Warum Logistik ‚Quantum Ready‘ ist

In der Logistik geht es um die Optimierung von Warenströmen und Verteilungsprozessen. Diese erfolgreich durchzuführen, erschwert die schnell wachsende Anzahl der zu prüfenden Möglichkeiten. Jeder zusätzliche Kontaktpunkt muss mit allen Optionen und Nebenbedingungen kombiniert werden. So entsteht ein exponentiell großer Suchraum. Die beste Lösung zu finden, ist schon mit wenigen Variablen schwierig. Dabei ist hier viel zu gewinnen, denn eine effizientere Logistik spart Zeit, Kosten für Energie, Lagerraum und entlastet den Ressourcenverbrauch.
 Das Thema Quantum Computing war eines der Highlight-Themen auf der internationalen Reply-Veranstaltung Xchange.
Das Thema Quantum Computing war eines der Highlight-Themen auf der internationalen Reply-Veranstaltung Xchange. – Bild: ©Sandra Eckhart

Die Quantentechnologie hilft solche Probleme zu lösen. Basis ist die Korrespondenz zwischen nicht-linearen Optimierungsproblemen (z.B. in der Logistik) und einem Quantensystem, das sich nachbauen lässt. Statt die Gesamtkosten jeder Option zu berechnen, werden die relativen Kosten jeder Entscheidung als Wechselwirkung quantenmechanischer Teilchen programmiert. Nach diesem Prinzip lassen sich weitere Kostentreiber und Randbedingungen kodifizieren. Die optimale Lösung entspricht dem Zustand eines Quantensystems, in dem die Wechselwirkung der Teilchen insgesamt am geringsten ist und der sich mittels eines physikalischen Prozesses gut finden lässt.

Die Quäntchen als Hoffnung

Während in der Theorie viele Quantenalgorithmen erforscht sind, ist es in der Praxis herausfordernd, Quantensysteme zu kontrollieren. Quanteneffekte ‚überleben‘ nicht lange, weswegen wir die Quantenphysik als kontraintuitiv betrachten. Für die beschriebenen Optimierungsprobleme lässt sich bereits auf Systeme mit mehr als 5.000 Variablen zugreifen. Laut der Erfahrung von Reply werden zur Darstellung der meisten Probleme mit Geschäftsrelevanz eher 10.000 bis 15.000 Variablen benötigt.

Quanteninspirierte Lösungen

Die anfängliche Übersetzung des Logistikproblems in die Quantenvariablen kann gerade solche nicht-linearen Bedingungen ausdrücken, die für klassische Optimierungsverfahren schwer zu berücksichtigen sind. Ist das Problem für einen echten Quantencomputer zu groß, lassen sich die Stärken klassischer Hardware wie GPUs nutzen, um sich dem Optimum effizient zu nähern. Reply hat hierfür MegaQubo entwickelt – ein Tool, das in wenigen Sekunden Lösungen für zehntausende Variablen findet. Schon jetzt lassen sich damit ein Zehntel bis ein Fünftel der Kosten einsparen. Mit dem Fortschritt der Technik erwartet die Industrie in drei Jahren Systeme für eine vollständige Lösung.

Praktische Anwendung und Ausblick

Effiziente Wartung mithilfe von Quantum Computing zeigt ein Projekt für den Energiekonzern Enel (vertreten in 30 Ländern mit Leitungen von über 2,2Mio.km Länge für 74Mio. Haushalte), für den eine Lösung mit MegaQubo implementiert wurde. Durch die Simulation einer Quantenberechnung lässt sich die Zeit für die Wartungstätigkeit maximieren, Anfahrtszeiten minimieren und anstehende Wartungsaktivitäten innerhalb weniger Minuten optimal unter den Serviceteams aufteilen – eine deutliche Kostensenkung.

Dank der Flexibilität der Quantenlogik und der guten Skalierbarkeit simulierter Lösungen sind weitere Anwendungsfälle denkbar – von der Warehouse-Organisation bis zum Supply Chain Management.

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: Still GmbH
Bild: Still GmbH
Starkes Bindeglied 
in der Supply Chain

Starkes Bindeglied in der Supply Chain

Still automatisiert den innerbetrieblichen Transport im Nestlé Produktionswerk Biessenhofen mit Automated Guided Vehicles (AGVs). Herausforderung war, dass die Intralogistik während der laufenden Produktion reorganisiert werden musste. Das Resultat der Automatisierung ist ein kontinuierlicher Transport zur Versorgung und Entsorgung der Produktion an 24/7. Der Warenfluss konnte dadurch geglättet und die Warenbestände an den Maschinen abgebaut werden. Des Weiteren wurden auf dem Werksgelände sechs Lager für die Verpackungen der Nestlé Produkte aufgelöst und in Still Pallet Shuttle Kanallagern zusammengefasst. Die Automatisierung sorgt für eine Steigerung der Durchsatzleistung, Flexibilität und Prozesssicherheit.

Bild: Hubtex Maschinenbau GmbH & Co. KG
Bild: Hubtex Maschinenbau GmbH & Co. KG
Elektrofahrzeuge im Fokus

Elektrofahrzeuge im Fokus

Als Hersteller von Mehrwege-Seitenstaplern und maßgefertigten Spezialfahrzeugen für den Transport von langen, schweren und sperrigen Gütern, kennt Hubtex den Flurförderzeugemarkt ganz genau. Welchen Stellenwert ‚Grüne Logistik‘ für das Unternehmen hat, wie Energieverbräuche gesenkt und die Nachhaltigkeit noch weiter erhöht werden können, erklärt Geschäftsführer Hans-Joachim Finger im Interview. Ein Blick in die Entwicklungsabteilung verrät zudem, welche Neuheiten von Hubtex in 2023 zu erwarten sind.

Bild: ©Marcello Engi/Westfalia Parking-Systems GmbH & Co. KG
Bild: ©Marcello Engi/Westfalia Parking-Systems GmbH & Co. KG
Senkrechtstart 
für Auslagerleistung

Senkrechtstart für Auslagerleistung

Der Mozzarella rollt weiter auf Erfolgskurs: Zum vierten Mal hat Westfalia Logistics Solutions Switzerland die Intralogistik von Züger Frischkäse ausgebaut. Und dabei die Auslagerleistung des Gesamtsystems um 150 Paletten auf 400 Paletten pro Stunde sowie die Frischelager-Kapazität um 700 Palettenstellplätze erhöht. Nach der Auftragsvergabe im März 2020 ging im Dezember 2021 die Westerweiterung des größten Mozzarella-Herstellers und fünfgrößten Milchverarbeiters der Schweiz in Betrieb, die mehr als 10Mio.CHF investierte.