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AutoPanelSizer

Die Software für optimierte Schnittpläne

Die Software AutoPanelSizer ermittelt optimierte Schnittpläne für die Produktion rechteckiger Teile aus rechteckigem Grundmaterial und minimiert dabei den Verschnitt. Es werden nur Schnittpläne erzeugt, die mit so genannten Guillotine-Schnitten gefertigt werden können. Das sind Schnitte, welche eine Platte – oder im späteren Verlauf das, was von der Platte übrig ist – stets mit einem rechtwinkligen Schnitt ganz durchsägen, also in zwei Rechtecke zerteilen (siehe Beispiele – Teil 1). Damit adressiert AutoPanelSizer gängige Sägetechnologien vor allem der Holz-, aber auch der Glas-, Metall- und Kunststoffindustrie.

Vorteile:

  • Vermeidung von Abfällen
  • Senkung der Produktionskosten
  • Senkung der Produktionszeit
  • Vorausschauende Planung
  • Regulierung der Restlagerbestände
  • Zahlreiche Anpassungsmöglichkeiten

In der industriellen Produktion werden in der Regel verkettete Sägen verwendet. Beispielsweise werden die Platten durch die erste Säge in Streifen geschnitten, danach werden diese Streifen durch die zweite Säge senkrecht zu der ersten Sägerichtung zerteilt, woraus die zu produzierenden Teile entstehen. Jede Säge in der verketteten Anlage bildet eine sogenannte Ebene. Durch einen solchen Aufbau ergeben sich zusätzliche Restriktionen an den Schnittplan, da nur so viele Ebenen möglich wie Sägen vorhanden sind.

Darüber hinaus ist AutoPanelSizer in der Lage, Nach- und Kopfschnitte (siehe Beispiele – Teil 2) einzuplanen sowie mehrere Vorgaben, die zum Beispiel durch Maschinen- und Material­eigenschaften gegeben sind, zu beachten. Vorhandene Reste können in die ­Optimierung ebenso einbezogen werden wie Standard-Ausgangsmaterial in verschiedenen Größen. Außerdem kann die Software Fertigungskosten berück­sichtigen, indem aufwändige Vorgänge, wie Kopfschnitt oder Resteinlagerung, gegen effizientere Materialnutzung anhand ­einstellbarer Parameter abgewogen werden.

Auswirkungen auf die Fertigung

Durch das Zusammenfassen gleicher Schnittpläne können diese im Paketschnitt simultan gefertigt werden, sodass die Produktionszeit sinkt. AutoPanelSizer bietet verschiedene Möglichkeiten, um die Erzeugung solcher Paketschnitte zu steuern. Außerdem kann die Software Fertigungskosten berück­sichtigen, indem aufwändige Vorgänge, wie Kopfschnitt oder Resteinlagerung, gegen effizientere Materialnutzung anhand ­einstellbarer Parameter abgewogen werden. Des Weiteren kann jedes zu fertigende Teil einer Teilegruppe zugeordnet werden. So können Abstapelungsrestriktionen genauso beachtet werden wie auch Wünsche hinsichtlich einer Fertigungsreihenfolge. Im Zusammenspiel mit Teilegruppen kann die Optimierung auch über mehrere Materialtypen hinweg durchgeführt werden.

Vorausschauende Produktion durch Muss- und Kann-Teile

In AutoPanelSizer können Teile als Muss- bzw. Kann-Teile deklariert werden. Erstere werden zwingend in den Schnittplänen platziert, letztere nur, wenn sie gut passen. Diese Möglichkeit kann beispielsweise genutzt werden, um Teile, die am Folgetag für die Weiterverarbeitung eingeplant sind, als Muss-Teile zu deklarieren und Teile, die erst an einem späteren Tag benötigt werden, als Kann-Teile. Durch diese vorausschauende Produktion kann die Effizienz der Pläne gesteigert und insgesamt der Materialverbrauch weiter reduziert werden.

Nutzen

Dieser Schnittplan kann mit Guillotine-Schnitten erstellt werden.
Dieser Schnittplan kann ebenfalls mit Guillotine-Schnitten erstellt werden.
Dieser Schnittplan kann nicht mit Guillotine-Schnitten erstellt werden.

Funktionen von AutoPanelSizer

  • Maschine
    • Erstellung von Guillotine-Schnittplänen
    • Beschränkung der Anzahl der Ebenen
    • Minimale und maximale Schnittlängen und Sägevorschübe
      • für Streifen, Teile, identische Streifen und Endstücke
      • zur Abbildung von Restriktionen durch Maschinenbreiten, Transportvorrichtungen, Sauger, Greifer, Druckbalken, etc.
    • Vorgabe der Vorschubrichtung
    • Berücksichtigung der Sägeblattbreite
    • Besäumung (Trims) an den Plattenrändern
      • individuell für jede Seite einstellbar
      • Besäumung bei Kopfschnitt
  • Material
    • Länge und Breite
    • Individuelle Verfügbarkeit
    • Kennzeichnung als Restplatte
    • Berücksichtigung von Maserung
    • Optimierung über mehrere Materialien
  • Teile
    • Muss-Teile und Kann-Teile
    • Berücksichtigung von Maserung
    • Teilegruppen
      • zur Festleung einer Bearbeitungsreihenfolge
      • um Einschränkungen bzgl. Abstapelung abzubilden
  • Paketschnitte
    • Maximale Plattenanzahl
    • Abwägung gegen Ausbringung
  • Nachschnitte
    • Maximale Länge der Nachschnitte
    • Beschränkung des Nachschnitts auf eine Seite des Teils (Länge oder Breite)
  • Kopfschnitte
    • Mindestgrößen der Teilschnittpläne
    • Abwägung gegen Ausbringung
  • Reste
    • Minimale und maximale Größe
    • Abwägung gegen Ausbringung und Kann-Teile
    • Separate Einstellungen für Kopf- und Hauptpläne
    • Bevorzugte Nutzung vorhandener Reste

Schnittpläne im Guillotine-Schnitt

Schnittplan mit zwei Ebenen. Die hellen Teile sind Muss-, die blau gefärbten Teile Kann-Teile.
Schnittplan mit Nachschnitt. Im zweiten Streifen von oben beispielsweise haben die beiden rechten Teile nach Zersägen des Streifens noch nicht die richtige Größe, sondern müssen noch gekürzt werden (zu erkennen an der grauen Färbung innerhalb des Streifens).
Schnittplan mit Kopfschnitt. Der orange umrandete Bereich markiert den sogenannten Hauptplan, den anderen (rechten) Teil bezeichnet man als Kopfplan. Beim Schneiden werden zunächst die fünf Streifen des Kopfplan abgetrennt; anschließend wird der Hauptplan um 90 Grad gedreht und kann nun ebenfalls mit vollständigen ­Schnitten zersägt werden.

Software und Weiterentwicklung

AutoPanelSizer wird als reiner Rechenkern über eine XML-Schnittstelle in andere Anwendungen, beispielsweise Anlagensteuerungen oder ERP-Systeme, eingebunden und ist für alle ­aktuellen Microsoft-Windows-Betriebssysteme verfügbar.

Auf Basis aktueller Forschungsergebnisse entwickelt Fraunhofer SCAI AutoPanelSizer stetig weiter. Das Forschungsinstitut bringt dabei sein langjähriges und breites algorithmisches Wissen über Optimierung in AutoPanelSizer ein.

 



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