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Optimate: Blechbearbeitung auf dem Weg zu Industrie 4.0 

Machbarkeitsanalyse, Potentialerkennung und Bauteiloptimie- rung für die Blechbearbeitung via Web-App.

Optimate: Blechbearbeitung auf dem Weg zu Industrie 4.0
Der Vorher-Nachher-Vergleich eines Winkelbauteils, bei dem durch die KI-basierte Umkonstruktion alle Schweißnähte durch Biegen ersetzt werden konnten.

Optimate, ein 2020 aus TRUMPF ausgegründetes Start-up, hat sich zum Ziel gesetzt, der Blechbear- beitung mehr Prozesssicherheit in der Fertigung zu garantieren. Das Stuttgarter Start-up Optimate setzt hier beim Bauteil an. CEO & Co-Gründer Jonas Steiling im Interview über Machbarkeitsanalyse und Bauteiloptimierung und eine nachhaltige Unterstützung des Di- gitalisierungsprozesses in der Blechbearbeitung.

Herr Steiling, zunächst grundsätzlich, was hat Optimate dem Markt für Blechbearbeitung zu bieten auf dem Weg zu Industrie 4.0 und Smart Factory?
JS: In einem Satz ausgedrückt: eine Cloud-basierte Lösung zur Analyse und Optimierung von Blechbauteilen mit dem Ziel, Konstruktionspläne zu verbessern und Kosten zu senken.

Wie ist dabei Ihr Ansatz?
JS: Der Konstrukteur bestimmt maßgeblich die Herstellkosten eines Pro- duktes. Wir wollen daher möglichst früh im Produktentstehungsprozess ansetzen und schon während der Konstruktion Hilfestellung geben. Das Minimalziel ist hierbei immer die Prozesssicherheit des Bauteils sicher- zustellen. Oder anders ausgedrückt: Was nützt es, wenn die komplette Fertigung in Richtung Industrie 4.0 und Smart Factory optimiert und au- tomatisiert wird, sich Bauteile aber gar nicht fertigen lassen?

Und wie funktioniert ihre Cloud-basierte Lösung?
JS: Das ist im Grunde ganz simpel. Der Benutzer steigt über unsere App ein und kann gleich nach dem Einloggen seine zu analysierenden Bau- teile hochladen. Unsere Cloud-Lösung akzeptiert derzeit das gängige STEP-Format, aber auch native SolidWorks-Formate. In der Basisver- sion der App stehen die Machbarkeitsanalyse sowie die Potentialerken- nung zur Verfügung. Die Machbarkeitsanalyse zielt auf eine prozesssi- chere Fertigung ab. Die Potentialerkennung gibt dem Anwender die Möglichkeit in wenigen Sekunden die Bauteile zu finden, bei denen wir Optimierungspotential erkannt haben. Ein eigens entwickeltes Machine- Learning Modell wurde zusammen mit Gestaltungsexperten und Tau- senden Bauteildaten trainiert. Mit einer über 92%igen Genauigkeit, ist die Potentialerkennung der erste Schritt unserer Analyse.


Optimate: Blechbearbeitung auf dem Weg zu Industrie 4.0 
Im Zentrum der App steht immer das hochgeladene Blechbauteil. Bei jedem weiteren Schritt kann der Anwender sein Bauteil transparent verfolgen.

Können Sie ein Beispiel dafür nennen?
JS: Nehmen wir ein einfaches Gitterblech, bei dem ein Schenkel zu kurz konstruiert wurde. Die Fertigung an einer Biegemaschine würde zu Prob- lemen führen. Lädt man dieses Bauteil in unsere App, zeigt die Mach- barkeitsanalyse sofort eine Warnung an, dass das Bauteil so nicht pro- zesssicher gebogen werden kann. Zudem wird die entsprechende Stelle in der 3D-Ansicht des Bauteils farblich gekennzeichnet.

Und was machen Konstrukteure oder Mitarbeiter aus der Arbeitsvorbe- reitung dann mit dieser Information?
JS: Auch das ist praktisch ein Kinderspiel: Mit einem Klick wird die un- terschrittene Schenkellänge an das Mindestmaß angepasst. Dieser Kon- struktionsvorschlag lässt sich als STEP-Datei herunterladen und direkt ins CAD-Programm übernehmen.

Wie stellt die App dabei sicher, dass nur Vorschläge gemacht werden, zu denen auch das Fertigungsequipment vorhanden ist?
JS: Die Frage ist berechtigt, denn was nützt der tollste Vorschlag, wenn die erforderlichen Biegewerkzeuge dafür gar nicht vorhanden sind? Des- halb haben wir gängige Maschinendaten und Toolsets bereits hinterlegt. Bei Bedarf kann zudem in Abstimmung mit unseren Experten das Tool- set des Blechbearbeiters initial in das entsprechende Kundenprofil ein- gepflegt werden.

Gerade langjährige Blechbearbeiter verfügen doch über das Wissen, solche Konstruktionsfehler zu erkennen und zu beseitigen, oder?
JS: Sicher gibt es diese Blech-Experten, die so ein Bauteil sehen und wissen, dass dieses Bauteil nicht fertigbar ist. Solche Experten sind je- doch ein rares Gut und werden immer weniger. Zudem wird die Kon- struktion von Blechbauteilen immer komplexer. Wir sehen eine stei- gende Variantenvielfalt bei geringeren Stückzahlen. Das bedeutet auch, dass der Konstrukteur viele Richtlinien und Strategien permanent im Kopf haben muss. Mit Optimate haben wir nun das richtige Werkzeug, hierbei zu unterstützen.


Optimate: Blechbearbeitung auf dem Weg zu Industrie 4.0 
Jonas Steiling, CEO der Optimate GmbH: „Mit TRUMPF als Mutterkonzern, dem Spitzenreiter in der Blechverarbeitung, sehen wir uns in der Verantwortung Exzellenz zu liefern“.

Angenommen die Optimate App hat Optimierungspotential aufgedeckt. Wie geht es für den Anwender dann weiter?
JS: Das ist ein sehr spannendes Thema: Wir realisieren gerade die Mög- lichkeit einer automatischen Umkonstruktion – wir nennen es „Automa- ted Optimization“. Die zuvor hochgeladene 3D-Grafik wird hierfür in ei- nen 2D-Zuschnitt überführt und die einzelnen Flächen in Bezug zu den Nachbarflächen dargestellt. Darauf basierend werden dann alternative Konstruktionsvorschläge generiert. Fällt beispielsweise eine ursprüng- lich vorgesehene Schweißnaht durch einen alternativen Biegeschritt weg, werden die Trennschnitte dafür gleich mitkonstruiert. In unserer App wird auch unmittelbar die dazugehörige Abwicklung mit entspre- chender Materialoptimierung ausgegeben. Auch der Datensatz des um- konstruierten Bauteils steht per Mausklick sofort zum Download bereit.

Wird das Tool erfahrungsgemäß nur für neu konstruierte Blechbauteile genutzt?
JS: Nein nicht ausschließlich, vermehrt optimieren unsere Kunden auch Bauteile, die bereits seit einigen Jahren so hergestellt wurden und unnö- tige Mehrkosten verursachten. Die Einsparung einer kostenintensiven Schweißnaht kann schließlich schnell 40% der Herstellkosten einsparen.

Das hört sich wie die perfekte Digitalisierungslösung für die Blechbear- beitung an?
JS: Unsere Optimierungslösung ist bislang einzigartig am Markt und wir möchten mit Blick auf die Digitalisierung der Blechteilekonstruktion eine Vorreiterrolle einnehmen. Auf dem Weg dorthin sollten wir insbesondere zusätzliche Nutzwerteffekte nicht vernachlässigen. Wer optimiert fertigt, spart Maschinenstunden und Personalkapazitäten. Wenn ganze Arbeits- schritte, wie das kosten- und zeitintensive Schweißen, wegfallen oder der Materialverschnitt minimiert wird, bedeutet das zudem eine CO2- Reduzierung und hilft auf dem Weg zur Klimaneutralität.

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