Über das Projekt und den Kunden#
Der Engpass ist die Zeit des Konstrukteurs. Zeichnungen von Hand lesen, den Verschnittplan aufstellen, die Stahlgüten im Blick behalten, die Kosten je Kilogramm ermitteln – Auftrag für Auftrag. Dazu mitunter viel Verschnitt, der sich in Folgeaufträgen nicht mehr verwerten lässt.
Bevor wir mit dem Code beginnen, sind wir mehrere Tage vor Ort – wir sehen uns die Arbeit in der Fertigung an und gehen den Prozess mit Mateusz Ozga durch, Spezialist für die Mastfertigung im Straßenbau. Wir verstehen das Problem von innen – und können deshalb Software entwickeln, die genau auf diesen Betrieb zugeschnitten ist.
Ein Werkzeug für den gesamten Fertigungszyklus eines Mastes – automatisierte Berechnung des Verschnittplans, weniger Stahlverschnitt durch optimalen Zuschnitt, schnellere Fertigung und ein nach Aufträgen getrennt geführtes Lager. Die tatsächlichen Endkosten je Kilogramm und je Stück – ermittelt aus den realen Belegen.
Womit wir uns beschäftigen#
Der größte Kostenfaktor war nicht der Stahl, sondern das Risiko menschlicher Fehler bei einer Flut von Aufträgen und detaillierten Spezifikationen. Um das zu ändern, müssen wir einen komplexen, mehrstufigen Prozess in den Griff bekommen, in dem jeder Millimeter zählt: wie sich ein Verschnittplan mit garantierter Optimalität berechnen lässt, wie verwertbare Reststücke in den Umlauf zurückkehren und wie man zu den tatsächlichen Herstellkosten kommt – je Kilogramm und je Stück.
Verschnittplan mit garantierter Optimalität
Die Verschnittoptimierung ist ein kombinatorisches Problem – das mathematische Minimum an Stablänge und Tafelanzahl ist ohne passenden Algorithmus praktisch nicht erreichbar. Die Herausforderung: einen optimalen Plan berechnen, mit dem Nachweis, dass es nicht besser geht – und dabei Schnittfuge, handelsübliche Längenbegrenzungen und den Modus „2 Teile aus einem Abschnitt“ berücksichtigen.
Die harte Regel: Stahlgüten nie vermischen
Stahlgüten (z. B. S235 und S355) dürfen nie in einer Bestellposition zusammenlaufen. Das System führt sie auf jeder Ebene getrennt – vom einzelnen Blech über den Mast bis zur Aufstellung für die Plasmaschneidanlage und zur Rechnung.
Verwertbare Reststücke zurück in den Umlauf
Schnittreste oberhalb der geforderten Mindestlänge sind kein Verlust – sie gehen in ein eigenes Restelager und können den nächsten Bedarf decken. Die Optimierung musste verwertbaren Verschnitt (der das Lager speist) von kürzerem unterscheiden (der als Verlust zählt), und das Lager musste getrennt nach einzelnen Baustellen geführt werden.
Durchgängigkeit der Module über alle Stufen
Bedarf, Zuschnitt, Lager, Fertigung, Kosten und Rechnung – jedes Modul zieht seine Daten aus dem vorherigen, ohne manuelles Abtippen. Die Herausforderung: das Ergebnis einer Stufe verlustfrei an die nächste übergeben, damit der gesamte Weg von der Baustelle bis zur Rechnung ein durchgängiger Prozess ist.
Ein ähnlich komplexes Projekt? Sprechen wir darüber.
Nachweisbare Optimierung, eine anspruchsvolle Fertigungsdomäne und eine belastbare Kostenrechnung – wir wissen, wie daraus ein stimmiges System wird.
Wie wir an das Projekt herangehen #
Drei Grundsätze, nach denen wir dieses Projekt führen: zuerst den Prozess gründlich verstehen, dann Code – lange, detaillierte Gespräche direkt in der Fertigung. Durchdachte Algorithmen, validiert an realen Projekten – Algorithmen, die für genau diesen Fertigungsprozess entworfen und an echten Unterlagen des Kunden geprüft werden. Einfache Bedienung und Einbindung in den bestehenden Fertigungsprozess – ein Werkzeug für den ganzen Ablauf, mit Exporten, die direkt dort landen, wo sie gebraucht werden.
Den Prozess in der Fertigung verstehen
Wir beginnen mit mehreren Tagen beim Kunden – wir gehen durch die Werkstatt, sprechen mit Maschinenbedienern und Konstrukteuren und beobachten den Ablauf vom Bedarf auf der Baustelle bis zur Rechnung. Datenmodell und Schnittregeln entstehen erst, wenn wir verstanden haben, wie das Produkt tatsächlich gefertigt wird.
Durchdachte Algorithmen, validiert an realen Projekten
Die Algorithmen für den 1D- und 2D-Zuschnitt entwerfen wir für genau diesen Fertigungsprozess und prüfen jeden von ihnen an realen Projekten und Fertigungsunterlagen des Kunden. Eine Lösung geht erst produktiv, wenn wir ihre Wirkung im Vergleich zur Handrechnung belegt haben.
Einfache Bedienung und Einbindung in den bestehenden Fertigungsprozess
Ein Werkzeug, das Bedarf, Lager, Zuschnitt, Fertigung und Buchhaltung verbindet – ohne Systemwechsel. Die Oberfläche führt den Bediener durch jede Stufe, und das Ergebnis landet direkt dort, wo es gebraucht wird: DXF-Export an die Plasmaschneidanlage, Lieferschein an die Verzinkerei, Rechnung über Connecto und der komplette Dokumentensatz zum Auftrag als Download (PDF, XML, CSV).
Ansichten der Anwendung#
Der vollständige Ablauf – vom Dashboard über den Bedarf aus Werkstattzeichnungen und die Verschnittoptimierung, Lager, Fertigung und Kosten bis zur Connecto-Rechnung und dem Archiv des abgeschlossenen Auftrags.
Einige Screens der Anwendung
Ansichten aus dem laufenden System – der vollständige Zyklus vom Dashboard über Bedarf, Material und Verschnittoptimierung bis zu Fertigung, Kosten und E-Rechnungen.
Was wir liefern#
Der größte Nutzen aus der Einführung – gemessen an der Zeit des Konstrukteurs, an der Verschnittmenge, an der Zahl der Fehler und an der Durchgängigkeit des gesamten Fertigungsprozesses.
Entscheidungen, die den Unterschied gemacht haben#
Vier Entscheidungen, die das Ergebnis am stärksten geprägt haben – die Wahl der Algorithmen je Problemtyp, die harte Trennung der Stahlgüten, das Aufteilen langer Bleche in Schweißabschnitte und ein CAD-konformer Export. Eine Webanwendung: React + NestJS, ein Standard-Stack ohne exotische Abhängigkeiten.
Ein eigener Algorithmus für den 1D-Zuschnitt, ein eigener für die 2D-Schachtelung
Der Stabzuschnitt ist ein 1D-Problem – ein MILP-Algorithmus (HiGHS) liefert einen Plan mit Optimalitätsnachweis. Die Blechschachtelung ist ein 2D-Problem – die Anordnung unterschiedlich großer Blechteile (maxrects) in Gruppen nach Dicke × Güte sowie eine analytische Tafelauswahl für identische Blechteile.
Zwei passgenaue Algorithmen liefern ein besseres Ergebnis als eine universelle Heuristik.
Harte Trennung der Stahlgüten über den gesamten Prozess
Die Stahlgüte (S235 / S355) führen wir auf jeder Ebene getrennt – vom einzelnen Blech über den Mast bis zur Aufstellung für die Plasmaschneidanlage und zur Rechnung. Zwei Güten landen nie in einer Bestellposition.
Die Regel gilt über den gesamten Prozess, denn eine verwechselte Güte ist ein echter Fertigungsfehler, keine Kosmetik.
Bleche, die länger sind als die Tafel, werden automatisch geteilt
Lange Bleche teilen wir in geschweißte Abschnitte, mit automatischem Bericht über die Zahl der Schweißnähte und mit Schweißplänen. Bleche mit Montagebohrungen werden nie geteilt.
So entspricht das Optimierungsergebnis dem, was sich tatsächlich fertigen lässt – und nicht einer Idealvorstellung mit unbegrenzt großen Tafeln.
DXF bereit für CAM und Anbindung an Connecto
Den Verschnittplan exportieren wir als DXF in einem Format, das mit Plasmaschneidanlagen und CNC-Maschinen kompatibel ist – die Datei geht direkt an die Maschine, ohne manuelle Nacharbeit und ohne Konvertierung.
Die Buchhaltung entwickeln wir nicht von Grund auf neu. Die vollständige Anbindung an Connecto über die API schließt den Prozess vom Bedarf auf der Baustelle bis zur Rechnung.
Technischer Kern#
Werkzeuge, ausgewählt für genau diesen Prozess – bewährte Algorithmen und Formate, ohne exotische Abhängigkeiten.