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Zuschnittplan für Stangen

Trage Teillängen und Stückzahlen ein — der Plan verteilt sie auf Handelsstangen, fasst gleiche Stangen zu einer Zeile zusammen und zeigt, wie viele Stangen zu bestellen sind und wie viel wirklich Abfall wird. Er lädt sich als Tabelle herunter und geht direkt an die Säge.

Kurze Antwort

Der Verschnitt hängt nicht davon ab, wie viel Stahl du brauchst, sondern davon, wie die Längen auf der Stange liegen. Sechs Teile zu 2400 mm aus Sechs-Meter-Stangen lassen 20 % Abfall; dieselben 2400 zusammen mit einem 1190er fast nichts (bei 3 mm Schnittbreite). Deshalb ist ein Zuschlagsprozentsatz geraten und ein Zuschnittplan gerechnet: der Rechner verteilt die Teile auf Stangen und sagt, wie viele zu kaufen sind und wie viel wirklich Abfall wird.

Das Sägeblatt frisst bei jedem Schnitt Material
Nr. Teillänge, mm Stück
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Wie die Aufteilung gerechnet wird

Teile in Handelsstangen unterzubringen ist das Behälterproblem, und das hat keine exakte Lösung: alle Anordnungen von vierzig Teilen durchzuprobieren endet in keiner brauchbaren Zeit. Deshalb rechnet der Plan mit First Fit Decreasing — die Teile werden absteigend sortiert und jedes kommt in die erste Stange, in die es passt.

Die Reihenfolge ist keine Formsache. Lange Teile kommen zuerst, damit kurze später die Reste füllen; in der Eingabereihenfolge abgelegt braucht dieselbe Liste merklich mehr Stangen. Für jedes abgetrennte Teil ist ein Schnitt eingerechnet — drei Millimeter über vierzig Teile sind zwölf Zentimeter: nicht entscheidend, aber auch nicht nichts.

Fertige Stangen werden nach gleicher Aufteilung zusammengefasst, so wie man eine Zuschnittkarte in der Werkstatt schreibt: „sechs Stangen, so geschnitten“ statt sechs gleicher Zeilen hintereinander.

Was der Plan nicht verspricht

Das Optimum: FFD liefert einen guten, nicht den besten Plan. Ein verwertbares Reststück: ein 1,7-m-Abschnitt zählt als Abfall, weil der Plan nicht weiß, ob er in die Ecke oder in den nächsten Auftrag geht — und das entscheidet der Meister, nicht die Rechnung. Und eine einzige Stangenlänge: führt der Handel Sechs- und Zwölf-Meter-Stangen, rechne beides und vergleiche.

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Was mit dem Ergebnis zu tun ist

Erstens den Prozentsatz ersetzen. Die Stückliste nimmt den Zuschlag blind an, voreingestellt 5 %; hier steht die wirkliche Zahl, und die gehört dorthin zurück, wo Masse und Kosten gerechnet werden.

Zweitens die Karte unverändert an die Säge geben. Eine Zeile „2 × 2400 + 1 × 1190“ lässt sich ohne Umrechnen abmessen, und die Stangenzahl in der Nachbarspalte sagt, wie oft sie zu wiederholen ist.

First Fit Decreasing in einfachen Worten

Stell dir einen Stapel Teile und ein leeres Stangenregal vor. Der Algorithmus macht drei Dinge:

  1. Sortiert die Teile vom längsten zum kürzesten. Die Reihenfolge der Eingabe spielt keine Rolle.
  2. Nimmt das nächste Teil und hält es der Reihe nach an die Stangen, angefangen bei der ersten. Es kommt in die erste Stange, in der noch Platz für Teil plus Schnitt ist.
  3. Passt es nirgends — wird eine neue Stange angefangen.

Das ist alles. Er probiert nicht alle Kombinationen durch und rechnet deshalb sofort, auch bei Dutzenden Teilen. Der Preis: Das Ergebnis kann etwas schlechter sein als das bestmögliche, hat aber eine garantierte Obergrenze (siehe Fragen unten), und „die langen zuerst“ ist genau das, was ein erfahrener Säger nach Augenmaß macht.

Beispiel: warum die Reihenfolge zählt

Stange 6000 mm, Schnitt 3 mm. Teile: 4 × 3200, 6 × 1300, 2 × 500 — zusammen 21,60 m.

VorgehenAufteilungStangenVerschnitt
FFD (lange zuerst)3 Stangen: 3200 + 2 × 1300 (Rest 191 mm); 1 Stange: 3200 + 2 × 500 (Rest 1791 mm)42400 mm, 10,0 %
Kurze zuerst2 × 500 + 3 × 1300; 3 × 1300; dann jede 3200 auf einer eigenen Stange614 400 mm, 40,0 %

Schritt für Schritt bei FFD: Die erste 3200 kommt in Stange 1 (Rest 2797 mm), die zweite passt nicht daneben — neue Stange, und das viermal. Dann die 1300er: eine passt in Stange 1 (2797 ≥ 1303), eine zweite auch (Rest 191 mm), die dritte geht in Stange 2 und so weiter. Zum Schluss landen die beiden 500er in Stange 4, der einzigen mit Platz. In umgekehrter Reihenfolge belegen die kurzen Teile den Anfang der Stangen, und jede 3200 braucht eine eigene — zwei Stangen mehr für dieselbe Liste.

So liest man den Plan

Die Zeile „3200 + 2 × 1300“ mit der Zahl 3 heißt: Drei Stangen gleich schneiden — ein Teil 3200 und zwei à 1300. Die Spalte „Genutzt“ ist die Teillänge samt Schnitten (5809 mm), „Rest“ das, was am Stangenende bleibt (191 mm). In der Zusammenfassung: benötigte Nettolänge, gekaufte Länge (Stangen × Stangenlänge), Verschnitt in Millimetern und Prozent. Diesen Prozentsatz überträgt man in die Stückliste statt der voreingestellten 5 %.

Den Rest von 1791 mm rechnet der Plan als Verschnitt, in der Werkstatt ist er aber oft vollwertiges Material für kurze Teile des nächsten Auftrags. Mit Kreide beschriften und ins Regal legen — dann liegt der echte Verschnitt näher an der Summe der kleinen Reste als an der Zahl im Plan.

So verringerst du den Verschnitt

  • Prüfen, ob ein Teil die halbe Stange um wenige Millimeter überschreitet. Zwei Teile à 3000 mm brauchen samt Schnitt zwei Stangen, zwei à 2997 mm nur eine.
  • Beide Stangenlängen rechnen. Bei langen Teilen gewinnt oft 12 m, bei kurzen nicht unbedingt (siehe Fragen).
  • Aufträge mit demselben Profil zusammenlegen. Kurze Teile eines anderen Werkstücks füllen die Reste — FFD macht das selbst, wenn du sie zusammen einträgst.
  • Echte Schnittbreite eintragen. Bandsäge und Trennschleifer nehmen unterschiedlich viel; 3 mm ist eine Voreinstellung, keine Norm.

Profilmassen für die Kalkulation liefern die Profiltabelle und der Metallgewichtsrechner, die Nähte desselben Teils das Nahtverzeichnis.

Typische Fehler

  • Zeichnungsmaß statt Schnittlänge. Bei Gehrungsschnitten oder Überlappung weicht die Schnittlänge vom Achsmaß ab.
  • Verschiedene Profile in einem Plan. Der Plan weiß nicht, dass es anderes Material ist.
  • Schnittbreite 0. Der Plan zeigt dann eine Aufteilung, die sich nicht sägen lässt.
  • Teil länger als die Stange. Der Plan überspringt es und listet es gesondert — es muss geschweißt gestoßen oder eine längere Stange bestellt werden.

Häufige Fragen

Warum ist das nicht der optimale Zuschnitt?

Weil es nichts gibt, womit sich das Optimum finden ließe: das Behälterproblem ist NP-schwer, und eine vollständige Suche über eine echte Teileliste endet nicht. FFD garantiert ein Ergebnis von höchstens 11/9 des besten plus einer Stange — in der Praxis meist eine Stange Unterschied, und dafür lässt sich der Plan mit dem Auge lesen und mit dem Bandmaß nachbauen.

Warum werden lange Teile zuerst gelegt?

Weil ein kurzes Teil sich immer irgendwo unterbringen lässt, ein langes nicht. Beginnt man mit den kurzen, besetzen sie die Stangenanfänge, und für die langen müssen neue Stangen her. „Zuerst die langen“ ist keine Verzierung des Verfahrens, sondern das Verfahren.

Warum zählt der Stangenrest als Abfall?

Weil der Plan dein Lager nicht kennt. Ein 1,7-m-Abschnitt wird in der Werkstatt selten weggeworfen, sondern für den nächsten Auftrag beiseitegelegt, und dann ist der tatsächliche Abfall geringer als gerechnet. Diese Entscheidung gehört dem Menschen, der sieht, was in der Ecke liegt, nicht dem Rechner.

Wie wichtig ist die Schnittbreite?

Weniger, als man denkt, aber nicht so wenig, dass man sie weglassen dürfte. Drei Millimeter über vierzig Teile sind zwölf Zentimeter — ein Viertel eines mittleren Teils. Pro abgetrenntem Teil ist ein Schnitt eingerechnet; ist dein Sägeblatt dicker, ändere den Wert im Feld.

Warum passen zwei Teile à 3000 mm nicht in eine 6000-mm-Stange?

Weil der Plan zu jedem Teil die Schnittbreite rechnet: 3000 + 3 und noch einmal 3000 + 3 ergeben 6006 mm. In der Werkstatt ist es genauso — das Stangenende muss besäumt und die Stange halbiert werden, und die Säge nimmt Material weg. Wenn die Zeichnung es zulässt, passt ein Teil mit 2997 mm zweimal ohne Rest hinein.

Geben 12-m-Stangen weniger Verschnitt als 6-m-Stangen?

Nicht immer. Für die voreingestellte Teileliste liefert der Plan drei 6-m-Stangen und 18,3 % Verschnitt, mit 12-m-Stangen zwei Stangen und 38,8 %, weil die zweite fast leer bleibt. Die längere Stange lohnt sich, wenn der Rest in einen anderen Auftrag geht oder die Teile lang sind.

Kann ich Teile verschiedener Profile in einen Plan schreiben?

Nein — ein Plan ist ein Profil und eine Stangenlänge. Winkel und U-Profil passen nicht in dieselbe Stange, der Plan würde sie aber so verteilen. Für jedes Profil aus der Stückliste einen eigenen Plan anlegen.

Autor: , Schweißer und Metallbauer Aktualisiert:

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