LeanProjects
Nutzenoptimierung für die Druck- und Verpackungsindustrie
Ausgangslage
Die Firma Lean Projects AG bietet ERP-Lösungen für die Druck- und Verpackungsindustrie an. Mit der von ihnen entwickelten Print & Packaging Software – basierend auf von Microsoft Dynamics AX – stellen sie ihren Kunden ein Produkt zur Verfügung, das einen optimalen Herstellungsprozess von Druck- und Verpackungsprodukten ermöglicht. Diese Lösung deckt heute die grösste Wertschöpfungskette von der Vorkalkulation, Offerte, Auftragsbestätigung über das Erstellen der Produktionsaufträge bis hin zur Datenerfassung mittels BDE (Betriebsdatenerfassung) und der Nachkalkulation ab. Eine Lücke mit zunehmender Bedeutung besteht jedoch in der fehlenden Nutzenoptimierung. Dabei wird eine optimale Anordnung der Stanzwerkzeuge auf den Druckplatten gesucht. Hierfür müssen verschiedene Faktoren wie die Bestellmenge der einzelnen Produkte, die Herstellungskosten für die Stanzwerkzeuge, Rohmaterialkosten sowie die Verfügbarkeit von Druck- und Stanzmaschinen und deren Kapazität berücksichtigt werden.
Bis anhin wird die Anordnung der Nutzen auf der Druckplatte von Hand und meist intuitiv vorgenommen. Dies erfordert grosse Erfahrung und viel Zeit, meist mehrere Stunden, für die Lösungsfindung. Oftmals sind die Problemstellungen so komplex, dass eine Lösung, welche alle Bedingungen einhält, nicht in nützlicher Frist gefunden wird, weil zum einen der Lösungsraum zu gross ist und zum anderen die Verifizierung einer möglichen Lösung dementsprechend schwierig ist. Kommerzielle Optimierungslösungen gibt es noch keine, resp. existieren nur für sehr einfache Problemstellungen.
Ziele
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Prototyp entwickelt werden, mit dem die Anordnung von Stanzwerkzeugen auf Druckplatten automatisiert und optimiert werden kann. Dieser Prototyp soll dem Benutzer Lösungsvorschläge liefern, welche in Abhängigkeit von Anzahl und Form der Stanzrisse, Bestellmenge der einzelnen Produkte, der Druckformate sowie der zur Verfügung stehenden Ressourcen erzeugt werden. Dabei sollen die verschiedenen Interessen des Kunden wie Minimierung der Rohmaterial-, Druck- und Herstellungskosten für Stanzwerkzeuge, sowie optimale Ressourcenauslastung berücksichtigt werden.
Insbesondere soll der Prototyp in der Lage sein, alle definierten Benchmark-Probleme effizient zu optimieren, d.h. die entsprechenden Benchmark-Lösungen übertreffen oder mindestens egalisieren.
Rahmenbedingungen
Die von Lean Projects verwendete Software basiert auf Microsoft Dynamics AX. Das zu entwickelnde Optimierungsmodul soll als dynamische Bibliothek (dll) in das ERP-System integriert oder als eigenständige Applikation betrieben werden können.
Ergebnisse
Das anvisierte Projektziel wurde übertroffen. Als Resultat wurde ein Optimierungsmodul entwickelt, welches in Abhängigkeit von Anzahl und Form der Stanzrisse, Bestellmenge der einzelnen Produkte sowie dem zur Verfügung stehendem Druckformat dem Benutzer Layout–Vorschläge liefert. Dafür wurde eine geeignete Datenstruktur gefunden, spezifische GA-Operatoren entwickelt und bezüglich Performance optimiert. Mit Hilfe vordefinierter Benchmark-Tests (aus Kundendaten) wurde die Datenstruktur sowie das GA-Operatorenset getestet und evaluiert und laufend verbessert. Zurzeit lassen sich mit dem entwickelten Optimierungsmoduls innerhalb kurzer Zeit (ca. 1-2 Minuten) bessere Lösungen oder zumindest eine äquivalente Lösung generieren, als die vorgeschlagenen Benchmark–Lösungen.
Projektbeteiligte
Leitung Prof. Dr. Manfred Vogel
Projektteam Lukas Kellenberger
Partner Lean Projects AG