Lantek und BCAM entwickeln neues Verfahren für Nesting in der Blechbearbeitung

Gegenstand der Vereinbarung ist die Berechnung der Verschachtelung von Teilen auf dem Blech. Ihr Inhalt ist die Entwicklung neuer angewandter mathematischer Modelle und Algorithmen. Ihr Ziel 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. 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 und wird auch von der Provinzregierung von Bizkaia und der Baskischen Innovationsagentur Innobasque unterstützt.

Lantek strebt seit seiner Gründung nach Spitzenleistungen im Softwareengineering, entwickelt Produkte und setzt seine Kenntnisse aus der mathematischen Modellierung ein, um der Blechbearbeitung immer bessere Lösungen anzubieten. Eines der wichtigsten Forschungsgebiete in der gesamten Unternehmensgeschichte war und ist die optimale Anordnung von 2D-Schneidteilen auf einem großen, rechteckigen Blech, um den Metallschrott auf ein Minimum zu reduzieren. Denn die Industrie ordnet mithilfe von Verschachtelungsprozessen die zu schneidenden Teile optimal auf dem Blech an, um das Material bestmöglich zu nutzen, Schnittverluste zu vermeiden und die Schneidzeit der Maschine zu optimieren. Lantek sieht seine Aufgabe darin, die dafür eingesetzten Verfahren ständig zu verbessern, und erreicht dieses Ziel durch die Anwendung eines effizienten Algorithmus´, mit dem die 2D-Schachtelung anhand verschiedener Lösungsansätze optimiert werden kann.

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. Wie sich schon jetzt zeigt, eröffnet sich für Lantek durch die Zusammenarbeit mit BCAM die Möglichkeit, die Verschachtelung von Blechteilen mithilfe völlig neuer und innovativer Ansätze zu verbessern, die signifikante Vorteile mit sich bringen und die Leistungsfähigkeit der Blechindustrie steigern können.

„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“, erklärt Asier Ortiz, Technischer Direktor von Lantek.

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 Bestandteil 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“, ergänzte der Technische Direktor von Lantek.

Über Lantek

Lantek ist ein multinationales Unternehmen, das die digitale Transformation von Betrieben im Blech- und Metallsektor anführt. Mit seiner patentierten intelligenten Fertigungssoftware ermöglicht Lantek die Vernetzung von Fertigungsstätten und macht sie so zu intelligenten Fabriken. Dafür entwickelt Lantek CAD-, CAM-, MES- und ERP-Lösungen für Unternehmen, die Metallteile aus Blechen, Rohren und Profilen mit unterschiedlichen Schneidtechnologien (Laser, Plasma, Autogenschneiden, Wasserstrahlschneiden, Schlagscheren und Stanzen) herstellen.

Lantek wurde 1986 in einem der wichtigsten europäischen Zentren für die Entwicklung von Werkzeugmaschinen, im Baskenland (Spanien), gegründet und ermöglicht die Integration von Blech- und Metallbearbeitungstechnologien mit modernster Software für das Produktionsmanagement. Aktuell ist Lantek dank seiner Innovationskompetenz und seines konsequenten Einsatzes für die Internationalisierung Marktführer in seinem Sektor. Mit mehr als 22.300 Kunden in über 100 Ländern und 20 eigenen Geschäftsstellen in 14 Ländern verfügt Lantek über ein weitreichendes Vertriebspartnernetz in der ganzen Welt. Im Jahr 2018 entfielen 86 Prozent des Ertrages auf das Auslandsgeschäft.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.lantek.com/es

Über das Baskische Zentrum für Angewandte Mathematik – BCAM

Das Basque Center for Applied Mathematics – BCAM ist ein internationales Forschungszentrum auf dem Gebiet der Angewandten Mathematik, das 2008 von der baskischen Regierung, der Universität UVP/EHU und Ikerbasque gegründet wurde. Zudem wird das Zentrum auch von der Provinzregierung von Bizkaia und Innobasque unterstützt. Eines seiner Hauptziele ist es, die Mathematik durch Wissenstransfer und unterstützt durch die Zusammenarbeit mit nationalen und Internationalen Einrichtungen und Unternehmen in den Dienst der Gesellschaft zu stellen, um Forschungsergebnisse zu erzielen, die für Bereiche wie Biowissenschaften, Gesundheitswesen, Energie und fortschrittliche Fertigung genutzt werden können.

Derzeit beschäftig das Zentrum mehr als 90 Forscher aus 25 Ländern, die in verschiedenen Bereichen wie etwa der Datenwissenschaft bis hin zur rechnerischen Modellierung tätig sind. Das Zentrum BCAM wurde von der Staatlichen Agentur für Forschung zweimal hintereinander als Kompetenzzentrum „Severo Ochoa“ ausgezeichnet, eine Auszeichnung, die den weltweit besten Forschungseinrichtungen auf ihrem Gebiet verliehen wird.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.bcamath.org