Container optimal gepackt mit Optimierungsprogramm "PACKAssistant"

Gleich und gleich gesellt sich gern, und doch bleibt ein Mindestabstand. Dies gilt auch, wenn Teile in Container verpackt werden. Ein Optimierungsprogramm für derartige Probleme wird bei zwei Autobauern angewendet und auf der Hannover Messe in Halle 16 gezeigt.

Kugeln sind leicht zu verpacken. Man schütte Erbsen in eine Schachtel und rüttle daran – mit guter Näherung bildet sich die dichteste Kugelpackung. Zylinder sind schon widerspenstiger: Münzen liegen lieber wie Kraut und Rüben in der Kiste, als dass sie sich freiwillig zu ordentlichen Bündeln von Stangen anordnen würden. Bei noch komplexeren Geometrien ist es mit der autonomen Ordnungsliebe ganz vorbei, und der Mensch muss wie beim Kofferpacken nachhelfen. In der Industrie sind derlei Probleme allgegenwärtig. Hier geht es zusammengefasst darum, Lagerkapazitäten und Frachtkosten zu sparen. Bisher jedoch wird oft nach Versuch und Irrtum die beste Packung ermittelt: Die Arbeiter haben ihre Erfahrungen oder probieren so lange, bis maximal viele Teile in der Kiste sind. „In den besten Fällen konnten wir dann noch ein Zehntel Platzersparnis herausholen“, betont Ralf Heckmann. Der Leiter der Abteilung Optimierung am Fraunhofer -Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI und sein Team setzen mit Kollegen des Unternehmens SOLVE-IT ihre Programme dazu ein, bei der BMW Group und bei Audi die beste Packung von Zubehörteilen zu ermitteln.

Noch ist das Problem ein quasi-zweidimensionales, wie der Informatiker Stefan Rank erklärt: „In der Industrie verpackt man in der Regel schichtweise. Die einzelnen Lagen werden oft mit Matten oder Platten voneinander getrennt, um zu verhindern, dass die Teile beim Transport verrutschen und dabei beschädigt werden können. Doch selbst dann sind die Optimierungsrechnungen noch komplex genug.“ Dies gilt auch, wenn Teile in rechteckigen, sechseckigen oder trapezförmigen Gefachen gelagert werden und so in den Container kommen.

Wesentliche Vorteile, die die Wissenschaftler und ihr Programm „PACKAssistant“ herausholen, liegen noch in ganz anderen Bereichen. In Zeiten fortschreitenden Supply-Chain-Managements wird vermehrt virtuell gearbeitet. Designer und Ingenieure haben im CAD-Programm ein neues Teil oder Gerät entworfen; die Logistiker am anderen Ende des Werks wollen möglichst früh wissen, welche und wieviele Container sie ordern und bereithalten müssen. Dem PACKAssistant ist es egal, ob er mit real vermessenen oder virtuellen Teilen die beste Packung und ideale Containerabmessung findet. Dabei nimmt er Einschränkungen gelassen hin. So ist es üblich, dass der Kunde bestimmte Drehlagen vorgibt. Denn wer möchte Arbeitern zumuten, den lieben langen Tag Bügeleisen an der Sohle zu greifen, um sie ein- oder auszupacken – zumal sie einen Griff haben.

Ansprechpartner:

Dr. Ralf Heckmann, Telefon 02241 / 14-2810, Fax -2656, ralf.heckmann@scai.fraunhofer.de
Dipl.-Inf. Stefan Rank, Tel. 02241 / 14-1503, stefan.rank@scai.fraunhofer.de