A ráfordított munkaidőt és az anyagfelhasználást is sikerült csökkenteni egy konkrét ipari folyamatban azzal az optimalizáló algoritmussal, amit szegedi kutatók dolgoztak ki. A győri központú HU-MATHS-IN hálózat keretén belül egyetemek, kutatóintézetek matematikusai működnek együtt annak érdekében, hogy az alkalmazott matematika felhasználását kiterjesszék az iparban. A Széchenyi István Egyetem koordinálásával, uniós forrásból valósulhat meg húsz konkrét ipari miniprojekt. Bemutatjuk, mit is jelent mindez például a stancolásban.

A ráfordított munkaidőt és az anyagfelhasználást is sikerült csökkenteni egy konkrét ipari folyamatban azzal az optimalizáló algoritmussal, amit szegedi kutatók dolgoztak ki. A győri központú HU-MATHS-IN hálózat keretén belül egyetemek, kutatóintézetek matematikusai működnek együtt annak érdekében, hogy az alkalmazott matematika felhasználását kiterjesszék az iparban. A Széchenyi István Egyetem koordinálásával, uniós forrásból valósulhat meg húsz konkrét ipari miniprojekt. Bemutatjuk, mit is jelent mindez például a stancolásban.

A HU-MATHS-IN, a Magyar Ipari és Innovációs Matematikai Szolgáltatási Hálózat egyik fő célja, hogy az ipari szereplőket közelebb hozza az alkalmazott matematikához. A hat éve alapított, győri központú szervezetet a Széchenyi István Egyetem Matematikai és Számítástudományi Tanszékének vezetője, dr. Horváth Zoltán egyetemi tanár irányítja.  Hét egyetemről (SZE, SZTE, DE, ELTE, BME, ÓE, PE) és két MTA kutatóintézetből (SZTAKI, Rényi) huszonegy kutatócsoport tevékenységét fogják össze. Ezzel párhuzamosan alakítják ki az úgynevezett egyablakos szolgáltatói hálózatukat. Az ipari partnerekre koncentráló kutatási tevékenységük húsz miniprojektben is megjelenik, dokumentált ipari támogatással. Az EFOP 3.6.2-16-2017-00015: A HU-MATHS-IN – Magyar Ipari és Innovációs Matematikai Szolgáltatási Hálózat tevékenységének elmélyítése című projekt európai uniós forrásból járul hozzá a kutatásokhoz.

A húsz miniprojekt közül a győri kutatócsoport az Audi Hungaria Zrt-vel közösen a kipufogó zajosságának nagy pontosságú gyors szimulációjára keres megoldást. A Szegedi Tudományegyetemen is több projekttel igazolják, milyen szerteágazó területeken lehet alkalmazni az ipari matematikát a folyamatok javítására az egészségipartól a sporton át a mezőgazdaságig. Automatizálták például az úgynevezett stancolási technológiában is a munkafázisokat, és egyben javították az anyagfelhasználást, valamint az átfutási idő hatékonyságát. Minden szempontból sikerült érdemi előrelépést elérniük. Ugyanígy egy sztochasztikus optimalizációs rendszert fejlesztettek tej termelő tehenészeti telepeknek. A mobilalkalmazás a rendelkezésre álló statisztikai információk birtokában sokféle szimulációt futtat le párhuzamosan egy-egy tehén várható életútjáról. A gazdák így megalapozott döntést hozhatnak arról, hogy érdemes-e tovább tartani az adott állatokat. Dr. Bánhelyi Balázzsal, a SZTE Számítógépes Optimalizálás Tanszékének egyetemi docensével beszélgettünk az ipari matematika alkalmazhatóságát jól példázó miniprojektekről.

A szegedi matematikusok a tatabányai Stancforma Kft.-vel is együttműködnek. A cégnél egy-egy fa alaplapra helyezett fém élek segítségével, kartonlapot préselve vágnak ki, stancolnak dobozformákat, gyógyszeres dobozokat például. A vállalkozás egyik fő előnye, hogy a megrendeléstől számítva nagyon rövid időn belül, akár huszonnégy óra alatt leszállítja a készterméket. A precíz vágás érdekében a fém élek mellé mindkét oldalról támasztó gumicsíkokat kell elhelyezni. Ez egy bonyolult puzzle játék. Apró gumidarabokat kell kivágni a lehető leghatékonyabb anyagfelhasználással. (Hasonló, de sokkal összetettebb feladat, mint amikor a szabásmintát kell a legkevesebb veszteséggel kivágni a szövetből, vagy a süteményformákat a tésztából.) „Egy algoritmust írtunk ehhez a folyamathoz, ami így automatizálható lett. Az volt a fő kihívás benne, hogy az íves, bonyolult alakzatok miatt nemcsak az anyagveszteségre kellett odafigyelnünk, hanem arra is, hogy olyan puzzle formákat válasszunk, amikkel a cég munkatársai viszonylag könnyen tudnak boldogulni. A dobozokba borított gumidarabkákat a leghatékonyabban, a leggyorsabban tudják összeilleszteni a préslapon, a fémélek mellett. Tényleg egy bonyolult logikai játékról van szó, amihez az egyensúlyt egy optimalizáló, a gumidarabolás és a kipakolás hatékonyságára együttesen figyelő algoritmussal oldottuk meg. Mindez azt jelenti, hogy egy-egy munkatárs hatórányi munkáját félórányi automatizmussal sikerült kiváltanunk” – mondja Dr. Bánhelyi Balázs.

Az algoritmust már használni kezdték a gyakorlatban, a következő fázisban pedig egy képfeldolgozó program segítségével a kirakást végző munkatárs a gumidarabokat megmutathatja majd egy kamerának, a gép pedig megmondja, hogy konkrétan hova kell beilleszteni azokat. De ez már nem Bánhelyi Balázsék kutatócsoportjának feladata lesz. A szegedi kutatók más ipari projekteken is dolgoztak, a makói gumigyárnak, az Európai Űrügynökségnek is oldottak meg optimalizálási problémákat. A Hód-Mezőgazda Zrt.-től nagy volumenű, takarmánykiegészítő optimalizálási feladatot kaptak. Foglalkoznak ezen túl dinamikus rendszerekkel, káoszkutatással is. „A HU-MATHS-IN miniprojektek nagyon jók olyan szempontból is, hogy pályázati háttértámogatással tudják ráirányítani a cégek figyelmét a matematika alkalmazhatóságára. Pontosan a Hód-Mezőgazda Zrt.-től is azért kaphattuk meg az újabb, immáron nagyobb megbízást, mert a korábbi, miniprojektes együttműködésünk bizalmat keltett a cégben. Az akkori, mobil telefonos alkalmazásunk innovációs díjat is nyert. A gyakori tőgy gyulladásos megbetegedéssel kapcsolatban tudtuk sok-sok tucatnyi szempont lefuttatásával előre vetíteni, hogy le kell-e selejtezni az állatot, vagy érdemesebb gyógyíttatni. Ezt a mikroszimulációs technológiát használjuk az újabb, nagyobb takarmánykiegészítős pályázatban” – világít rá dr. Bánhelyi Balázs.  Azt ajánlva a cégeknek, hogy forduljanak bizalommal a HU-MATHS-IN hálózat matematikusaihoz, akik szívesen kilátogatnak hozzájuk, és a beszélgetések közben sok új, hatékonyságnövelő, költségcsökkentő fejlesztési lehetőség körvonalazódhat.

Nyerges Csaba