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Automatisierte Arbeitsplanung: Angebotsprozess beschleunigen durch Analyse technischer Zeichnungen

Dezember 2021
22
Autor: Simon Settnik
Firma: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IFW, Leibniz Universität Hannover
Automatisierte Arbeitsplanung: Angebotsprozess beschleunigen durch Analyse technischer Zeichnungen

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Lohn- und Auftragsfertigung sind auf eine effiziente Auftragsakquise angewiesen, um am Markt zu bestehen. Aufgrund immer komplexerer Bauteile und kleiner Losgrößen wird die Angebotskalkulation für viele KMU zu einer Herausforderung. An diesem Punkt soll das Projekt „Automatisierte Bestimmung der Vorgabezeiten und der Arbeitsgangfolge unter Berücksichtigung technologischer Zwangsfolgen“ (AutoPlan) KMUs unterstützen. Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) verfolgt zusammen mit der Point 8 GmbH das Ziel, „60 Prozent der benötigten Zeit für die Arbeitsplanerstellung einzusparen “, erläutert Projektmitarbeiter Simon Settnik.

Seit den 90er Jahren zeichnet sich ein Trend zu kürzeren Produktlebenszyklen und einer erhöhten Nachfrage nach kundenindividuellen Produkten ab. Dies führt zu kleineren Losgrößen sowie einer zunehmenden Varianz von Fertigungsabläufen. Als Folge steigt die Anzahl zu erstellender Angebote, welche in der Regel zeitaufwändig durch den Vertrieb erstellt werden. Von diesen Offerten führt lediglich ein kleiner Teil zur Beauftragung. Insbesondere bei KMU lässt sich beobachten, dass die nicht-wertschöpfende Tätigkeit der Angebotserstellung verstärkt Kapazitäten bindet. Entsprechend müssen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen Methoden bereitgestellt werden, die eine präzise und schnelle Angebotserstellung gewährleisten.

Ein Vergleich der am Markt verfügbaren Dienste offenbart Defizite. Weit verbreitet sind Marktplätze, die zwar eine Kontaktherstellung zwischen Anfragenden und Fertigern vereinfachen, jedoch den Angebotsprozess ausklammern. Eine weitere Variante sind online Fertigungsnetzwerke, die für ein Bauteil eine schnelle Marktpreiskalkulation durchführen und den Auftrag durch Netzwerkteilnehmer fertigen lassen. Während diese Abwicklung für den Kunden komfortabel ist, bringt dies für die produzierenden KMU noch keine Erleichterung mit sich. Letztere haben die Option, Kalkulationssoftware zu beziehen. Basierend auf Erfahrungen von mit dem IFW kooperierenden Unternehmen und eigener Recherche besteht bei diesen Softwarelösungen noch Optimierungsbedarf: „Unserer Kenntnis nach besteht nicht die Möglichkeit automatisiert eine unternehmensindividuelle Abschätzung der Kosten eines komplexeren Auftrags anhand des konkreten Arbeitsplans vorzunehmen“ stellt Settnik fest.

Diese Problemstellung motiviert das Projekt AutoPlan, das durch das zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) unter der Kennung 16KN080125 gefördert wird. Kernziel ist die Entwicklung   eines   Assistenzsystems   zur automatisierten Arbeitsplanerstellung aus technischen Zeichnungen für spanende Fertigungsprozesse. Hierbei werden zunächst Informationen aus den Bauteilzeichnungen in maschinenlesbarer Form extrahiert. Mittels Clusteringverfahren sollen Gruppen gefertigter Aufträge mit ähnlichen Eigenschaften und resultierenden Fertigungsabläufen gebildet werden. Während der Angebotserstellung wird das neue Werkstück analysiert und einer Gruppe mit konkreter Arbeitsvorgangsfolge zugeordnet. Für die gemäß des Grobarbeitsplans benötigten Fertigungsprozesse werden im Folgenden die Rüst- und Bearbeitungszeiten mittels maschineller Lernverfahren prognostiziert. Hierfür werden die Methoden zuvor mit Hilfe von Vergangenheitsdaten trainiert

Der automatisiert ermittelte Arbeitsplan wird durch den Vertrieb validiert und dient in der Folge als Grundlage für die Kalkulation. Durch die schnell bereitgestellten Informationen können sich die Mitarbeitenden auf ihre Kernkompetenzen fokussieren. Hierzu zählen z. B. die Identifikation und Bewertung kostenintensiver Prozesse und Features, die nicht automatisiert sicher kalkuliert werden können. Im Ergebnis soll durch Point 8 ein Assistenzsystem vertrieben werden, dass es KMUs ermöglicht passgenaue Angebote in kurzer Zeit zu erstellen.

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