Zuschnittoptimierung ist ein wichtiges Thema in der holzverarbeitenden Industrie. Wurden die Schnittpläne früher noch per Hand erstellt, sind die Vorteile einer computergenerierten Lösung inzwischen den meisten bewusst: Ein Mensch benötigt langjährige Erfahrung, um ähnlich effiziente Schnittpläne zu erzielen wie eine Software. Im Gegensatz zur Software kann ein Mensch dabei nicht alle Nebenbedingungen und Optimierungsziele gleichzeitig beachten. Außerdem ist eine manuelle Optimierung immer mit Zeitaufwand und Kosten verbunden. Automatisch generierte Schnittpläne, die zudem materialeffizient und einfach umzusetzen sind, sparen Zeit und Geld und bieten so einen Wettbewerbsvorteil.
Viele Betriebe nutzen daher heute computergestützte Optimierungen. Kommen dabei aber sehr einfache oder veraltete Softwarewerkzeuge zum Einsatz, die die komplexen Aufgaben des Zuschnitts nur unzureichend berücksichtigen, bleibt trotzdem viel Optimierungspotential ungenutzt.
Komplexe Bedingungen beim Zuschnitt
In vielen Fällen lässt sich die Materialausnutzung erhöhen, wenn beim Zuschnitt mehrere Aufträge vermischt werden. Um die produzierten Teile im Anschluss komfortabel sortieren zu können, muss die Software Abstapelungskriterien berücksichtigen. Oft sind auch schon Folgeaufträge bekannt, die erst später produziert werden müssen. Deren Teile kann man aber bereits im aktuellen Optimierungsauftrag optional nutzen, um effizientere Schnittpläne zu erstellen. Um das Restelager möglichst klein zu halten, sollten Reststücke bei zukünftigen Optimierungen bevorzugt genutzt werden. Zudem ist zu beachten, dass Plattenaufteilsägen immer neue Funktionen für einen schnelleren Zuschnitt anbieten. Diese Fertigungsmöglichkeiten muss man bereits bei der Erstellung der Schnittpläne berücksichtigen.
So gibt es je nach Anwendungssituation oder Maschinentyp viele weitere Nebenbedingungen. Außerdem kann die Zuschnittoptimierung nicht als losgelöster Arbeitsschritt betrachtet werden. Vielmehr ist sie Teil einer immer stärker verzahnten Prozesskette, in der nicht nur ein geringer Materialverbrauch wichtig ist, sondern auch Fertigungskosten und Produktionszeiten optimiert werden müssen. Daher lohnt sich der Einsatz einer professionellen Zuschnittoptimierung, die meistens on-premises, also lokal vor Ort betrieben wird, aber auch Teil einer Cloud-Lösung sein kann.
Zuschnitt als Teil einer Prozesskette
Doch auch ein professionelles Programm muss gut in die übrige Software- und Maschinenlandschaft integriert sein, denn ein separates Tool stellt in der zunehmend digitalisierten Prozesskette der Plattenbearbeitung eine Schwachstelle dar: Werden die Daten der zu produzierenden Teile per Hand von Software zu Software übertragen oder an die Säge weitergereicht, können sich leicht Fehler einschleichen, und es wird wertvolle Arbeitszeit verschwendet. Dagegen ermöglichen Optimierungsprogramme, die über Schnittstellen zur Datenhaltung und zur Säge verfügen, einen durchgehenden Datenfluss. Maschinenhersteller verkaufen solche Programme oft zusammen mit ihren Sägen. Softwareanbieter bieten die Zuschnittoptimierung als Teil ihres ERP- (Enterprise Resource Planning) oder MES- (Manufacturing Execution System) Systems an.
Diese Optimierungsprogramme entwickeln die Säge- und Softwareanbieter häufig nicht selbst, sondern sie stammen von auf Optimierung spezialisierten Firmen. Von Vorteil ist es dabei, wenn es sich bei der Optimierung um einen reinen Rechenkern handelt.
Der Rechenkern
‚Reiner Rechenkern‘ bedeutet, dass es keine grafischen Oberflächen und keine eigene Datenhaltung gibt. Es handelt sich nur um die reine Optimierung, die sich über Schnittstellen anderer Programme ansprechen lässt. Säge- und Software-Anbieter können so einen Rechenkern nahtlos in ihre eigenen Lösungen und grafischen Oberflächen integrieren und benötigte Zusatzfunktionen wie Etikettendruck oder eine Lagerverwaltung selbst hinzufügen. Der Anbieter des Rechenkerns hingegen kann sich komplett auf die Qualität der Optimierungsergebnisse konzentrieren.
Eine Lösung: AutoPanelSizer
Die Software AutoPanelSizer des Fraunhofer-Instituts SCAI ist solch ein reiner Rechenkern, der sich in andere Anwendungen einbinden lässt. So läuft AutoPanelSizer beispielsweise in der Cloud-Lösung eines großen Maschinenherstellers. Weitere Partner des Forschungsinstituts vertreiben die Software zusammen mit grafischen Planungstools. Die Schnittstellen von AutoPanelSizer sind allgemein gehalten, sodass man die Software problemlos in weitere Systeme und Anwendungen integrieren kann. Maschineneigenschaften und Fertigungsvorgaben lassen sich dabei individuell einstellen. Die mit AutoPanelSizer erzeugten Schnittpläne erzielen bereits mit nur zwei Schnittebenen eine sehr hohe Materialausbeute. Durch Nach- und Kopfschnitte, eine dritte Schnittebene und die Berücksichtigung optionaler Teile reduziert die Software den Verschnitt noch weiter. Neben dem Materialverbrauch berücksichtigt AutoPanelSizer aber auch Fertigungskosten und Produktionszeiten. Die Nutzer können so zwischen optimaler Materialausnutzung und Produktionsaufwand abwägen.
AutoPanelSizer wird kontinuierlich um neue Features ergänzt. Gerade ist die neue Version 4.0 erschienen. Sie ist deutlich schneller als ihr Vorgänger und kann auch Spannungsfreischnitte ins Schnittbild integrieren. Bei der Weiterentwicklung von AutoPanelSizer greift das Entwicklerteam auf ein langjähriges und breites algorithmisches Wissen im Bereich Optimierung zurück.
Das Fraunhofer SCAI bietet bereits seit mehr als 20 Jahren Lösungen für Packungs- und Zuschnittprobleme in unterschiedlichen Anwendungsfeldern an. Zur Angebotspalette gehören unter anderem die Programme AutoNester und PackAssistant. AutoNester ist im Textil- und Lederbereich eines der weltweit führenden Softwarepakete für Zuschnittoptimierung und dient zur Verschachtelung komplexer Teile. Auch PackAssistant, eine Software zur automatischen 3D-Packungsplanung, ist rund um den Globus im Einsatz.
Mit AutoPanelSizer erweitern Softwareanbieter oder Maschinenhersteller ihr Produktangebot und bieten ihren Kunden einen Mehrwert. AutoPanelSizer muss dabei eine bestehende Optimierung nicht zwingend ablösen, sondern kann diese auch ergänzen, um den Nutzern möglichst gute und vielfältige Lösungen anzubieten. An AutoPanelSizer interessierten Distributoren bietet Fraunhofer SCAI eine kostenlose Demo-Version an. So können sie sich von der Qualität der Schnittpläne überzeugen und diese mit anderen Lösungen vergleichen. Interessierte Kunden können sich an bereits bestehende Partner des Instituts wenden oder über ihren eigenen Software- oder Maschinenpartner eine Integration von AutoPanelSizer anstoßen.
