Quantencomputin

FCE – Der Spezialist für predictive Technology

Februar 2022  I  Branche

Von Dominik Diehl

Wenn Containerschiffe künftig unterwegs Treibhausgasemissionen und Treibstoffverbrauch senken und dabei auch noch exakt innerhalb des avisierten Zeitfensters im Zielhafen ankommen, könnte dies das Ergebnis einer neuartigen quantenunterstützten maritimen Navigation sein. Die auf predictive Technology spezialisierte FCE Frankfurt Consulting Engineers GmbH (FCE) arbeitet bereits mit Hochdruck daran.

Als in den 1980er Jahren Physiker erstmals darüber nachdachten, die Gesetze der Quantenwelt für neuartige und sehr leistungsfähige Computer zu nutzen, war es noch ein weiter Weg bis zum ersten Quantencomputer. Doch schon zu dieser Zeit weckt das Thema großes Interesse bei FCE-Gründungsvater Wolfgang Mergenthaler. Als Mathematiker und frischgebackener Doktorand der TU München ist ihm klar, dass die Welt der Elektronen, Photonen oder Quarks einmal großen Einfluss auf mathematische Optimierungslösungen haben wird – eines seiner Spezialgebiete. Es wird jedoch noch einige Jahre dauern, bis er daraus ein eigenes Geschäftsmodell entwickeln wird. 2002 ist es dann soweit. Nach Stationen bei großen internationalen Automobilherstellern, unter anderem als Abteilungsleiter für künstliche Intelligenz, fasst Mergenthaler den Entschluss, mit einem spezialisierten mathematischen Angebot in den Bereichen Statistik, Optimierung, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Zuverlässigkeitsrechnung an den Markt zu gehen. Die Idee zur Gründung der FCE war geboren.

Von der One-Man-Show zum gefragten mathematisch orientiertem Ingenieurbüro

Ohne großartiges Kapitalpolster im Rücken startet das Unternehmen zunächst als One-Man-Show. Erste Aufträge kommen aus den Bereichen Ersatzteil-Inventory-Management und Reihenfolgebildung für die Autoindustrie. Mit der Weiterentwicklung der technischen Möglichkeiten am Markt wächst jedoch auch das Angebotsspektrum von FCE. Frühzeitig setzt das Unternehmen auf maschinelles Lernen in Verbindung mit Quanteninformatik. Das technologische Portfolio umfasst schon bald ein breites Spektrum an Methoden wie Mustererkennung, Zeitreihenanalyse und Anomalieerkennung.

Predictive Technology als Schlüssel zum Erfolg

Auch die Kundenlandschaft der FCE verändert sich. So realisiert das Unternehmen inzwischen beispielsweise Projekte in den Branchen Bahnorganisation, Schifffahrt und Anlagenbau. Als Kernproduktbereiche etablieren sich Scheduling, Routing Technologien und Predictive Maintenance. Hierfür entwickelt FCE mit dem Softwarepaket SysWatch eine eigene Lösung, um Wartungsverfahren zu optimieren. Ausgehend von einer Vielzahl an Eingangsdaten wie Fehlercodes, Sensormessungen oder Bildsequenzen prognostiziert und visualisiert SysWatch Ausfallwahrscheinlichkeiten für alle relevanten Systemkomponenten.

Industrielle Ausfallzeiten auf ein Minimum reduzieren

Nicht zuletzt durch seine jahrelange Erfahrung in der Automobilindustrie, weiß Mergenthaler: Die optimale Organisation von Produktionslinien ist eine hochkomplexe Aufgabe. Vor diesem Hintergrund entwickelt FCE algorithmische Lösungen, die die Produktivität steigern, Produktionszeiten verkürzen und bei Bedarf Ressourcen zuweisen. Im Zusammenspiel mit heuristischen Methoden aus der Predictive Maintenance lassen sich auf diesem Wege Ausfallzeiten bereits im Planungsprozess antizipieren und auf ein Minimum reduzieren. Darüber hinaus bietet FCE Unterstützung bei der Implementierung von komplexen Routing-Technologien. Klassische Anwendungsfelder sind dabei beispielsweise die (Intra-)Logistik und dynamisches Fahrzeug-Routing. Kunden sollen dabei von den Sonderkompetenzen des Unternehmens im Bereich der abstrakten Modellierung auf (un)gerichteten gewichteten Graphen bis hin zu realistischen Implementierungen mit probabilistischen äußeren Einflüssen wie Wetter oder Sperrzonen profitieren.

Per Quantencomputer zu weniger Emissionen in der Schifffahrt

Im Rahmen des PlanQK Leuchtturmprojektes engagiert sich FCE zudem als Konsortialpartner für die Entwicklung von Use Cases und somit die praktische Nutzbarmachung der Quantentechnologie. Ein Projektschwerpunkt ist dabei die quantenunterstützte Navigation in der weltweiten Schifffahrt. Gerade hier sieht Mergenthaler ein großes Potential.

So fordert die Internationale Schifffahrtsorganisation (IMO) für die Zukunft eine Reduktion von mindestens 50 Prozent der Emissionen ein. Dies soll durch die Just In Time Navigation der Hochseeschiffe gelingen. Dazu ist es jedoch erforderlich, dass Schiffe immer genau so schnell fahren, dass sie ihren RTA (Requested Time of Arrival) exakt erreichen. Kein einfaches Unterfangen, da die gesamte Strecke eines Schiffes auch einer Vielzahl an möglichen Einflussfaktoren unterliegt. Gefragt ist also die Ermittlung eines individuellen Geschwindigkeitsprofils, das auch die Strömung, den Verkehr und den Wind entsprechend berücksichtigt.

Derzeit arbeitet FCE gemeinsam mit weiteren Experten an einem Use Case, um dieses Szenario mit einem Quantencomputer optimiert zu lösen. Im nächsten Step möchte Mergenthaler auch den landgestützten Transportverkehr in das Projekt einbinden. Denn durch präzise ETA-Angaben (Estimated Time of Arrival) der Schiffe lässt sich auch die Disposition der LKW optimieren, die die ankommende Seefracht weitertransportieren sollen. Teure Standzeiten und Leerfahrten von LKW lassen sich dadurch vermeiden. Das schont die Umwelt und sorgt für stabilere Lieferketten. Für Mergenthaler zwei große Themen unserer Zeit.

Mehr Informationen:

https://frankfurtconsultingengineers.de