Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Die Herausforderung in der textilen Wertschöpfungskette besteht in der sich von Prozessstufe zu Prozessstufe ändernden Werkstoffform. Während des Fertigungsprozesses verändert sich die Form des Werkstoffes von der Faser über fadenförmige Strukturen hin zu flexiblen flächigen Substraten. Diese werden weiterhin mit Oberflächenmodifizierungsverfahren bearbeitet. Es sollen Lösungsansätze zur Industrie 4.0 für die Adaption in Produktionsprozesse der klein- und mittelständisch geprägten Textilindustrie aufgezeigt werden. Bei der Umsetzung der Demonstrationslinien im Anwendungszentrum steht man bzgl. Industrie 4.0 vor Herausforderungen zum Produkt, zum Materialfluss und zum vorhandenen Maschinenpark.

Im Anwendungszentrum steht im Mittelpunkt der Betrachtung das Textil, welches sich entlang des Wertschöpfungsprozesses in seiner Form von der Faser, über das Garn bis hin zur textilen Fläche stetig verändert. Textile (Zwischen-)Produkte werden häufig als Rollenware gehandhabt. Abschnitte auf der Rolle sind einem Auftrag zugehörig, d.h. Aufträge sind durch die Rollenzugehörigkeit miteinander verkettet und bedingen einander. Diese Besonderheit hatte großen Einfluss auf die Konzeption des Materialflusses und Auftragsabwicklungsprozesses. Eine weitere Herausforderung bei der Umsetzung des Anwendungszentrums ist, dass auf vorhandene Maschinentechnik unterschiedlicher Generationen zurückgegriffen wird. So sind Steuerungen bereits mit Netzwerkschnittstelle ausgestattet, andere wiederum nicht. Hier steht man vor der Herausforderung alle Maschine auf den Industrie 4.0-Schnittstellenstandard OPC-UA zu heben.

Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?

Im Anwendungszentrum soll die Fertigung kundenindividuellre Produkte in kleinen Stückzahlen demonstriert werden. Zur Herstellung einer optimalen vertikalen und horizontalen Interoperabilität zwischen mobilen und immobilen Objekten der realen und digitalen Welt werden neueste Kommunikationsprotokolle verwendet. Dies bildet die Grundlage für Simulationen, Visualisierungen und Animationen, welche im Anwendungszentrum auf mobilen Endgeräten angezeigt werden. Für die Verfolgung und Identifizierung von Produkten kommen Ortungs- und Identifizierungssysteme zum Einsatz.

Was konnte erreicht werden?

An verschiedenen Demonstratoren sollen sowohl eine selbstorganisierende dezentrale Steuerung als auch eine hochintegrierte selbstlernende zentrale Fertigungssteuerung gezeigt werden. Sie werden so gestaltet, dass ein schneller und sicherer Produktionsdurchlauf gewährleistet wird. Dazu zählt die Prozessfehleranfälligkeit auf ein Minimum zu reduzieren und damit die Prozessqualität zu erhöhen. Neben diesen Faktoren werden Effekte hinsichtlich der Wandlungsfähigkeit und Flexibilität erwartet, um kundenindividuelle Produkte in kleiner Stückzahl fertigen zu können. Großes Potenzial bietet dabei die Nutzung der zusätzlich erfassten Informationen zum Produktionsprozess. Durch den erwarteten Anstieg an Prozesstransparenz wird der Produktionsprozess kontrollierbarer und optimierbarer. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Produktionsqualität, die Produktionskosten und die Produktionsdurchlaufzeit positiv durch Industrie 4.0-Technologien verändern werden. Diese Potenziale sollen für die klein- und mittelständische Textilindustrie beispielhaft aufgezeigt werden.

Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?

Zu Beginn stand die Vision eines Anwendungszentrums. In der anschließenden konzeptionelle Arbeit wurde die Fertigungsfolge anhand von exemplarischen Produkten definiert. Im nächsten Schritt wurden die aus der Industrie abgeleiteten Industrie 4.0-Spots zugeordnet. Nach der Grobkonzeption wurde die Feinkonzeption begonnen. Dabei wird darauf geachtet mit vorhandenen Mitteln anschauliche Prototypen bspw. zu Smart Services zu zeigen. Solche Quick-Wins sind für die Etablierung des Anwendungszentrums intern und extern von großer Bedeutung.

Was können andere davon lernen?

Das Anwendungszentrum ist verankert am Sächsischen Textilforschungsinstitut, welches durch eine starke Industrieanbindung und die Mitarbeit in über 50 Gremien und Verbänden über ein leistungsfähiges Netzwerk verfügt. Mit dem Anwendungszentrum wird das Ziel verfolgt, die führende Position bei der Umsetzung der vierten industriellen Revolution im Textilmaschinenbau und in der Textilindustrie zu erringen und damit bis 2030 das modernste textilindustrielle Wertschöpfungsnetzwerk Europas aufzubauen.

Das Anwendungszentrum ist geprägt durch die enge Zusammenarbeit mit der Industrie. Die Industrie 4.0-Hotspots wurden aus Problemstellungen der Textilindustrie abgleitet. Um diese herum wurde durch eine enge Zusammenarbeit mit allen betroffenen Bereichen ein interdisziplinäres Team gegründet, welches sich aus Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Bereiche Maschinenbedienung, Produkt- und Technologieentwicklung, Produktionsmanagement, IT-Infrastruktur und technische Gebäudeausrüstung zusammensetzt. Das Anwendungszentrum kommuniziert regelmäßig die Konzeptionsstände über interne Medien und Veranstaltungen. So können die Mitarbeiter stets über Neuigkeiten zum Anwendungszentrum informiert werden.