Verantwortliche
- Karen Puttkammer
Ausgangslage und Problemstellungstellung
Das Längsspalten von Stahlband ist ein wichtiger Prozess in der Stahlverarbeitung. Die zum Spalten verwendete Schere besteht aus zwei übereinander stehenden Wellen, auf die ringförmige Messer seitlich aufgeschoben werden. Um die Messer entsprechend der zu erzeugenden Streifenbreite auf Abstand zu halten, werden zwischen ihnen Distanzringe eingeschoben.
Wird der Scherenbau manuell ausgeführt, können geringe Abmessungsänderungen zwischen zwei Produktionsaufträgen durch das Einfügen und/oder Entnehmen flexibler Distanzringe realisiert werden. Dadurch wird ein aufwändiger Rüstvorgang vermieden, bei dem alle Messer und Distanzringe von den Wellen genommen und in neuer Anordnung wieder aufgeschoben werden müssen.
Der Messerbauplan, der die konkrete Reihenfolge von Distanzringen und Messern ausweist, wird mithilfe einer Software erstellt. Die Einsatzmöglichkeiten bestehender Softwarelösungen sind jedoch begrenzt. Sie bieten keine Auswahl zwischen alternativen Schnittprofilen und erzeugen Messerbaupläne nur für jeweils eine Abmessung. Übergänge zwischen ähnlichen Abmessungen werden nicht berücksichtigt.
Zielsetzung und Vorgehensweise
Das Ziel des Projektes besteht in der Entwicklung eines Softwaretools zur Generierung von Messerbauplänen, das folgende Eigenschaften aufweist:
- Erzeugung von Messerbauplänen
- bei ähnlichen Abmessungen für mehrere Coils
- für trapezförmiges oder paralleles Schnittprofil
- unter Verwendung möglichst weniger Distanzringe
- Erzeugung von Bauplänen für die Separierwelle
- Dynamisch erweiterbare Eingabemaske
- Grafische Ausgabe der Baupläne
Das Vorgehen gliedert sich in vier Schritte:
- Erfassen der technischen Restriktionen und Anforderungen an den Scherenbau
- Modellierung des Scherenbaus als Resizing Knapsack Problem
- Entwicklung einer Heuristik zur Lösung
- Implementierung in einem Java basierten Softwaretool
Weitere Informationen
Bislang sind aus dem Projekt folgende Publikationen hervorgegangen:
- Puttkammer, K.; Wichmann, M. G.; Spengler, T. S. (2016): The Resizing Knapsack Problem, in: Grubbström, R. W.; Hinterhuber, H. H. (ed.): Pre-Prints of the Nineteenth International Working Seminar on Production Economics, Volume 3, Innsbruck, pp. 281–289.