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Kein Schrott zuviel vom Stahlprofil

(20.11.2007) 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 sollen so erhebliche Mengen an teurem Material eingespart werden können. Die innovative Software nutzt speziell für dieses Problem entwickelte Algorithmen.

Die Mannstaedt GmbH, Hersteller von warm-gewalzten Spezialprofilen aus Stahl, will durch die Fraunhofer-Software die Produktionskosten senken, ohne an Produkt- oder Servicequalität sparen zu müssen. Besondere Beachtung verdiene dabei der Aspekt steigender Rohstoffpreise. "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", erklärt 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 Umrüstvorgänge) und der damit verbundenen Mehrkosten finden. Ein weiterer Vorteil der entwickelten Algorithmen sei, dass die Berechnung in den meisten Fällen nur wenige Sekunden dauert. Damit sei 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. Mit Hilfe 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 dem ökonomischen und ökologischen Nutzen ermitteln.

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