Framtidsinriktade organisationer anammar alltmer ny teknik för att navigera i den ständigt utmanande affärsmiljön och förbli konkurrenskraftig.
I en nyligen Gartner undersökning av försörjningskedjans teknikanvändares önskemål och behov sa 34 % av de tillfrågade att de förväntar sig att ta till sig ny teknik under de kommande fem åren. När tillverkningschefer funderar på att finslipa sina digitala strategier i en tid av Industry 4.0, lovar kvantdatorn att bli en värdefull del av informationschefens verktygslåda.
Quantum computing växer fram som ett viktigt sätt att hjälpa företag att lösa sina mest komplexa affärsutmaningar. I enklaste termer, kvantberäkningar utnyttjar kvantfysikens kraft för att lösa hårt (ofta känt som NP-hårt) problem. Medan en klassisk dator använder bitar, som representerar en 0 eller en 1, använder en kvantdator qubits, som kan representera en 0 eller 1, eller båda samtidigt.
Säg att du letar efter den bästa vägen att korsa en dal och vill använda en dator för att hjälpa dig navigera. En klassisk dator skulle skanna dalen och prova varenda rutt, en i taget, för att se vilken som är bäst. Det är en tidskrävande process, och det kommer att ta lång tid innan du kommer på det mest effektiva sättet att komma fram. En kvantdator, däremot, kan prova varje enskild rutt samtidigt och snabbt rapportera tillbaka den mest optimala vägen. Den kan också snabbt ta in ytterligare information (som ändrade vägförhållanden) för att ge förbättrade alternativ i realtid.
De flesta kommersiella kvantberäkningar kommer att vara hybrider, vilket innebär att problem kommer att lösas med både klassiska och kvantresurser. Ungefär som värdet av en grafisk bearbetningsenhet (GPU) i klassisk beräkning, är kvantdatorer acceleratorer. En kvanthybridmetod erbjuder det bästa av klassiska och kvantlösare, som automatiskt avgör vilka delar av problem som är mer lämpade för klassiska eller kvantlösningar och i sin tur gör det möjligt för företag att se tidigt kvantvärde på sina nuvarande beräkningsproblem, samtidigt som de förbereder dem för att ta itu med mer komplexa problem i framtiden.
Det finns en specifik typ av kvantdator inställd för optimeringsproblem, känd som en glödgning kvantdator. Annealing är den enda kvantberäkningsmodellen som, som en del av en kvanthybrid-metod, effektivt kan lösa stora kombinatoriska optimeringsproblem i företagsskala och hantera problem som involverar ett stort antal variabler och begränsningar. Dessa typer av problem utgör en stor del av tillverkningsproblemen i alla delar av försörjningskedjan, såsom flaskhalsar i distributionscenter, materialanskaffning, soppackning, flygplanslastning, anläggningsunderhåll, ruttoptimering, prissättning, bemanning och schemaläggning.
Aktiverar portflexibilitet
Hamnen i Los Angeles är känd som USA:s mest trafikerade hamn, och i en tid då världen står inför en mängd utmaningar i leveranskedjan är det viktigt att hamnen fungerar på högsta möjliga effektivitetsnivå. SavantX, ett kvantanalysföretag, skapade en kvantapplikation som är specifik för hamnens tredje största terminal, Pier 300, med den kvantdrivna AI-motorn HONE (Hyper Optimization Nodal Efficiency) för att optimera lasthantering och lastbilsschemaläggning med hjälp av en glödgningskvantdator.
Målet med arbetet var att påskynda leveransen ut ur terminalen och samtidigt öka mängden last som kan hanteras. Terminalen hanterar mer än en miljon containrar per år och upp till 5,000 XNUMX lastbilar om dagen. Det är begränsat i areal, så det enda sättet det kan få mer last genom sin port är att öka hastigheten genom alla stadier av processen.
Denna optimering bestod av tre huvudkomponenter: minska fram och tillbaka rörelsen för portalkranarna, skapa mer effektivitet för utnämningar av lastbilar och optimera processen att kalla lastbilar till leveransområdet. SavantX skapade en digital tvilling av hamnverksamheten och körde tusentals simuleringskörningar, testade optimeringsscheman mot ett brett spektrum av terminalförhållanden såsom metoder för utnämning av lastbilar, kövariationer, trafikmönster, antalet lastbilar i terminalen och antalet av uteblivna möten.
HONE kör kontinuerligt för att optimera kranrörelser, bestämma vilka lastbilar som ska kallas till terminalen och när, och ställa in kommande lastbilsscheman. Med HONE använder lastbilschaufförer en app som leder dem till rätt container baserat på en krans nuvarande plats, vilket minskar kranrörelserna samtidigt som kranens produktivitet ökar. Resultatet är en minskning av väntetiden för lastbilschaufförer och ökad förflyttning av containrar ut ur hamnen. Leveranser per dag per kran gick från 60 till 97 efter implementering av HONE, en produktivitetsökning på 62 %.
Bränsle trafikflödeseffektivitet
Förare litar rutinmässigt på den tröstande rösten från ett GPS-navigeringssystem för att vägleda dem till deras destination, men många av oss har också haft erfarenhet av att hamna i oändliga trafikstockningar. Volkswagen visade en effektiv lösning på denna utmaning med hjälp av kvanthybridmetoder, som stadigt guidar förare längs rutter som är optimerade i realtid som svar på trafikförhållandena.
Företaget valde ut ett intensivt testfall för trafik: att hantera en flotta av bussar som transporterar deltagare till Web Summit-konferensen i Lissabon, Portugal. Volkswagens lösning var att utveckla en Android-baserad app som regelbundet kommunicerar med en molnbaserad quantum web service (QWS) plattform. Detta var i sin tur direkt kopplat till en kvantdator, som försåg busschaufförer som körde appen med den bästa vägen till sin destination givet aktuella trafikförhållanden.
Under konferensens fyra dagar genomförde de nio bussarna i Volkswagens Quantum Shuttle-flotta 162 QWS-guidade resor. Genom att använda en kvanthybrid-metod för att planera dessa rutter och lösa totalt 1,275 XNUMX optimeringsuppgifter, noterade forskarna att ingen av de tre busslinjerna konsekvent följde samma väg - vilket betonade vikten av QWS-vägledning för att anpassa sig till nuvarande vägförhållanden. Med denna vägledning i realtid kunde bussarna uppnå konsekventa restider oavsett tid på dygnet. Verktyg för kvanttrafikoptimering som detta kan vara integrerade för att underlätta förflyttning av varor.
Med tanke på överflöd av komplexa optimeringsproblem inom tillverkning, logistik och försörjningskedja, är kategorin mogen för att inse fördelarna med kvantberäkning. Att organisera mer effektiv förflyttning av varor är en problemuppsättning som är väl lämpad för kvantberäkning. Tekniken börjar visa att den kan avgöra hur man kan transportera fler produkter med färre lastbilar, en avgörande förmåga med tanke på den pågående bristen på lastbilschaufförer. Den kan också användas för att låsa upp flaskhalsar i regionala distributionscentra, identifiera optimala frakt- och transitvägar när det är dåligt väder och hitta optimal lastning av flygplanslaster när bränslepriserna skjuter i höjden.
Framtidstänkande tillverknings-, logistik- och mobilitetsföretag kan säkra en förstahandsfördel idag genom att börja utforska specifika problem som kan dra nytta av kvantberäkningar. I kombination med klassisk datoranvändning finns det obegränsade möjligheter till vad företag kan åstadkomma med kvantteknologi inom alla områden av supply chain management. Från schemaläggning till routing till lagerförpackning, det finns många potentiella områden som kvantberäkning kan revolutionera. Det är upp till företag att dra nytta av denna lovande teknik innan andra kommer ikapp.
Murray Thom är vice vd för produkthantering på D-Wave System, Inc.
