Le aziende che lavorano l'acciaio di solito richiedono il taglio personalizzato delle barre d'acciaio per i loro prodotti. Di conseguenza, i commercianti di acciaio devono affrontare la sfida di soddisfare i requisiti specifici del cliente producendo il minor numero possibile di scarti. Ciò significa che devono dividere l'inventario nel modo più efficiente possibile in termini di materiale. I ricercatori del Fraunhofer Institute for Algorithms and Scientific Computing SCAI hanno sviluppato un software che affronta questo problema e riduce al minimo la quantità di scarti generati, ottimizzando quindi l'utilizzo del materiale.

L'acciaio è il materiale più versatile e viene utilizzato per realizzare innumerevoli prodotti, dai coltelli da cucina e dal cemento armato alle turbine degli aerei e ai transatlantici. Anno dopo anno, vengono prodotte e lavorate ben oltre un miliardo di tonnellate di materiale metallico. Dalla produzione al prodotto finito, però, è un lungo viaggio che produce diverse centinaia di milioni di tonnellate di rottame all'anno. Per esempio, i commercianti di acciaio tagliano le loro barre di acciaio standardizzate esattamente alle lunghezze richieste dal cliente, un processo che si traduce in molti scarti. La sfida è quindi quella di eseguire i tagli in modo da poter tagliare dal calcio il maggior numero possibile di barre utilizzabili. Le soluzioni precedenti a questa sfida sono state spesso insoddisfacenti. Però, esperti del Fraunhofer SCAI di Sankt Augustin, La Germania ha ideato un software sviluppato autonomamente, l'AutoBarSizer, che riduce significativamente la quantità di scarto prodotto e fornisce un ottimo utilizzo del materiale, riducendo così notevolmente i costi per i commercianti di acciaio.

Notevole aumento dell'efficienza

"Il nostro software calcola i piani di taglio che si basano sulle barre nel magazzino del rivenditore e includono sia barre nuove di lunghezza standard che resti di lunghezze diverse, " spiega Thomas Weyd del Fraunhofer SCAI. "In un progetto pilota, siamo stati in grado di aumentare l'utilizzo del materiale di sette punti percentuali e ridurre lo stock rimanente del 25%." Per i grandi volumi di acciaio che vengono lavorati, questo aumento di efficienza si ripaga rapidamente. Con un prezzo dell'acciaio di 500 euro a tonnellata e un volume di lavorazione di 50 tonnellate al giorno, Per esempio, un miglioramento di un solo punto percentuale può far risparmiare al commerciante di acciaio fino a 5, 000 euro al mese.

Il software può essere adattato con precisione alle rispettive circostanze. Le impostazioni includono non solo parametri come le proprietà della macchina, ma anche il punto in cui i resti del taglio dovrebbero essere riutilizzati o scartati. Inoltre, nel calcolo del piano di taglio ottimale, l'AutoBarSizer ha anche accesso all'inventario e ai dati sulle scorte rimanenti. Sulla base di questi fattori, la persona responsabile può utilizzare il programma per creare diversi piani di taglio con diverse accentuazioni. Per esempio, un piano di taglio che riduca il minor numero possibile di scarti e che utilizzi il maggior numero possibile di residui. Il rivenditore può quindi risparmiare sui materiali, ottimizzare lo stock residuo o scegliere una combinazione delle diverse varianti.

Piano di taglio ottimizzato algoritmicamente

Sulla base dell'inventario del materiale, l'algoritmo del Fraunhofer SCAI calcola risultati molto buoni e spesso verificabili ottimali. "Il problema matematico di base è già stato ben studiato, " dice Weyd del Fraunhofer SCAI. "La sfida che abbiamo risolto con l'AutoBarSizer ha a che fare con i vincoli quotidiani. I tagli obliqui sono particolarmente una vera sfida:con un taglio dritto, l'intera faccenda è principalmente una questione di arrangiamento. Per tagli obliqui, alcuni parametri aggiuntivi devono essere presi in considerazione." Ad esempio, devono essere considerate le distanze degli angoli obliqui incompatibili. Inoltre, c'è la possibilità di ruotare la barra o cambiare o specchiare gli angoli. Il software del Fraunhofer SCAI non solo rappresenta matematicamente questi fattori, ma suggerisce anche soluzioni efficienti che fanno risparmiare materiale, costi e tempi.

Con AutoBarSizer, gli esperti del Fraunhofer SCAI hanno risolto vari problemi che sorgono durante la pianificazione per laminatoi e commercianti di acciaio, nell'industria della lavorazione del legno, nonché per produttori e trasformatori di tutti i tipi di barre.