Tetris s autodíly: S přepravou součástek pomáhá umělá inteligence

Automobily značky Škoda se už dávno nevyrábí jen v hlavním závodě v Mladé Boleslavi. Různé modely aut sjíždějí z výrobních linek už na šestnácti místech po celém světě včetně Afriky a Asie. Řada dalších menších továren produkuje díly a komponenty. Není tak divu, že kromě samotného vyrábění automobilů musí inženýři ve Škodovce řešit také logistické problémy. Tedy přesuny strojů, výrobních součástek nebo náhradních dílů mezi jednotlivými továrnami.

Pro transport zboží po světě se už mnoho let používají standardizované nákladní kontejnery. Ten vůbec nejčastěji užívaný má přibližně 12 metrů na délku a 2,35 metru na šířku. Právě do tohoto prostoru se musí vejít palety, krabice a balíky různorodých velikostí, které jsou navíc každý den úplně jiné.

A to ideálně tak, aby v kontejneru nezůstalo prázdné místo ani na krabičku od zápalek. Dopravcům se totiž platí stejná cena za kontejner, ať je plný, nebo poloprázdný. Když je ale každá zásilka úplně jiná, jak zařídit, aby ani jeho poslední růžek nezůstal nevyplněný?

Návod s umělou inteligencí

Právě s tím už od listopadu 2019 pomáhá skladníkům a nakladačům unikátní aplikace OPTIKON. Její název by mohl evokovat spojitost s optikou či světlem, opak je ale pravdou. Je to totiž zkratkové slovo z „OPTImalizace využití KONtejnerů“.

OPTIKON pracuje na principech umělé inteligence. Vstupními daty jsou váha a rozměry jednotlivých palet a balíčků, které je potřeba přepravit. Výstupem je detailní vizuální návod pro nakládku, který se zobrazuje na tabletech skladníků.

Je umělá inteligence chytrá a jsou neuronové sítě jen v lidském mozku?

Je to jako hra

Mezitím se ale děje velká výpočetní magie, kterou si můžete představit zhruba následovně: Umělá inteligence hraje oblíbenou počítačovou hru Tetris s kostičkami, které mají velikost přepravovaných balíků. A vymýšlí, jak zaplnit všechna políčka na hrací ploše. Nenechat žádná políčka volná, ale zároveň „neprohrát“, tedy nezaplnit i místo, které už v kontejneru ve skutečnosti není.

Problém batohu

Ty, kteří se chystají na matematické školy, bude určitě zajímat i oficiální název tohoto výpočetního problému z oblasti tzv. kombinatoriky. Říká se mu „problém batohu“, protože celá úloha připomíná školáka, který se snaží nacpat co nejvíce věcí do batohu o přesně dané velikosti i nosnosti. Nakládání kontejneru je jeho rozšířenou variantou, protože kromě objemu a váhy balíčků se řeší i čas a plocha kontejneru (nikoliv jen prostor).

Úleva pro přírodu

OPTIKON se v současnosti využívá zejména pro trasu mezi Mladou Boleslaví a závodem v ruském Nižném Novgorodu. Za prvních šest měsíců roku 2020 ušetřila Škoda použitím OPTIKONu celkem 151 kontejnerových zásilek. Díky tomu, že nemusely vyrazit na silnice, železniční koleje a řeky, je příroda lehčí o 80 tun emisí oxidu uhličitého.

Závody Škoda mimo Česko

Škodovky se mimo jiné vyrábějí v indickém městě Aurangábádu nebo pěti závodech v Číně. O kus blíže je závod v Nižném Novgorodu, do kterého putují kontejnery naložené technologií OPTIKON. Toto historické ruské město s řadou krásných památek leží na řece Volze. V minulém století bylo proslulé svým automobilovým průmyslem, nyní továrny slouží pro výrobu modelů Škoda Octavia a Škoda Kodiaq.