AutoPanelSizer – Optimierte Schnittpläne für Plattenaufteilsägen

Produktbeschreibung

Die Software AutoPanelSizer ermittelt optimierte Schnittpläne für die Produktion rechteckiger Teile aus rechteckigem Grundmaterial und minimiert dabei Verschnitt, Produktionszeiten und Fertigungskosten. Es werden nur Schnittpläne erzeugt, die mit geradlinigen, durchgehenden (Guillotine-)Schnitten gefertigt werden können. Im Fall verketteter Anlagen berücksichtigt die Software außerdem die Anzahl vorhandener Sägeebenen. Damit adressiert AutoPanelSizer gängige Sägetechnologien vor allem der Holz-, aber auch der Glas-, Metall- und Kunststoffindustrie.

AutoPanelSizer ist in der Lage, bis zu drei Schnittebenen plus Kopfschnitte einzuplanen (siehe Beispiele) sowie verschiedene Vorgaben, die zum Beispiel durch Maschinen- und Material­eigenschaften gegeben sind, zu beachten. Auf der dritten Schnittebene kann wahlweise ein Nachschnitt an einzelnen Teilen oder der Zuschnitt mehrerer Teile erfolgen.

Vorhandene Reste bezieht die Software in die Optimierung ebenso mit ein wie Standardmaterial verschiedener Größen. Die Berechnung eines Schnittplans in üblicher Größe dauert nur wenige Sekunden bis einige Minuten. Bei Verwendung mehrerer Prozessorkerne (durch Bündelung von Lizenzen) kann die Laufzeit zusätzlich reduziert werden.

Auswirkungen auf die Fertigung

AutoPanelSizer berücksichtigt Produktionszeiten und Fertigungskosten und wägt aufwändige Vorgänge, wie Kopfschnitte oder Resteinlagerung, gegen eine effizientere Materialnutzung ab. Gleiche Schnittpläne kann die Software zusammenfassen, so dass sie sich im Paketschnitt simultan fertigen lassen. Damit sinkt die Produktionszeit. AutoPanelSizer bietet verschiedene Möglichkeiten, um die Erzeugung solcher Paketschnitte zu steuern. Spannungen im Material können dazu führen, dass sich Teile nach dem Abtrennen verziehen. Um das zu verhindern, kann AutoPanelsizer Spannungsfreischnitte einplanen, die die Schnittqualität verbessern.

Außerdem kann man jedes zu fertigende Teil einer Teilegruppe zuordnen. So können Abstapelungsrestriktionen genauso beachtet werden wie auch gewünschte Fertigungsreihenfolgen. Im Zusammenspiel mit Teilegruppen kann man auch über mehrere Materialtypen hinweg optimieren.

Schnittplan mit optionalen Teilen plus Kopfschnitt
© Fraunhofer SCAI
AutoPanelSizer nutzt in diesem Schnittplan optionale Teile (dunkelblau) und drei Schnittebenen plus Kopfschnitt (Hauptplan orange).

Vorausschauende Planung durch optionale Überproduktion

In AutoPanelSizer lassen sich Teile als Muss- bzw. Kann-Teile deklarieren. Erstere werden zwingend in den Schnittplänen platziert, letztere nur, wenn sie gut passen. Mit dieser Funktion kann man Teile, die am Folgetag für die Weiterverarbeitung eingeplant sind, als Muss-Teile deklarieren und Teile, die erst später benötigt werden, als Kann-Teile. Diese vorausschauende Produktion steigert die Effizienz der Pläne und reduziert insgesamt den Materialverbrauch.

Einsatz der Software

AutoPanelSizer wird als reine geometrische Optimierungsengine vertrieben und ist für die Einbindung in andere Anwendungen, ­beispielsweise Anlagensteuerungen, MES- oder ERP-Systeme, vorgesehen. Dazu verfügt AutoPanelSizer über eine XML-Schnittstelle, die über Standard-Input / -Output, über eine Dateischnittstelle oder als Serverdienst erreichbar ist. Die Software läuft auf allen aktuellen Microsoft-Windows-Betriebssystemen.

AutoPanelSizer richtet sich an

  • Anbieter von Softwarelösungen, die eine Optimierung in ihre Anwendung integrieren möchten, sowie an
  • größere Firmen, die dazu bereit sind, eine entsprechende Anbindung an ihre IT-Systeme zu programmieren oder programmieren zu lassen.

Damit Unternehmen sich einen Eindruck von der Leistungsfähigkeit der Software verschaffen können, bevor sie eine Anbindung programmieren, bietet Fraunhofer SCAI eine Demo-Benutzeroberfläche an. Diese einfache Oberfläche eignet sich nicht für den täglichen Produktiveinsatz.

Fraunhofer SCAI entwickelt AutoPanelSizer entsprechend des Stands von Forschung und Technik stetig weiter. SCAI bringt dabei sein langjähriges und breites algorithmisches Wissen über Optimierung in AutoPanelSizer ein.

 

Schnittplan mit Abstapelungsrestriktionen
© Fraunhofer SCAI
In 0,3 Sekunden berechnet AutoPanelSizer diese Instanz, berücksichtigt dabei, dass nur drei Abstapelplätze zur Verfügung stehen, und kennzeichnet Teile farblich, die zusammen abgestapelt werden müssen

Features

Optimierung

  • Berücksichtigung von Produktionszeiten und Fertigungskosten
  • Abwägung aufwändiger Vorgänge gegen effizientere Materialnutzung
  • Optimierung über mehrere Materialien
  • Laufzeit und Optimierungsstärke steuerbar
  • Nutzung beliebig vieler Prozessorkerne

Material

  • Verschiedene Plattengrößen
  • Individuelle Verfügbarkeit
  • Kennzeichnung als Restplatte
  • Berücksichtigung von Maserung

Teile

  • Muss-Teile und Kann-Teile
  • Berücksichtigung von Maserung
  • Teilegruppen
    • zur Festlegung einer Bearbeitungsreihenfolge
    • um Einschränkungen bzgl. Abstapelung abzubilden

Anfrage

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Maschine

  • Erstellung von Guillotine-Schnittplänen
  • Beschränkung der Anzahl der Schnittebenen
  • 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 horizontaler und vertikaler Schnittfugenbreiten
  • Besäumung (Trims) an den Plattenrändern
    • individuell für jede Seite einstellbar
    • Besäumung bei Kopfschnitt und Drittschnitt

Kopfschnitte

  • Mindestgrößen der Teilschnittpläne
  • Beschränkung der Anzahl der Kopfteile
  • Abwägung gegen Ausbringung

Reste

  • Minimale und maximale Größe
  • Abwägung gegen Ausbringung und Kann-Teile
  • Separate Einstellungen für Kopf- und Hauptpläne
  • Bevorzugte Nutzung vorhandener Reste

Dritte Schnittebene / Nachschnitt

  • Nachschnitt an einzelnen Teilen oder Zuschnitt mehrerer Teile
  • Maximale und minimale Verschnittlänge
  • Beschränkung des Nachschnitts auf eine Seite des Teils (Länge oder Breite)
  • Abwägung gegen Ausbringung

Paketschnitte

  • Maximale Plattenanzahl
  • Abwägung gegen Ausbringung

Spannungsfreischnitte

  • Mindestabstand zwischen Spannungsfreischnitten
  • Mindestlänge von Spannungsfreischnitten
  • Spannungsfreischnitt abhängig von der Teilegröße

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