Perangkat Lunak Nesting Canggih Meningkatkan Efisiensi Produksi untuk Pabrikasi dan Pemotong Logam

Dengan perangkat lunak terbaru untuk nesting bagian, pabrikasi dan pemotong logam secara signifikan meningkatkan produktivitas manufaktur

Program perangkat lunak nesting yang lebih cerdas, lebih cepat, dengan otomatisasi yang lebih baik dan perbaikan besar lainnya membantu pabrikasi dan pemotong logam di bengkel kerja dan pembangun lain menyuntikkan dosis produktivitas ke dalam operasi pabrik mereka. Mempercepat proses pabrik selalu menjadi kunci, tetapi melakukannya dengan efisiensi optimal yang diperoleh melalui alat dan teknik nesting baru memberikan bengkel keunggulan atas kompetitor.

Sistem perangkat lunak nesting digunakan oleh sebagian besar industri manufaktur, mulai dari bengkel kerja kecil hingga operasi manufaktur menengah hingga besar yang menggunakan berbagai sistem pemotong logam dari peralatan las dan pemotong laser hingga waterjet, plasma dan sistem pemotong oxy-fuel. Mendapatkan yield yang tepat dari pemotong lembar logam datar adalah tujuan kunci untuk bengkel, bersama dengan memastikan tingkat keselamatan yang tinggi, menjaga biaya tetap rendah, dan mempercepat operasi dengan sistem jaringan terbaru dan peralatan otomatisasi.

Nesting untuk Yield Tinggi

Sementara produsen selalu ingin mendapatkan yield terbaik dari program nesting mereka, itu bukan satu-satunya faktor yang harus dipertimbangkan manajer saat mencari solusi nesting terbaik untuk operasi khusus mereka, kata James Lindsey, product manager SigmaNest, SigmaTEK Systems LLC (Cincinnati).

"Biasanya dengan perangkat lunak nesting, ada beberapa hal yang akan dilihat orang dalam cara mengukur produktivitas," kata Lindsey. "Yield nesting adalah salah satunya. Itu adalah yang paling mudah. Kami mengambil sedikit lebih jauh. Itu tidak semua tentang yield, itu tentang mendapatkan bagian siap untuk downstream."

Mendapatkan tiga atau empat pesanan yang berdekatan dapat membantu jika memungkinkan, katanya, untuk mendapatkan yield yang baik—bagian sebanyak mungkin dari lembar stok bahan yang diberikan. Mengotomatisasi proses dengan optimasi NC, mengotomatisasi nesting dan toolpath NC, juga sangat membantu dalam meningkatkan produktivitas.

"Dengan yield, itu bervariasi," kata Lindsey. "Bergantung pada bagian yang Anda jalankan, itu mungkin 80–90%, tetapi bisa berkisar dari 60–90%. Jika Anda sebagian besar melakukan bagian persegi panjang, 90% itulah yang Anda inginkan."

Jika bengkel memotong bagian bundar, tidak ada cara yang bagus untuk mendapatkan yield nesting tinggi. "Ambillah satu cakram, tidak banyak yang bisa saya lakukan tentang nesting bagian bundar. Akan ada sedikit sisa. Kami mengeluarkan bagian itu, dan itulah yang kita sebut remnant, dan beberapa orang memilih untuk membuangnya. Jika itu mild steel, biasanya kita tidak khawatir tentang itu, dan kita memiliki alat untuk mengelola itu.

"Pelanggan kami biasanya memiliki berbagai tipe dan merek mesin, dan mereka ingin perangkat lunak yang akan menjalankan semua mesin mereka tanpa kehilangan fungsionalitas kemampuan mesin," tambah Lindsey. "Mengimpor data dengan sistem yang ada, dan mengekspor data ke sistem MRP selalu penting."

Pembaruan terbaru SigmaTEK SigmaNest X1 Versi 1.3 menambahkan dukungan sistem operasi Windows 64-bit, yang meningkatkan kecepatan, dan perbaikan nesting lainnya meningkatkan yield sebesar 2–4% atau lebih, kata Lindsey. Peningkatan yield nesting lebih lanjut diharapkan dalam rilis berikutnya SigmaTEK yang akan keluar bulan ini. Pembaruan itu akan menambahkan perbaikan toolpath NC lebih lanjut dalam sistem penanganan bagian, kata Lindsey, serta fungsi NC dengan laser fiber terbaru. "Kami juga telah mulai merilis sebagian dari SigmaNest SX, yang merupakan versi 3D dari SigmaNest," tambahnya.

Nesting Otomatis, Opsi Cloud

Saat manajer bengkel mempertimbangkan apakah akan melakukan nesting bagian atau tidak, sebenarnya hanya ada satu jawaban yang baik. Satu-satunya cara untuk mengoptimalkan sepenuhnya bahan dan mesin yang terlibat adalah dengan memiliki kemampuan nesting yang baik. "Itu tidak peduli proses apa yang Anda gunakan, jawabannya akan sama. Saat Anda berbicara tentang nesting, Anda berbicara tentang memanfaatkan bahan sebaik mungkin," kata Laura Blackmon, manager, software programming, ESAB Cutting Systems (Florence, SC), pembangun sistem las, plasma dan pemotong oxy-fuel.

Di bengkel pabrikasi, pekerja lantai pabrik harus menarik lembar besi dan logam besar, yang sering kali berukuran sebesar 10 × 20 kaki (3 × 6 m), menggunakan crane dan otomatisasi lain, kata Blackmon. "Ada banyak pemuatan dan pembongkaran, ada banyak persyaratan keselamatan yang harus dipertimbangkan," tambahnya. "Selama waktu itu, tidak ada utilizasi mesin, tidak ada pemotongan yang berlangsung. Apa yang dilakukan nesting adalah mengumpulkan semua bagian, mengumpulkan mereka pada lembar besi, dan dengan nesting, Anda mendapatkan utilizasi bahan yang jauh lebih tinggi. Anda juga mengurangi waktu produksi setidaknya 50%, mungkin bahkan 75%—jadi ada perbedaan besar antara nesting dan tidak nesting."

Dengan perangkat lunak nesting Columbus III terbaru ESAB, operator dapat menggunakan kemampuan nesting otomatisnya untuk menetapkan tugas nesting pada tengah malam, katanya, dan pekerjaan bengkel diprogram dengan nesting optimal untuk setiap pekerjaan dan setiap pelanggan. "Tanpa program nesting, Anda tidak dapat melakukan ini secara efisien. Hal besar lainnya bagi pelanggan adalah memastikan keselamatan pekerja. Saat kita berbicara tentang keselamatan, itu adalah bagian dari penghematan biaya pemotongan," katanya. "Biaya kompensasi pekerjaan naik tajam, dan saat Anda memasuki biaya keselamatan, itu menjadi masalah yang sangat, sangat besar."

Nesting juga memungkinkan bengkel untuk secara dramatis mengurangi jumlah waktu yang digunakan pekerja untuk mengambil dan menempatkan bahan, kata Blackmon. "Jika mesin itu tidak berjalan, plasma itu tidak berjalan, saya tidak mendapatkan pengembalian investasi," katanya. "Apa pun yang kurang dari 75% [runtime/utilisasi mesin] sangat tidak produktif."

Dua fitur baru telah membantu pengguna Columbus, termasuk Job Wizard baru dan alat perangkat lunak berbasis cloud baru, kata Blackmon. Job Wizard memungkinkan departemen entri pesanan untuk dengan mudah melemparkan pesanan mereka ke dalam Columbus untuk operasi nesting malam hari. "Columbus memahami inventaris perusahaan; pada tengah malam ia akan memulai nesting dan saat bengkel membuka pagi hari, nest sudah selesai. Kami telah sepenuhnya beralih ke otomatisasi." Perangkat lunak secara otomatis melakukan nesting pekerjaan dan mampu memperhitungkan beberapa bahan dan tebal bahan yang berbeda, dan alat gambar program bekerja dengan semua paket pemodelan padat 3D CAD utama yang tersedia.

Peringkat kemajuan kedua adalah dengan layanan data CutCloud dan WeldCloud baru perusahaan, yang ESAB demonstrasikan di pameran di Düsseldorf, Jerman, pada bulan September, dan akan ditampilkan di pameran FABTECH di Chicago pada bulan November. Alat berbagi data berbasis cloud CutCloud dan WeldCloud menghilangkan orang dengan clipboard yang menganalisis proses, katanya, dan alih-alih memproses data real-time dengan alat berbasis web untuk menganalisis proses pabrik dengan lebih cepat dan lengkap.

"Peningkatan teknis dalam CutCloud adalah ia memungkinkan perusahaan untuk menutup loop kembali ke manajer," kata Blackmon. "Pelanggan kami menjadi lebih cerdas dan lebih produktif dan caranya adalah dengan memahami proses Anda. Ini akan membuat perbedaan besar."

Meningkatkan Garis Bawah

Mengotomatisasi garis pabrikasi dengan campuran yang lebih baik seringkali dapat mengurangi biaya pemotongan untuk bengkel pabrikasi. "Secara tradisional, pabrikasi mengambil pendekatan menjalankan pekerjaan secara terpisah. Ini membuatnya lebih mudah untuk memisahkan bagian/pelanggan untuk melacak pekerjaan di seluruh bengkel dan menetapkan biaya," kata Doug Wood, Radan general manager, Americas, untuk Vero Software (Cheltenham, UK, dan Tuscaloosa, AL). "Solusi nesting hari ini telah benar-benar berkembang untuk memungkinkan pabrikasi lembar logam untuk menggabungkan pekerjaan dari banyak pelanggan dan melacak bagian."

"Menggabungkan pekerjaan dan memproduksi bagian yang Anda butuhkan saat Anda membutuhkannya membantu dengan utilizasi bahan dan waktu berjalan mesin," tambahnya. "Sistem nesting juga dapat diintegrasikan dengan sistem MRP atau ERP perusahaan untuk melewati persyaratan produksi. Setelah nest dihasilkan, label dapat dibuat atau bagian dapat secara otomatis di-etch untuk tujuan identifikasi."

Pabrikasi tidak hanya mendapat manfaat dari utilizasi bahan yang meningkat, kata Wood, tetapi juga mendapat manfaat dari efisiensi mesin yang meningkat dengan menjaga mesin berjalan dengan lembar penuh jika memungkinkan—memproduksi bagian dan kuantitas yang dibutuhkan.

Beberapa perbaikan terbaru dari rilis 2018 Radan termasuk Nesting Engine baru dalam versi yang dirilis bulan ini, kata Wood. Perangkat lunak akan mengatasi utilizasi per lembar dan pekerjaan nesting secara keseluruhan, atau proyek nest, katanya.

"Selain itu, kami telah mengembangkan Radmanager, produk baru yang mengatasi tantangan nesting dengan banyak insienyur dan banyak mesin," tambah Wood. "Radmanager menyediakan solusi dengan visibilitas di banyak mesin atau workcenter untuk banyak operator yang memungkinkan fleksibilitas dengan persyaratan produksi. Jika satu mesin mati untuk pemeliharaan pencegahan atau perbaikan, Anda dapat dengan cepat melihat apakah peralatan pemotong lain memiliki ketersediaan dan mengalihkan produksi. Radmanager juga menyediakan fungsionalitas untuk menolak bagian untuk kualitas atau toleransi dan menambahkannya kembali ke jadwal nest."

Produsen di industri pabrikasi terutama mencari kemudahan penggunaan, solusi nesting yang dapat dengan cepat dan mudah mengimpor data 2D dan 3D, dan perangkat lunak yang juga menangani persyaratan produksi dari sistem MRP, kata Wood. "Setelah bagian di-nest, performa dapat dilacak untuk apa yang telah dicapai untuk utilizasi bahan dan waktu berjalan mesin. Selain itu, menghasilkan laporan dan informasi label bagian yang diperlukan, atau secara otomatis meng-etch nomor bagian untuk tujuan identifikasi, adalah kemampuan yang dicari produsen."

Perangkat lunak nesting hari ini digunakan untuk setiap industri yang memproses banyak bentuk dan kuantitas, tambahnya. "Kami telah menerima permintaan untuk nest komponen untuk kayu, plastik, nylon, kaca, lembar logam dan plate—dan kami bahkan telah menerima permintaan untuk nest pada cokelat."

"Setiap mesin yang berbeda akan memiliki karakteristiknya sendiri, batas lembar yang diperlukan, spasi bagian, dan sudut rotasi," kata Wood. "Solusi nesting yang baik harus dapat melakukan penyesuaian secara langsung. Jadi jika hari ini waterjet saya sedang dalam perbaikan, semua bagian yang diperlukan hari ini akan harus dialihkan ke CNC punch press saya, dan bagian di-nest dengan persyaratan spasi dan tooling yang berbeda [harus] diterapkan untuk memproduksi bagian pada punch press."

Efisiensi juga memerlukan nesting harus terhubung ke perangkat lunak CAM perusahaan, tambahnya. "Pindahkan lubang, ubah lead in, atau sesuaikan perubahan terakhir menit—ini adalah kenyataan di lingkungan pabrikasi," katanya Wood. "Idealnya, itu terintegrasi ke dalam sistem desain Anda, juga, untuk dapat melemparkan rangkaian langsung ke dalam proyek nest Anda dan menghitung pola datar selama proses tanpa kebutuhan untuk mengekspor/impor file bagian."

Kecepatan, Akurasi Menghasilkan Produktivitas

Banyak fitur baru dalam perangkat lunak nesting canggih saat ini menghasilkan produktivitas bagian dengan waktu pemotongan lebih cepat dan akurasi yang lebih baik, kata Derek Weston, product marketing manager untuk produk CAD/CAM di Hypertherm (Hanover, NH), pengembang mesin pemotong waterjet dan plasma, dengan keuntungan ini berasal dari impor CAD yang lebih efisien, nesting yang lebih cepat, atau teknik pemotongan yang mengurangi total waktu pemotongan. Misalnya, katanya Rapid Part teknologi Hypertherm dapat memberikan peningkatan hingga 100% bagian per jam, dan True Hole teknologi dapat memberikan lubang siap baut plasma pada mild steel, menghilangkan kebutuhan akan operasi bor sekunder.

Peningkatan dalam pemrograman yang lebih cepat, kemudahan penggunaan, dan pengurangan biaya dengan penghematan bahan menumpuk, dan Weston mengatakan perangkat lunak nesting canggih dapat terkadang mudah dipelajari dan digunakan, memerlukan lebih sedikit langkah dan memungkinkan pengguna menyelesaikan tugas dengan lebih cepat. "Ini tidak hanya mempercepat proses pemrograman, tetapi memudahkan pelatihan karyawan baru," katanya. "Saat beralih ke perangkat lunak nesting canggih Anda mungkin melihat peningkatan instan dalam utilizasi bahan. Ini disebabkan oleh algoritma yang canggih dan teknik optimasi yang digunakan dalam nesting otomatis, dan efisiensi yang diperoleh dari manajemen lembar dan pemrosesan pesanan kerja. Peningkatan kecil dalam utilizasi bahan dapat menghemat puluhan ribu dolar per tahun."

Pencapaian teknis baru termasuk dukungan penuh perangkat lunak ProNest Hypertherm untuk teknologi SureCut-nya, termasuk True Hole dan Rapid Part, tambahnya, yang dikirimkan secara otomatis tanpa intervensi operator, dan True Bevel, yang sangat mengurangi waktu penyiapan bevel. Teknologi SureCut diterapkan tanpa kebutuhan operator yang terampil, katanya.

Beberapa fitur baru yang tersedia di ProNest 2017 v12.1 termasuk Dynamic Align, yang membuat kolom atau baris terhubung dari bagian tipe persegi panjang, sejajar di satu sisi, dan bagian yang sejajar dapat terhubung dengan garis atau jembatan umum. Ini memungkinkan penurunan bagian dengan satu pass pemotongan di sepanjang tepi yang sejajar, dan menghindari tabrakan saat bagian dilepaskan saat kepala pemotong menjauh dari bagian. Fitur baru lainnya dari ProNest adalah Data Sync-nya, yang mengekspor data pekerjaan ProNest dalam format yang dibutuhkan oleh sistem ERP saat nest diselesaikan, dan Solidworks Bevel Detection, untuk mengidentifikasi tepi berbevel pada bagian Solidworks dan secara otomatis menetapkan beveling ProNest pada mereka selama impor.

Kebutuhan Nesting untuk Waterjet

Tidak semua pabrikasi perlu segera melompat ke perangkat lunak nesting, kata Carl Olsen, director of software products, OMAX Corp. (Kent, WA). "Nesting adalah sesuatu yang sebenarnya saya tidak menciptakan untuk orang waterjet untuk melompat ke sana pada awalnya, karena saat orang bertanya tentang ini, sering kali merupakan fantasi tentang bagaimana mereka akan menggunakan mesin mereka yang tidak selaras dengan kenyataan, dan mereka tidak tahu apa yang tidak diketahui, jadi mereka akhirnya membeli perangkat lunak $20.000 yang salah," kata Olsen. "Ada berbagai macam perangkat lunak nesting di luar sana yang memiliki berbagai kasus penggunaan dan sekelompok fitur, jadi perangkat lunak nesting mana yang terbaik sangat tergantung pada bagaimana akan digunakan. Jadi itu adalah sesuatu yang perlu dievaluasi dengan hati-hati, biasanya paling baik setelah seseorang memiliki beberapa bulan pengalaman dengan mesin mereka ketika menjadi jelas apa yang sebenarnya diperlukan."

"Ada beberapa alasan utama untuk melakukan nesting, tetapi tidak semua pabrikasi memerlukan nesting. Namun, berikut adalah hal-hal utama yang dapat dilakukan perangkat lunak nesting untuk bengkel," kata Olsen, termasuk "mengisi bahan secara efisien dengan bagian untuk meminimalkan jumlah bahan limbah, dan memaksimalkan jumlah bagian yang dipotong ke dalam plate bahan." Fungsi sekunder perangkat lunak nesting mencakup fungsi manajemen seperti pelacakan lembar sisa, penjadwalan pekerjaan, dan fungsi lainnya, katanya.

Perangkat lunak OMAX terbaru menawarkan perencanaan toolpath otomatis yang ditingkatkan bagi pengguna, khususnya mempertimbangkan perencanaan toolpath otomatis untuk lembar yang di-nest. "Ini dapat digunakan untuk mengaktifkan penggunaan nesters pihak ketiga yang tidak memiliki perencanaan toolpath sendiri," kata Olsen.

Bagi banyak pengguna, kemudahan penggunaan seringkali penting dalam perangkat lunak nesting, kata Olsen. "Kemampuan untuk mengisi lembar bahan secara maksimal dengan sisa minimal sering menjadi pengbeda," katanya. "Kadang-kadang itu adalah integrasi dan peluang otomatisasi. Kadang-kadang, itu adalah fitur unik untuk proses tertentu." Bengkel yang memotong berbagai bentuk dalam produksi tinggi dapat memanfaatkan perangkat lunak nesting dengan baik, tambahnya.

Perangkat lunak nesting sangat penting untuk penggunaan bahan dan waktu operator yang efisien, kata Kurt Mueller, director of product management untuk pembangun waterjet Flow International Corp. (Kent, WA). "Dapat secara efisien menggabungkan pekerjaan pelanggan yang berbeda yang menggunakan bahan yang sama memungkinkan throughput yang lebih baik untuk bengkel pabrikasi dan sisa bahan yang lebih rendah," kata Mueller. Terakhir, perangkat lunak nesting memungkinkan pelacakan dan penggunaan ulang sisa bahan dengan ukuran yang cocok untuk pekerjaan lain."

Pembaruan perangkat lunak terbaru Flow memperluas kemampuan untuk mengimpor berbagai format pemodelan standar industri termasuk bekerja dengan model padat untuk pemotongan 2D dan 3D, tambahnya. "Dapat menerima berbagai format memungkinkan bengkel pabrikasi fleksibilitas dan tidak memerlukan mereka untuk membeli banyak alat CAD yang berbeda untuk memotong bagian pada mesin waterjet Flow mereka."

Fitur utama perangkat lunak nesting yang baik meliputi pemaketan bentuk yang efisien pada bahan, cara mudah untuk melacak sisa dan mengembalikannya ke perangkat lunak untuk nest di masa depan, serta kemudahan penggunaan. "Untuk mendapatkan manfaat terbesar dari perangkat lunak nesting, itu perlu dapat diakses oleh programmer dengan hambatan belajar yang sekecil mungkin."

Pabrikasi logam tentu mendapat manfaat dari utilizasi bahan yang lebih baik, tetapi perangkat lunak nesting berguna di setiap industri di mana bahan stok datar digunakan—terlepas dari tipe bahan, tambahnya. "Perusahaan yang memproses bahan bernilai tinggi seperti titanium dan legam lainnya akan merasakan manfaat yang lebih besar saat secara efisien melakukan nesting bagian."