Kein Schrott zuviel vom Stahlprofil
Beim Zuschnitt von Stahlprofilen auf die vom Kunden gewünschten Längen fallen Reststücke an. Eine neue - von den Fraunhofer-Instituten SCAI und IAIS im Auftrag der Mannstaedt GmbH in Troisdorf entwickelte - Software reduziert den Verschnitt auf ein Minimum.
Die Fraunhofer-Institute für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI und für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS haben eine Idee der Mannstaedt GmbH in Troisdorf aufgegriffen und eine Software zur Längenoptimierung beim Zuschnitt von Stahlprofilen entwickelt. Durch die bestmögliche Vermeidung von Schrott können erhebliche Mengen an teurem Material eingespart werden. Die innovative Software nutzt speziell für dieses Problem entwickelte Algorithmen.
Die Mannstaedt GmbH, führender Hersteller von warm-gewalzten Spezialprofilen aus Stahl, vermag durch die Fraunhofer-Software die Produktionskosten zu senken, ohne die Produkt- oder Servicequalität zu beeinträchtigen. Besondere Beachtung verdient dabei der Aspekt steigender Rohstoffpreise. Durch die Optimierung des Material-verbrauchs wird die nationale und internationale Wettbewerbsfähigkeit der Mannstaedt GmbH gestärkt. Letztlich werden somit hochwertige Arbeitsplätze in der Region Bonn/Rhein-Sieg gesichert.
"Die Materialeinsparung ist ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz. Knappe Bodenschätze werden geschont und bei Gewinnung, Transport, Verarbeitung, Entsorgung und Recycling des Materials lässt sich enorm viel Energie sparen", sagt Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, Leiter des Fraunhofer SCAI.
Zur Entwicklung der Software hatten die Forscher am Fraunhofer SCAI ein kniffliges Problem zu lösen: "Ein Mensch kann die Millionen von Möglichkeiten für die Wahl der Ausgangslängen nur schwer überschauen und Standardsoftware scheitert an der Komplexität des Problems", sagt Lydia Franck, Wissenschaftlerin in der Abteilung Optimierung des Instituts. Die Lösung brachten intelligente Optimierungsalgorithmen, die den Planern bei Mannstaedt mehrere Varianten zur Auswahl der Ausgangslängen der Stahlprofile vorschlagen. Auf deren Grundlage müssen sie einen Kompromiss zwischen der Vermeidung von Schrott und der Vermeidung organisatorischen Aufwands (etwa Umrüstvorgängen) und der damit verbundenen Mehrkosten finden. Ein weiterer Vorteil der entwickelten Algorithmen ist, dass die Berechnung in den meisten Fällen nur wenige Sekunden dauert. Damit ist die Software gut tauglich fürs Tagesgeschäft.
Über die Benutzeroberfläche der Software, entwickelt am Fraunhofer IAIS, steuert der Planer die Dateneingabe, die Optimierung und die Ergebnisdarstellung. Mithilfe der Funktion "Performanzvergleich" lässt sich für fest vorgegebene Längen der anfallende Schrott berechnen. Auf diese Weise kann der Planer die Materialeinsparung durch die berechneten Längen gegenüber den bisher verwendeten Längen und somit den ökonomischen und ökologischen Nutzen ermitteln.
Für die mustergültige Zusammenarbeit von Wirtschaft und Wissenschaft hat eine Jury aus renommierten Experten die Fraunhofer-Institute IAIS und SCAI am 5. November mit einem Innovationspreis der Volksbank Bonn Rhein-Sieg ausgezeichnet.
