Lantek und das Forschungszentrum BCAM suchen gemeinsam nach neuen Verfahren für die Verschachtelung in der Blechbearbeitung.
Foto: Lantek

IT-Lösungen

Lantek-Projekt: Nesting in der Blechbearbeitung

Lantek kooperiert mit dem Baskischen Zentrum für Angewandte Mathematik (BCAM), um gemeinsam an neuen Algorithmen und Bearbeitungsstrategien zu forschen.

Gegenstand der jetzt bekanntgegebenen Kooperationsvereinbarung zwischen Lantek und dem BCAM ist die Berechnung der Verschachtelung von Teilen auf dem Blech. Denn der Schwierigkeitsgrad der Szenarien, die von der Blechbearbeitung bewältigt werden müssen, nimmt stetig zu. Gefordert sind Lösungen, die auch dann Maschinenkapazitäten maximal ausschöpfen können, wenn die Berechnung der Bearbeitungsverfahren und die Optimierung des Materialverbrauchs äußerst kompliziert sind.

BCAM, das internationale Forschungszentrum auf dem Gebiet der Angewandten Mathematik, beschäftigt derzeit mehr als 90 hochrangige Forscher in verschiedenen Bereichen wie beispielsweise der Datenwissenschaft bis zur mathematischen Modellierung. Es wurde 2008 von der baskischen Regierung, der Universität des Baskenlandes sowie der baskischen Stiftung für Wissenschaft, Ikerbasque, ins Leben gerufen. Das Ziel der Zusammenarbeit ist eine Softwarelösung, die mit innovativen Strategien und Verfahren den zunehmend komplexen Anforderungen der Blechbearbeitung entspricht und die Effizienz der Berechnung auf ein neues Niveau hebt.

Auf der Suche nach einem neuen, effizienten Algorithmus

In der ersten Phase der Zusammenarbeit von Lantek und BCAM sollen zunächst neue Verfahren für die Verschachtelung selbst gefunden werden. Dafür bringen die Forscher der BCAM-Abteilung Computermathematik ihre Expertise in der geometrischen Modellierung und Optimierung in die Zusammenarbeit mit Lantek ein – mit folgenden Zielen:

  • Entwicklung eines effizienten Algorithmus´ als Lösung für die 2D-Schachtelung von Metallteilen.
  • Entwurf diskreter Grenzmessungen, basierend auf der Aneinanderreihung lokaler Formen.
  • Verbesserung der aktuellen Methode, die über die Darstellung der Begrenzung die Flächen (Pixel) selbst abbildet.
  • Entwicklung einer Software, die es ermöglicht, sowohl die Berechnungszeit zu verkürzen als auch die Materialausnutzung zu optimieren.

Fokus der aktuell angewandten Methoden liegt auf der Verbesserung der geometrischen Darstellung von Objekten und der Optimierung lokaler Lösungen zwischen den Eckpunkten verschiedener Teile.

Laut Michael Barton, Projektleiter bei BCAM, besteht bei der Zusammenarbeit die größte Herausforderung aus mathematischer und computertechnischer Sicht darin, eine sehr präzise Lösung zu finden und zugleich die Rasterung so klein wie möglich zu halten, um den Algorithmus zu vereinfachen und übermäßige Rechenzeiten zu vermeiden.

Asier Ortiz, Technischer Direktor von Lantek, erklärt: „Lantek war schon immer führend bei der Entwicklung von fortschrittlichen Softwarelösungen – wie etwa Lantek Expert – die Unternehmen der Blech- und Metallbranche das Schachteln von Schneidteilen ermöglichen. Dank der Zusammenarbeit mit BCAM gewinnen wir leistungsfähige Ressourcen in Forschung und Entwicklung für die Untersuchung mathematischer Probleme im Allgemeinen und zur Verbesserung der Verschachtelung im Besonderen. In der Forschungskooperation mit BCAM werden wir uns mit der Entwicklung eines effizienten Algorithmus´ befassen, der die Materialausnutzung optimiert sowie die Blechreste und die Rechenzeiten reduziert.“

Projekt soll auch in Doktorarbeit münden

Seit Gründung des Zentrums sei der Wissenstransfer in die Industrie eine der Prioritäten des BCAM, sagt dessen wissenschaftlicher Leiter Jose A. Lozano. Dafür sei auch die „ Knowledge Transfer Unit“ (KTU, Einheit für den Wissenstransfer) geschaffen worden – „eine Plattform zur Entwicklung mathematischer Lösungen für wissenschaftliche Herausforderungen, basierend auf praktischen Anwendungen und der Zusammenarbeit mit der Industrie“. Wie er erläutert, bestehen Kooperationen dieser Art aus „strategischen Vereinbarungen, F&E-Projekten, Austausch gemeinsamer Standpunkte, Schulungen, Betreuung von Master- und Promotionsstudierenden sowie der Organisation von öffentlichen Aktionen“.

Entsprechend umfasst die Vereinbarung zwischen BCAM und Lantek auch die Ausschreibung eines internationalen Studienplatzes für einen Doktoranden, der gemeinsam mit den Forschern von Lantek die verschiedenen Lösungsansätze untersucht, um herauszufinden, welche Algorithmus-Optionen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und den Ergebnissen der Konzeptstudien die besten sind. Am Ende des auf vier Jahre angelegten Projektes wird eine Doktorarbeit veröffentlicht.

„Die Förderung von Innovation ist Teil unserer DNA und schlägt sich in unseren F&E-Investitionen nieder, die deutlich über dem Branchendurchschnitt liegen. Wir sind fest davon überzeugt, dass diese Zusammenarbeit mit BCAM zu wesentlichen Verbesserungen für unsere Kunden beim Nesting führen wird, damit sie in einem vernünftigen Zeitrahmen ihren Metallschrott reduzieren können“, ergänzt der Technische Direktor von Lantek.

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