praktischen Ressourcenproblemen handelt es sich um große, detaillierte Planung und Simulationen mit begrenzten Ressourcen. Es wurde ein Constraintsolver entwickelt, der auf die Behandlung großer Multiressourcenprobleme in kurzer Zeit spezialisiert ist.
Für die verschiedenen Anwendungsgebiete wird der Constraintsolver mit Modulen kombiniert, die die Schnittstellen des Anwendungsgebietes und zum Constraintsolver zur Verfügung stellen.
Technik in Stichworten
Leistungen der ITSO
Weitere Informationen zum Projekt CRP
ITSO - IT Service Omikron GmbH
Herr Matzke, Herr Drooff
Mohrenstr. 63, 10117 Berlin
Telefon (030) 22079130