Liebe Leserinnen und Leser,
herzlich willkommen in der aktuellen Ausgabe unseres STFI-Newsletters. Vernetzung von Maschinen und Anlagen, die Erfassung von Daten in Echtzeit sowie der steigende Automatisierungsgrad – die Digitalisierung ist auch in der Textilindustrie eines der aktuellen Topthemen. Mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz wird es zukünftig noch weitere Wege geben, die erfassten Daten auszuwerten und somit einen Mehrwert für die Industrie- und Arbeitswelt zu schaffen. Damit sind zumindest theoretisch die Weichen gestellt, um die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Leider stagnierte der Digitalisierungsindex in Deutschland im Jahr 2023 weiterhin. Grund dafür ist sicherlich auch, dass Unternehmen sich im Dschungel an Möglichkeiten unsicher fühlen und Unterstützung bei der Wahl der für sie richtigen Mittel und Wege benötigen. Genau hier setzen die Aktivitäten und Angebote des STFI in verschiedenen Bereichen der Digitalisierung an, über die wir Sie in unserem aktuellen Newsletter informieren. Lassen Sie uns also gemeinsam die bestehenden Hürden abbauen und die Digitalisierung unserer Branche vorantreiben.
Viel Spaß beim Lesen!
Ihr STFI
Eine App für den Datenüberblick
– Im Gespräch mit Dr. Michael Schiffmann, update texware GmbH –
Gemeinsam mit der Firma update texware, Kulmbach, haben Digitalisierungsexperten des STFI eine Web-App für den Einsatz in der Produktion entwickelt. Die Anwendung ist relevant für Unternehmen, welche eine Vielzahl von Maschinen, vorwiegend kleine, betreiben. Durch die Web-App werden Prozessdaten wie Laufzeiten und Stillstände erfasst und als Prozessdeklaration an ein ERP-System weitergegeben.
Wir haben mit Dr. Michael Schiffmann, Geschäftsführer von update texware, über die Zusammenarbeit gesprochen.
Was bewegt die update texware-Mitarbeiter?
Unsere Mitarbeiter bewegt, dass sie gute Software schreiben und gute Projekte machen. Fast alle unsere Mitarbeiter kommen aus der Textilindustrie. Das heißt, sie haben ein Faible für das ganze Thema und sind natürlich auch daran interessiert, dass in den Unternehmen mit bester technischer Unterstützung gearbeitet werden kann. Deshalb ist es auch zu dem Projekt mit dem STFI gekommen.
Was ist die brennendste Fragestellung hinsichtlich Digitalisierung?
Die dringendste Fragestellung bezüglich Digitalisierung ist meines Erachtens nach die papierlose, automatisierte Unterstützung von Prozessen. Angefangen mit der Betriebsdatenerfassung (BDE) bis zum Zusammenführen von Daten aus unterschiedlichen Systemen. In diesem Feld ist unsere App im Einsatz. Wir wollen dabei nicht Automatisieren, um Arbeitsplätze einzusparen, sondern einfach um mehr Transparenz und damit bessere Entscheidungsgrundlagen zu schaffen. Das ist ja der eigentliche Sinn von einem ERP-System. Es geht darum, zu wissen, wie sind meine Prozesse, wie laufen meine Prozesse, wo stehen meine Prozesse in einzelnen Schritten gerade? Wo habe ich Verbesserungspotenziale? Das bekomme ich bloß heraus, wenn ich mehr Daten zur Verfügung habe, die entsprechend aufbereitet sind. Und wenn ich mehr Daten haben möchte, muss eben irgendjemand die Daten eingeben.
Wie ist die Zusammenarbeit mit dem STFI zustande gekommen?
Unser Vertrieb hat den Kontakt zu Andreas Böhm hergestellt und im Laufe der Zusammenarbeit hat es einfach zwischen den Akteuren persönlich Klick gemacht. Unter dieser Voraussetzung geht alles um ein Vielfaches einfacher. Andreas Böhm hat uns im Projekt alle Formalitäten abgenommen, sprich die Anträge verfasst samt allem akademischen Hintergrund, der in die Anträge rein muss. Ich bin froh, dass ich das – seit 20 Jahren Gott sei Dank – nicht mehr schreiben muss. Während des Prozesses haben wir festgestellt, dass wir sehr viele gemeinsame Interessen und Themen haben.
Was waren Meilensteine in der Kooperation?
Die Meilensteine unserer Kooperation sind zwei gemeinsame Projekte. Mit der Web-App konnten wir die BDE bzw. die Maschinendatenerfassung, die wir auch schon vorher hatten, zum einen auf mobile Endgeräte bringen und zum anderen eine noch engere Verzahnung von BDE und unserem ERP-System erreichen. Wir haben das System von Anfang an interaktiv gestaltet. Wir haben Produktionsaufträge an das BDE gegeben und Rückmeldungen vom BDE an die App. Mittlerweile gibt es ein Wartungsmodul sowohl im BDE als auch in der App, beide arbeiten zusammen, sprich wir geben Wartungsaufträge vom ERP-System ans BDE, also auf das Handheld (mobile Endgerät). Der Mitarbeiter kann mit seinem Tablet an die Maschine gehen, scannt den Barcode ein, bekommt seine Maschinendaten, bekommt die Wartungen angezeigt, und kann diese dort auch quittieren. Wenn dies erledigt ist, kann er über das Tablet direkt in den Webshop von Dornier verzweigen, um seine Ersatzteile zu bestellen, die er braucht. Andersherum kann er sich auch mit seinem persönlichen Profil bei Dornier einloggen. Dort sieht er die Maschinen, die er bei Dornier gekauft hat. Bei Klick auf eine Maschine landet er dann direkt in unserem BDE. Also da ist tatsächlich der Absprung in beide Richtungen möglich.
Welche zeitlichen Ressourcen müssen Unternehmen einplanen, um mit der App arbeiten zu können?
Das ist natürlich sehr unterschiedlich, je nach Ausgangslage, was die Unternehmensgröße, die Anlagentechnik und die Qualität der Stammdaten betrifft. Wir haben das System bereits in zwei Monaten eingeführt, das war allerdings ein ganz kleines Unternehmen, in dem ein Mitarbeiter geschult wurde und sich in das System eingearbeitet hat. Bei großen Unternehmen gehe ich von einem Zeitraum von einem Dreivierteljahr bis hin zu anderthalb Jahren aus.
Großes Ziel vor Augen: Modellbildung aus laufenden Prozessdaten
Die Entwicklung textiler Produkte und Verfahren, insbesondere die großtechnische Herstellung von Faser- und Extrusionsvliesstoffen, erfordert auch zukünftig die experimentelle Erprobung auf Pilotanlagen und Charakterisierung der erzielten Eigenschaften. Besondere Bedeutung haben dabei Methoden zur Versuchsplanung, da die Anzahl der im verfügbaren Zeit-, Kosten- und Ressourcenbudget möglichen Versuche beschränkt ist.
Neue Ansätze aus der Prozessindustrie schlagen die Kopplung von maschinellem Lernen zur Modellbildung mit im laufenden Betrieb automatisiert erfassten Labor- und/oder Anlagendaten vor, um mittels adaptiver Modelle die Versuchsplanung zu optimieren. Ziele und Potenziale dieser Methoden für die Prozessindustrie sind bessere Versuchsplanung, Automatisierung der Modellbildung, schnelleres Erreichen optimaler Arbeitspunkte sowie geringerer Ressourcen- und Materialverbrauch.
Im Projekt werden die Grundlagen für die dafür notwendige automatisierte Verarbeitbarkeit von Labor- und Anlagendaten geschaffen. Durch einen digitalen Retrofit von Sensorik für die Spinnvliesanlage des STFI und Erweiterung um die Digitalisierungslösungen c.hub und ExtrusionOS der RE GmbH können zukünftig Anlagendaten schon im laufenden Versuch für Auswertungen genutzt werden. Eine weitere Zielstellung ist die Umsetzung und Erprobung geeigneter Konzepte zur automatisierten Erfassung, Speicherung und Verarbeitung von Labor- und Anlagendaten. Insgesamt soll so eine Erfassung und Speicherung von Labor- und Anlagendaten nach FAIR-Prinzipien (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) erreicht werden, die eine einfache digitale (Nach-)Nutzung der Daten durch Menschen und Algorithmen erlaubt.
Ihr Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Steffen Seeger
Intelligente Produktionssysteme I IT
+49 371 5274-258
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ProStAir: Modellierung für Airlay-Carbonfaservliesstoffe
Im Leichtbausektor sollen möglichst hochfeste Materialien bei geringer Masse eingesetzt werden. Dabei haben sich carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) als besonders effizient herausgestellt. Die Herstellung ist jedoch energieintensiv und hat eine kritische CO2-Ökobilanz.
Kostengünstiger ist die Verwendung von Vliesstoffen basierend auf recycelten Carbonfasern (rCF). Deren Festigkeitseigenschaften sind jedoch geringer als auf CF-Gelegen basierenden CFK. Die Erhöhung partieller Festigkeitseigenschaften könnte durch die gezielte Vorzugsausrichtung der rCF im Vliesstoff erreicht werden. Im Beispiel wurde der Vliesbildungsvorgang mittels der Airlay-Technologie für Carbonfasern und rezyklierte Carbonfasern untersucht. Zentrale Frage war, ob und wie sich die Orientierung der Fasern des Vliesstoffes (Isotropieverhältnis) bei Veränderung von Herstellparametern beeinflussen lässt.
Ein im Projekt erstelltes 3D-Modell der Airlay-Anlage diente als Grundlage zur Simulation des Strömungsverhaltens und Vorhersage von Flugbahn und Ablage einzelner Fasern. Die Parametrierung des Strömungsmodells erfolgte iterativ auf Grundlage von Versuchen zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit der Anlage. Durch Materialversuche wurde die Orientierung der abgelegten Fasern optisch charakterisiert. Für diese Charakterisierung wurden bildverarbeitungsbasierte Algorithmen und Visualisierungsformen entwickelt.
Ihr Ansprechpartner
Dipl.-Betriebswirt (BA)
Sven Reichel
Intelligente Produktionssysteme
+49 371 5274-193
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KI-gestützte Nadelfehlererkennung an Großrundstrickmaschinen
Insbesondere bei der Herstellung von Bekleidung, für die Automobilindustrie oder für Technische Textilien kommen Großrundstrickmaschinen (GRSM) zum Einsatz. Die Technologie erfordert eine höchst präzise Einstellung der Maschinen. Falls nicht, können erhebliche Fehler an den Stricknadeln, wie abbrechende Nadelköpfe, verbogene Zungen oder schleifende Nadeln entstehen. Resultat sind minderwertige Gestrickqualität, Maschinenausfälle sowie verlorene Produktionszeit. Dabei stehen zunehmende Individualisierung und schnelle Produktwechsel im Widerspruch zu steigenden Qualitätsanforderungen und dem massiven Fachkräftemangel.
Am STFI wird der Lösungsansatz einer Echtzeitkopplung von internen Maschinendaten mit externen, insbesondere körperschallbasierten, Sensordaten untersucht. Die Forscher versprechen sich, unter minimalem Sensorikeinsatz, fehlerhafte Maschinenzustände frühzeitig zu erkennen. Auf Grundlage einer Umfrage wurden bereits industrierelevante Nadelfehler festgestellt und ein Versuchsplan abgeleitet. Für Laborversuche wurden Sensorschnittstellen und -aufnahmen für eine GRSM entwickelt. Multimodal (Motorstrom, Körperschall, visuell per Highspeedkamera) überwachte Versuche wurden durchgeführt und Terrabytes an Daten gesammelt. Die Daten werden aktuell aufbereitet, zusammengeführt und KI-gestützten Analysealgorithmen zugeführt.
Ihr Ansprechpartner
Dipl.-Betriebswirt (BA)
Sven Reichel
Intelligente Produktionssysteme
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Weitere Informationen
Handout zum Projekt MuNaMo – Multifunktionale Nadelfehlererkennung
Messen
05. - 07.03.2024
JEC World in Paris
23. - 26.04.2024
Techtextil in Frankfurt am Main
Schulungen
19. - 20.03.2024
Seminar Vliesstoffe
16. - 17.04.2024
Seminar Persönliche Schutzausrüstung
Tagungen
24.04.2024
Fachtagung Mittelstand Digital
14.05.2024
Akademie-Frühstück
Auszeichnung
Grünes Snowboard made in Saxony in Paris ausgezeichnet
Grüne Snowboards aus dem Hause silbaerg verbinden Naturfasern und hauseigene Rezyklate und passen sich extrem flexibel an verschiedene Fahrsituationen an. Die Firma silbaerg aus Chemnitz stellt seit 2011 hochwertige Snowboards her, die mittels der patentierten A.L.D.tech® gefertigt werden. A.L.D. steht für anisotropic layer design und ermöglicht anspruchsvolle Fahrsituationen. Die grünen Snowboards wurden nun in Paris mit JEC Innovation Award ausgezeichnet.
Das Geheimnis der silbaerg-Snowboards ist, dass handgefertigte A.L.D.tech®- Lagen den Holzkern umgeben und nicht, wie bei anderen Anbietern üblich, klassische industriell gefertigte Bi-, Tri- oder Quadraxialgelege. Bereits 2015 wurden dabei erstmals Naturfasern in Form von Tapes verwendet. Mit der neuesten Produktlinie wird der Weg hin zu nachhaltigen Produkten konsequent weiter beschritten, denn silbaerg setzt auf regionale Produkte. So kommen Hanffasertapes von Sachsenleinen GmbH (Markkleeberg, Sachsen) zum Einsatz, deren Rohstoff seinen Ursprung auf den Feldern zwischen Chemnitz und Leipzig hat. Für die Versteifung der Boards werden zudem weiterhin Carbonfasertapes benötigt. Hier greift silbaerg auf Forschungsergebnisse des STFI zurück: Carbonfaserabfälle von silbaerg werden in Form von Recyclingvliesstoffen wiedereingesetzt. Die Verschnittreste, die bei silbaerg selbst in der Produktion anfallen, werden am STFI auf der Anlagentechnik des Zentrums für Textilen Leichtbau aufbereitet und zu reycelten Carbonfaservliesstoffen verarbeitet. Diese werden anschließend zu Carbonfasertapes konfektioniert und dienen zusammen mit Hanffasertapes als Verstärkungsstruktur im grünen Snowboard, die damit zu einem Großteil ihren Ursprung in Sachsen haben.
Aktuell werden erste Boards von silbaerg-Teamfahrern im Schnee getestet. Diese Testboards nutzen zudem ein neues biobasiertes Harzsystem der bto-epoxy GmbH (Amstetten, Österreich), welches einen Bio-Anteil von 31 % im Harz und 54 % im Härter aufweist. Es ist geplant, die neue Produktlinie noch im Jahr 2024 auf den Markt zu bringen.
Dass das Konzept von Nachhaltigkeit im Bereich von Sportartikeln überzeugt, konnte silbaerg in der Fachwelt belegen: am 8. Februar 2024 wurde das „Grüne Snowboard“ mit der A.L.D.tech® in Paris mit dem JEC Innovation Award ausgezeichnet. Der JEC Innovation Award wird im Vorfeld der jährlich stattfindenden JEC World, der führenden Leichtbaumesse, verliehen.
Ihr Ansprechpartner
Christopher Albe, M. Sc.
Funktionalisierung I Verbundwerkstoffe
+49 371 5274-241
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Forschung
Hybrid ans Ziel
Derzeit scheitert der industrielle Einsatz von Leichtbaulösungen oft an den hohen Material- und Herstellungskosten. Darüber hinaus gibt es offene Fragen zu ökologischen Aspekten beim Recycling und der Wiederverwendung von Hochleistungsfasern. In diesem Spannungsfeld wurden im Projekt VliesComp innovative Ansätze erarbeitet.
Rezyklate in verschiedenen Leichtbaulösungen wieder in den Markt zu bringen, ist das Ziel der im Projekt VliesComp vereinigten Industriepartner Tenowo GmbH (Hof), Siemens AG (Erlangen) und Invent GmbH (Braunschweig). Wissenschaftliche Unterstützung haben sie in diesem Vorhaben von dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e. V. (Chemnitz) erhalten.
Inhaltliche Schwerpunkte
Im Zuge der Projektbearbeitung wurden vier inhaltliche Schwerpunkte gesetzt:
- Definition von Anforderungen an Materialien, Prozesse und Komponenten
- Technologieentwicklung im Bereich der Material- und Prozesstechnologie von hybriden Vliesstoffen
- Technologieentwicklung im Bereich der digitalen Wertschöpfung und Ökologie von hybriden Vliesstoffen
- Demonstration der Technologieverwendbarkeit durch Bauteilrealisierung und -bewertung
Beispielhaft wurden dabei die Anwendungsfelder „Innovative E-Maschinenkonzepte für die Energiewende“ und „Innovative E-Maschinenkonzepte für die E-Mobilität“ betrachtet. Im Zuge der Entwicklung dämpfender Wickelkopfstützelemente für Generatoren und eines Leichtbaulagerschildes für E-Motoren wurden durch die Partner Hybridvliesstoffe sowie auch Vliesstoffe auf Basis von 100 % recycelten Verstärkungsfasern genutzt.
Weitere Informationen
Transfer
Support für den Mittelstand in Sachen Digitalisierung
Für viele KMU stellt sich die Frage, wie man die Digitalisierung anpacken sollte. Oft fehlt es an technischem Know-how, qualifiziertem Personal oder auch an finanziellen Mitteln. Andererseits besteht die Herausforderung, die neuen technischen Entwicklungen in die Industrie zu transferieren. Unseren Partnern stehen wir mit unterschiedlichen Angeboten zur Sensibilisierung, Qualifizierung und Vernetzung mit Kompetenzpartnern und weiteren Unternehmen zur Seite.
Das Mittelstand-Digital Zentrum Smarte Kreisläufe hat sich zum Ziel gesetzt, kleine und mittlere Unternehmen bei ihrer digitalen Transformation zu unterstützen, die Chancen der Digitalisierung zu nutzen, und sie mithilfe zukunftsrelevanter Technologien fit für die Zukunft zu machen. Unsere Angebote sind anbieterneutral und kostenfrei. Unsere Hilfestellung richtet sich innerhalb der Unternehmen an Geschäftsführung, Führungskräfte sowie Mitarbeitende aus allen relevanten Unternehmensbereichen.
Wir unterstützen Betriebe unabhängig von ihrem digitalen Reifegrad und begleiten sie bei der Einführung von unternehmensindividuellen, innovativen Technologien. Mit unseren Veranstaltungen fördern wir den Austausch untereinander und vernetzen kleine und mittlere Unternehmen mit passenden Partnern.
Ihr Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Dirk Zschenderlein
Leiter Intelligente Produktionssysteme
+49 371 5274-283
E-Mail
Praktikum
Digitalisierung! Wo bitte geht’s zum Praktikum?
Digital soll es in die berufliche Zukunft gehen? Aber noch fehlt die konkrete Richtung? Am STFI können Schülerinnen und Schüler ein Praktikum zur Digitalisierung absolvieren und dabei ihre Schwerpunkte aus fünf Modulen selbst wählen. Ein Modul umfasst in etwa eine Woche.
Das Modul „Modellierung, Video und Grafik“ startet beim einfachen Bild, über das Video, hin zum plastischen Objekt und endet schließlich bei der virtuellen 3D-Welt. Der sichere Umgang mit gängigen Office-Anwendungen ist Grundlage für effektives Arbeiten im Büroalltag. Das Modul „Bürosoftware“ gibt einen Überblick über die verschiedenen Anwendungen und vermittelt vertiefte Kenntnisse anhand ausgewählter praktischer Beispiele. Wer schon immer seine Skills im Programmieren testen wollte, ist im Modul „Programmieren und Datenbanken“ genau richtig. Das Modul „Robotik und Automatisierung“ bringt den Praktikanten die Arbeit mit Robotern im industriellen Umfeld näher. Im Modul „Gebäudemodellierung und Gebäudemanagement“ wird ein Gebäudemodell erstellt. Anschließend erkunden die Teilnehmer Softwarelösungen, Techniken und Methoden, mit denen man Gebäude besser verwalten und betreiben kann.
Das Praktikum Digitalisierung ist ein Angebot der STFI-Akademie.
Ihr Ansprechpartner
Dipl.-Wirtsch.-Ing.
Andreas Böhm
Intelligente Produktionssysteme
+49 371 5274-272
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Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)
An-Institut der Technischen Universität Chemnitz
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Internet: www.stfi.de
Rechtsform: eingetragener Verein
Vorstandsvorsitzender: Dipl.-Ing.-Ök. Andreas Berthel
Geschäftsführender Direktor: Dr. Heike Illing-Günther
Register-Nr.: VR 960 Amtsgericht Chemnitz
Ust.-ID-Nr.: DE159710953
Steuer-Nr.: 214/140/0360
Eingetragene Marke: stfi – Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. eingetragen
beim Deutschen Patent- und Markenamt unter der Nr. 39552048