Smart Factory to go – Lösungen für die mittelständische Textilbranche

Mit zehn beteiligten Partnern aus Industrie und Forschung im Oktober 2015 gestartet, präsentierte das Basisvorhaben nun nach 17 Monaten Arbeit wesentliche Ergebnisse für den Wandel von bestehenden Prozessen hin zu einer intelligenten, vernetzten und in größeren Teilen selbstorganisierenden Produktion.

Dabei verfolgte das Basisvorhaben Smart Factory das Ziel, spezifische Anforderungen von vier ausgewählten Industrie 4.0 Use Cases der vernetzten Produktion, resilienten Fabrik, intelligenten Instandhaltung und selbstorganisierender Logistik für die Textilindustrie herauszuarbeiten. Die Besonderheiten des Industriebereichs Textil wurden anhand von drei Fallbeispielen in Unternehmen analysiert und beschrieben. Bedarfe, existierende Probleme und Barrieren wurden so ermittelt, um konkrete Handlungsansätze und Potenziale aufzuzeigen.

Unter Leitung von Professor Ralph Riedel, Verbundkoordinator des Vorhabens von der Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, wurden Ableitungen von möglichen Verallgemeinerungen für die verarbeitende Industrie erarbeitet sowie Übertragungsmöglichkeiten und Potenzialabschätzung ausgewählter Anwendungen von Industrie 4.0 getroffen. Zur Wegbereitung für die textile Smart Factory konnten Gestaltungsvorschläge für eine Textilfabrik der Zukunft, wie durchgängige Prozessverfolgung, Gestaltung übergreifender Wertschöpfungsketten und Unterstützung der Mensch/Maschine-Interaktion gegeben werden. Die Dokumentation von domänenspezifischem Wissen über semantische Interoperabilität sowie die damit einhergehende Nutzung und eventuell mögliche Kombination vorhandener Standards zur Interaktion und Kollaboration zwischen Mensch und Technik waren weitere Arbeitsschwerpunkte. Die Umsetzung einer Steuerungsarchitektur hin zur Vorgabe „Produkt steuert Maschine“ für den CORIZON-Prozess und der Nachweis der abfallfreien Herstellung von Preforms durch bauteilgerechte Verlegung (2D-Tapeleger) lieferten konkrete technologische Ansätze für die Gestaltung der Smart Factory.

Im Verlauf des futureTEX-Basisvorhabens Smart Factory wurden viele intensive und sehr konstruktive Gespräche mit den am Vorhaben beteiligten Partnern, den weiteren Vorhaben des futureTEX-Projektes sowie mit den Mitgliedern des futureTEX-Konsortiums geführt. In diesen zeigte sich auch deutlich, dass die für das Ziel „Industrie 4.0“ erkannten und beschriebenen Handlungsfelder von KMU jedoch oftmals als zu abstrakt wahrgenommen werden. Abhilfe können hier reale und konkrete Beispiel-Szenarien zur Implementierung in (Produktions)-Prozesse schaffen.

Als Ergebnis des Vorhabens wurden typische, branchenspezifische Prozesse und Strukturen in den Themenfeldern Textilindustrie, Textilmaschinenbau, Geschäftsmodelle und Wissensgenerierung abgeleitet, die jetzt auch die Basis für Folgevorhaben bieten.

Besonderes Interesse fand bei den Teilnehmern der Abschlussveranstaltung ein vom Team der Professur für Fabrikplanung und Fabrikbetrieb entwickelter Demonstrator. Für das Konzept wurden vier acatech Industrie 4.0 Use Cases ausgewählt und mit dem Demonstrator in einer ersten Ausbaustufe umgesetzt. Das einfache, mobile und skalierbare System bildet die als zu abstrakt charakterisierten, aber für KMU relevanten Handlungsfelder ab.

Hierzu wurde eine mobile Fabrik, sozusagen eine „SmartFactory2Go“, mittels zweier CNC-gesteuerter 3D-Drucker (als mobile Alternative zu ortsgebundenen Werkzeugmaschinen) sowie der dazugehörigen Infrastruktur geschaffen. Aufgegriffen wurden dabei auch Perspektiven der Basisvorhaben Arbeitswelt 4.0, Mass Customization sowie Open Innovation und bei der Umsetzung in die Demonstrationsumgebung integriert.

Der Demonstrator bildet die vollständige Prozesskette, von der Auftragsplatzierung durch den Kunden bis hin zur Rückmeldung der Produktherstellung, in einfacher und verständlicher Weise ab und schafft auf diese Weise einen Einstieg in die Diskussion über die Gestaltung zukünftiger Produktionsumgebungen. Zusätzlich zeigt der Aufbau, welche Möglichkeiten und Potenziale Industrie 4.0 z. B. zur Ausstattung bestehender Anlagen mit zusätzlichen Schnittstellen und Funktionalitäten sowie für den gezielten Einsatz von Assistenzsystemen im Produktionsumfeld eröffnet.

Für den Demonstrator wurde verfügbare Open Source Software genutzt und so die Bedeutung und Nützlichkeit dieses Ansatzes verständlich abgebildet. Zum anderen kann der Demonstrator durch die Integration eines 3D-Scanners in Verbindung mit 3D-Druckern die für Mass Customization relevanten Aspekte der kundenindividuellen Produktion in Losgröße 1 sowie deren Auswirkung auf den Produktionsplanungs- und -steuerungsprozess einfach verdeutlichen.

Auch am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) sind im Rahmen des Basisvorhabens Smart Factory unterschiedliche Industrie 4.0 Demonstratoren zu den Themen Drahtloskommunikationslösungen, dezentrale Auftragssteuerung, Bereichsüberwachung, Maschinendatenanalyse sowie Assistenzsysteme entstanden und können bei Rundgängen und Veranstaltungen erlebt werden.

Über das Forschungsprojekt futureTEX

Das Projekt futureTEX ist ein Gewinner im Programm „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Bis 2021 arbeiten wissenschaftliche Einrichtungen, Unternehmen und Verbände an der Entwicklung wesentlicher Bausteine eines Zukunftsmodells für Traditionsbranchen. Das Projektkonsortium futureTEX verfolgt das Ziel, die führende Position bei der Umsetzung der vierten industriellen Revolution im Textilmaschinenbau und in der Textilindustrie zu erringen und damit beispielhaft bis 2030 das modernste textilindustrielle Wertschöpfungsnetzwerk Europas aufzubauen. Mit der Entwicklung eines Zukunftsmodells werden die Forschungsschwerpunkte Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft, kundenintegrierte flexible Wertschöpfungsketten, textile Zukunftsprodukte, Wissens- und Innovationsmanagement sowie Arbeitsorganisation und Nachwuchssicherung gemeinschaftlich mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft bearbeitet. Vier Basisvorhaben – Smart Factory, Mass Customization, Open Innovation und Arbeitswelt 4.0 – bilden die Grundlage der weiteren Arbeit. Das Projekt futureTEX ist Preisträger im Wettbewerb „Ausgezeichneter Ort“ im Land der Ideen 2016.