Entwicklung einer Mehrzieloptimierung für das Job Shop Scheduling Problem

Willkommen beim Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM!
Wir sind an der Zukunftsmeile in Paderborn und gestalten aktiv die nächste Generation von Innovationen. Unser Fokus: praxisnahe Forschung für Maschinenbau, Automobilindustrie und verwandte Sektoren. Wir entwickeln intelligente Produkte, Produktionssysteme, Dienstleistungen und Softwareanwendungen.

Die Abteilung Scientific Automation gliedert sich in die vier Gruppen Trusted Machine Intelligence, Automatisierungs- und Produktionstechnik, IoT und Mechatronik und Smart Home. Gemeinsam realisieren wir innovative mechatronische Systeme für die unterschiedlichen Branchen. Dabei nutzen wir Methoden der modellbasierten Entwicklung und arbeiten diese individuell weiter aus. Die Beherrschung etablierter Technologien und deren Weiterentwicklung ist für uns selbstverständlich. Aus der Kombination innovativer Methoden und Technologien schaffen wir individuelle, industrietaugliche Lösungen mit den Stoßrichtungen Effizienzsteigerung von Entwicklungsprozessen, ressourcenschonende Maschinen- und Anlagen sowie Systemvernetzung.​

Was Du bei uns tust

Bei der Produktionsplanung stehen Unternehmen häufig vor der Herausforderung, ihre Aufträge optimal auf die verfügbaren Anlagen zu verteilen und eine optimale Bearbeitungsreihenfolge festzulegen. Die allgemeinen Fertigungskosten eines Auftrags korrelieren direkt mit der Maschinenauslastung bzw. der Maschinenstandzeit. 

In der Praxis wird oft viel Zeit und Energie darauf verwendet, möglichst optimale Maschinenbelegungspläne manuell zu erstellen, daher soll im Rahmen dieser Arbeit ein Algorithmus zur Mehrzieloptimierung in Python entwickelt werden, welcher die Planung automatisiert und bei der Entscheidungsfindung unterstützt. Zur Lösung des kombinatorischen Optimierungsproblems können bspw. Methoden des sogenannten „Constraint-Programming“ oder vergleichbarer mathematischer Modelle zur Mehrzieloptimierung verwendet werden.

• Einarbeitung in die Themen Job Shop Scheduling, Mehrzieloptimierung und mathematische Modellierung
• Definition eines flexibel erweiterbaren synthetischen Optimierungsproblems
• Erweiterung des klassischen Scheduling Problems um reale und praxisrelevante Beschränkungen
• Bewertung der entwickelten Lösung anhand von synthetischen Benchmark Problemen

Was Du mitbringst

• Studiengang der Fachrichtung WING, Maschinenbau oder Informatik
• Eine eigenständige und strukturierte Arbeitsweise
• Erfahrungen im Bereich der Programmierung, vorzugsweise in Python
• Eine analytische Denkweise und ein hohes Maß an Motivation

Was Du erwarten kannst

• Eine ausgeprägte Teamkultur mit flachen Hierarchien ist für uns selbstverständlich. Das bedeutet: hohe Wertschätzung und Vertrauen
• Eine professionelle Betreuung und fachliche Unterstützung bei der Erstellung der Studien-/Abschlussarbeit
• Einblick in die aktuellen Herausforderungen der Unternehmen
• Flexibles Arbeiten aus dem Home-Office, um Studium und Job bestmöglich miteinander zu verbinden

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.