Będąc uczestnikami projektów związanych z optymalizacją kosztów produkcji, spotkaliśmy się z problemem znacznego odpadu blachy podczas wycinania elementów z arkuszy. Problem dotyczył zarówno operacji wykonywanych na wykrawarkach mechanicznych jak i na wycinarkach laserowych. W znacznej ilości przypadków, Technologowie w tradycyjny sposób rozkładali w programie maszyny produkcyjnej formatki do wycięcia z dużych arkuszy, zazwyczaj 3000×1500 mm. Choć wkładali w tą czynność dużo pracy i zaangażowania, w efekcie końcowym, czyli po wycięciu wszystkich elementów z arkusza, generował się spory odpad materiału. W dodatku zdecydowaną większość tego odpadu stanowiły liczne, drobne skrawki blachy, z których najpewniej nic nie da się wyprodukować. Ten odpad zasilał spory i niemal po brzegi już wypełniony kontener z napisem ZŁOM METALOWY. Zainteresowani tematem, uzyskaliśmy informację, że średnio można przyjąć około 20% blachy z arkuszy trafia na złom. Zdarzają się przypadki, gdy dla pojedynczych arkuszy blachy, poziom odpadu sięga nawet 30% i więcej. To ogromna strata, łatwa do wyliczenia, jeśli porównamy koszty zakupu wyrobu hutniczego w postaci arkuszy blachy z kosztem odsprzedaży złomu do punktu skupu.
Pomyśleliśmy więc, że można przy pomocy dostępnych narzędzi powierzyć maszynom automatyzację rozkładu wycinanych formatek blach, przy okazji zatrudniając do tego Sztuczną Inteligencję. Zanim jednak podjęliśmy się tego projektu, sprawdziliśmy, czy już teraz dostępne są narzędzia i systemy do tego procesu. I okazało się, że jest już dostępna na rynku dość liczna grupa oprogramowania komputerowego, wspomagającego optymalizację rozkładu formatek na arkuszach blach. Nie ma zatem powodów, by wynajdować już wynalezione „koło”. Pozostało nam sprawdzić istniejące rozwiązania, by w razie problemu u kolejnego klienta, móc z czystym sumieniem polecić najlepszy produkt.
Przyjrzeliśmy się ofercie na tego typu produkty. Gdzie się dało, przy pomocy wersji testowych przetestowaliśmy niektóre produkty. Po kilku dniach zagłębiania się w temat i testowania kolejnych programów do optymalizacji wycinania blach, jednogłośnie wskazaliśmy na jeden produkt. Braliśmy pod uwagę, kilka aspektów, takich jak: łatwość obsługi, funkcjonalność, możliwości, dostępne opcje oraz przede wszystkim skuteczność w redukcji wielkości odpadu. Nasz wybór padł na oprogramowanie TonCut, w obecnnie dostępnej wersji 8.
A oto co sprawiło, że z czystym sumieniem możemy polecić akurat ten produkt firmom i użytkownikom wszelkich wycinarek do blachy.
Prosty, intuicyjny interfejs użytkownika.
Bogate możliwości.
W naprawdę prosty i intuicyjny sposób ustawiamy wszelkie parametry związane z naszą obróbką. Na kilka sposobów możemy wprowadzać do systemu rozmiary formatek do wycięcia. Możemy definiować stosowany materiał. Mamy możliwość definiowania rozmiarów arkusza, jaki system ma traktować jako odpad a jaki jako arkusz do wykorzystania. I mamy całą masę opcji, która na pewno zaspokoi wymagania chyba wszystkich użytkowników. Ale co najważniejsze, program wykorzystuje Sztuczną Inteligencję do znalezienia jak najbardziej optymalnych rozkładów formatek na arkuszu o zadanych wymiarach.
Efekty optymalizacji rozkrojów.
Efekt tego jest widoczny w postaci udziału procentowego odpadu, bez i z zastosowaniem Sztucznej inteligencji. Wyniki prezentujemy poniżej.
Zadaliśmy programowi zadanie optymalnego rozłożenia 33 rozmiarów formatek. Każdego rozmiaru poszczególnych formatek było od 1 do 6 sztuk. Poszczególne rozmiary wynosiły od klikudziestu mm długości i podobnie szerokości, po wymiary przekraczające 1000 mm. Przyjęliśmy arkusze blachy o wymiarach 1500×3000 mm.
Tak wyglądają wyniki przy użyciu funkcji rozkładu od małych do dużych. Prezentujemy poniże wyniki jednego z wariantów zaproponowanych przez system. Po lewej stronie na załączonych obrazkach widać, że dla każdego wariantu optymalizacji, czyli od małych do dużych, od dużych do małych i pozostałych wariantów, system podpowiada co najmniej kilka wariantów. Dla wybranego przez nas wariantu od małych do dużych system podpowiedział pięć wariantów, z czego wybraliśmy najkorzystniejszy, który prezentujemy poniżej. Pierwszy obrazek prezentuje rozkład na arkuszu 1. Drugi obrazek rozkład na arkuszu 2.
Jak widać w statystykach rozkroju, dla obu arkuszy uzyskaliśmy średnią odpadu na poziomie 2,90%. Przy zdefiniowanym wymiarze 500 x 500 mm jako minimalnego wymiaru formatki do dalszego wykorzystania, mamy niecałe 16% arkusza blachy do ponownego wykorzystania.
Podsumowując już na tym etapie, produkt TonCut wypadł zdecydowanie najlepiej ze wszystkich przetestowanych narzędzi do optymalizacji wykrojów z blachy. A to jeszcze nie koniec jego zalet i kluczowej cechy, czyli zastosowania algorytmów Sztucznej Inteligencji.
Poniżej przedstawiamy wyniki, przy zastosowaniu Sztucznej Inteligencji. Pierwszy obrazek poniżej prezentuje rozkład na arkuszu 1. Drugi obrazek rozkład na arkuszu 2.
Jak widać w statystykach rozkroju, dla obu arkuszy uzyskaliśmy średnią odpadu na poziomie 1,98%. Wynik jeszcze lepszy niż powyżej, dla zastosowanego wariantu od małych do dużych.
Warto jeszcze rzucić okiem na lewy dolny róg powyższych obrazów. Mamy tam informację na temat ilości kombinacji rozkładów formatek, jaką system przeanalizował. Mamy niemal miliard kombinacji.
Warto także dodać, że TonCut ma także bogaty zakres przydatnych funkcji dla generowania rozkrojów z płyt drewnianych, uwzględniających stosowanie oklein czy posiadających strukturę.
Wnioski
Wnioski będą krótkie. Spośród grupy produktów – programów do optymalizacji rozkrojów formatek z blachy, TonCut wypada zdecydowanie najlepiej. Wykazał największą skuteczność optymalizacji rozkładu formatek. Do tego jest bardzo prosty w obsłudze, intuicyjny. Nie wymaga studiowania instrukcji obsługi czy szkolenia. Każdy, kto posiada minimum wiedzy i doświadczenia w pracy z programami aplikowanymi dla środowiska MS Windows, bez trudu będzie potrafił pracować z TonCut.