Die kurzen Wege der Insekten

7. Oktober 2008, 19:17
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Ein Algorithmus soll die Transportlogistik optimieren helfen - Als Vorlage dienen Ameisenstraßen

Der Vogelflug als Vorbild für den Flugzeugbau, die Blätter der Lotuspflanze als Vorbild für die Entwicklung selbstreinigender Oberflächen: Die Natur bietet eine Vielzahl von Ideen, von denen sich Forscher und Technologieentwickler Mensch etwas abschauen wollen. Auch die Softwarebranche interessiert sich dafür.

So arbeiten etwa die Produktforscher der Profactor-Gruppe gemeinsam mit dem Software-Unternehmen inet-logistics an speziellen Lösungen für die Transportlogistik. Man orientiert sich in diesem, "KoAgent" getauften, Projekt am Verhalten von Ameisen.

"Diese Insekten sind sehr effizient bei der Futtersuche", erklärt Martin Ankerl, der bei Profactor im Bereich Prozess- und Systemintelligenz forscht. "Sie nutzen immer den kürzesten Weg, sowohl bei der Nahrungssuche als auch beim Transport zum Nest."

Orientierung

Pheromone, welche die Ameisen während ihrer Fortbewegung ständig absondern, dienen zur Orientierung. Nachfolgende Ameisen wählen mit hoher Wahrscheinlichkeit den Weg, auf dem bereits mehr von diesem Sekret hinterlassen wurde. Es bilden sich sogenannte Ameisenstraßen.

Somit entsteht "eine Art selbstorganisierendes System, in dem die kürzesten Wege gefunden werden", sagt Ankerl. Bereits 1991 ließ sich der italienische Mathematiker Marco Dorigo von der Futtersuche der Ameisen inspirieren und beschrieb dieses Verhalten mathematisch. So entstand der sogenannte Ameisenalgorithmus.

Dieser diente auch den Forschern bei Profactor und inet-logistics als Basis für die Entwicklung softwaregestützter Optimierungsverfahren für Logistikunternehmen. "In erster Linie orientierten wir uns am Alltag eines Disponenten", beschreibt Ankerl die Ausgangslage, "der unter Zeit- und Kostendruck versucht, eingehende Transportaufträge zu koordinieren und verfügbaren Ressourcen zuzuweisen."

Dabei geht es nicht nur um das Finden kurzer Wege. Es wurden Grundlagen für Strategien entwickelt, die über die bloße Optimierung von Touren und Aufträgen innerhalb eines Unternehmens hinausgehen und Transportnetzwerke ganzheitlich optimieren sollen. Ein Disponent sei mit dem Programm in der Lage, sich mit Disponenten von Konkurrenzunternehmen zu vernetzen, um Touren möglichst effizient und kostengünstig zu planen. So sollen beide Firmen davon profitieren.

Mit dem Ameisenalgorithmus ließen sich schnell dynamische Lösungen - beispielsweise die Verlagerung auf die Schiene oder die rasche Umplanung bei Staus - für die Erstellung einer Tour finden, meint Ankerl, weist aber auch auf einen Nachteil des Algorithmus hin: "Probleme tauchen dann auf, wenn viele Bedingungen zu beachten sind - etwa Fahrverbote, Zeitfenster oder Ruhezeiten."

Entwicklungsintensiv

Diese Rahmenbedingungen miteinzubeziehen, daran wird zurzeit gearbeitet - etwa im Nachfolgeprojekt "Nico", das auf den Ergebnissen von "KoAgent" aufbaut. "Die Software ist jedenfalls noch nicht im Produktstadium", sagt Ankerl. Es sei ein sehr entwicklungsintensives Gebiet, erklärt Harald Leitner, Leiter des Vertriebs der Prozess- und Systemintelligenz bei Profactor. "Wir versuchen gerade den Algorithmus auf andere Bereiche mit Reihenfolgeproblemen anzuwenden", meint er. Denkbar wäre der Einsatz des Programms beispielsweise für die Beschickung von Holzpressen. (Markus Böhm/DER STANDARD, Printausgabe, 8.10.2008)

  • Immer effizient unterwegs: Ameisen auf Futtersuche wählen den schnellsten Weg. Ein Vorbild für die Transportlogistik.
    foto: todd palmer

    Immer effizient unterwegs: Ameisen auf Futtersuche wählen den schnellsten Weg. Ein Vorbild für die Transportlogistik.

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