Außerordentliche Ehrung für die beste Doktorarbeit des Jahres an Prof. Dr. Villalba-Diez

DOCTORAL THESIS. SUMMA CUM LAUDE. Villalba-Diez, Javier (2022). Quantum Computation in Industry 4.0 Cyber-Physical Systems. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Agrónomos (UPM). ## Download PDF Thesis Manuscript. ## Download PDF PhD Presentation

Titel: Quantum Algorithms Revolutionize Strategic Design in Industry 4.0: A Breakthrough in Real-time Decision-making.

Einführung:

In der Ära von Industrie 4.0, in der die Komplexität von cyber-physischen Systemen ständig zunimmt, stehen Führungskräfte vor der Herausforderung, in einer unsicheren Umgebung strategische Entscheidungen zu treffen. Die preisgekrönte Dissertation von Prof. Dr.-Ing Dr.-Ing. habil. Javier Villalba-Diez, ausgezeichnet mit dem Ehrenpreis für die Beste Dissertation des Jahres an der Universidad Politécnica de Madrid, präsentiert bahnbrechende Fortschritte im Bereich der strategischen Gestaltung von Organisationen.

Abstract:

Die Arbeit von Prof. Villalba-Diez fokussiert sich darauf, wie Quantenalgorithmen in Echtzeit die strategische Gestaltung komplexer industrieller Organisationen ermöglichen und optimieren können. Traditionelle Methoden wie genetische Algorithmen und Bayesian Networks haben bisher den Zustand von industriellen Prozessen durch Leistungsindikatoren (KPIs) gemessen, um Entscheidungsträger in der Industrie 4.0 zu unterstützen. Jedoch stießen sie an ihre Grenzen aufgrund exponentiell steigender Rechenkosten mit der Anzahl der KPIs.

Hauptziele der Dissertation:

Das Hauptziel der Dissertation besteht darin, Quantenalgorithmen zu entwickeln, die eine Echtzeitstrategie für komplexe industrielle Organisationen ermöglichen. Durch den Einsatz von Quantenschaltkreisen konnte nachgewiesen werden, dass sie die Ergebnisse von genetischen Algorithmen und Bayesian Networks bei der Optimierung komplexer industrieller Prozesse verbessern können. Die entwickelten Algorithmen wurden erfolgreich für die Lösung praktischer Fälle von Befehlsketten und Abhängigkeiten in industriellen Prozessen eingesetzt. Ein weiteres Ziel war die Implementierung der theoretischen Entwicklung auf quantenphysikalischen Prinzipien in einem Gerät, das in Echtzeit die Notwendigkeit zur Modifikation eines industriellen Prozesses aufgrund von Produktionsfehlern erkennt.

Methode und Datenvalidierung:

Die Forschungsmethodik basierte auf der Entwicklung von Quantenspiegel-Schaltkreisen für optimale industrielle Prozessdesigns. Die erforderlichen Daten zur Validierung der Quantenalgorithmen wurden durch Sensoren in verschiedenen industriellen Anlagen gesammelt, und verschiedene Fallstudien wurden entwickelt. Die Integration von Quantensimulationen in industrielle Ausrüstung erfolgte mithilfe von RFID-Sensoren, die auf kostengünstigen Raspberry Pi-Plattformen basierten, und Schnittstellen wurden geschaffen, die leicht interpretierbar sind.

Schlussfolgerung:

Die Dissertation von Prof. Villalba-Diez markiert einen Wendepunkt in der strategischen Gestaltung von Organisationen in der Ära von Industrie 4.0. Die Nutzung von Quantenalgorithmen ermöglicht nicht nur eine verbesserte Entscheidungsfindung, sondern auch eine kosteneffiziente und ressourcenschonende Umsetzung in Echtzeit. Diese bahnbrechende Arbeit ebnet den Weg für eine neue Ära der digitalen Transformation in der Industrie.