Ziel der Entwicklung

Logo: Sicht auf den entwickelten Demonstrator im Forschungs- und Versuchsfeld des STFI (Quelle: STFI)
Sicht auf den entwickelten Demonstrator im Forschungs- und Versuchsfeld des STFI (Quelle: STFI)

Die deutsche Textil- und Bekleidungsindustrie ist mit zirka 1.400 Unternehmen einer der größten Industriezweige in Deutschland. Besonders klein- und mittelständische Unternehmen (KMU) sind mit einem sehr hohen Anteil vertreten. Die Textilindustrie ist durch kontinuierliche und effiziente Prozesse mit hohen Durchsatzraten gekennzeichnet. Der Trend geht allerdings hin zu kundenindividuellen Produkten in kleinen Losgrößen mit immer kürzer werdenden Lebenszyklen und zu einem Wandel des Produktportfolios in Richtung technische Textilien.
Wer solche Zukunftsprodukte mit entwickeln und produzieren möchte, muss nicht nur das Produktions-Know-how mitbringen, sondern auch eine abgesicherte, stabile und transparente Produktionskette vorweisen. Der Einsatz von Tracking und Tracing Systemen ermöglicht bspw. den Automobilisten die Materialströme von der Beschaffungs- über die Produktions- bis hin zur Distributionslogistik transparent zu gestalten, um diese möglichst optimal steuern zu können. „Unter Tracking versteht man die aktuelle Bestimmung des Logistikstatus einer Materialbewegung zu einem definierten Zeitpunkt. Werden mehrere Logistikstati einer Materialbewegung im Zeitablauf zusammengefasst, so handelt es sich um Tracing, bei dem im Nachlauf eine Materialhistorie rekonstruiert wird.“ Solchen Anforderungen in Bezug auf Tracking und Tracing stehen auch Konfektionäre gegenüber. Welches Tracking-und-Tracing-System
ist am besten für wandelbare Prozesse bei flexibler, auftragsbezogener Mitarbeiter-Maschinenbesetzung sowohl für moderne Maschinen als auch Bestandsmaschinen geeignet,
ist kostengünstig und offen in der Integration.
Bei einem oder mehreren genannten Punkten gibt es auf dem Markt bzw. in der Forschung keine hinreichende Lösung bzw. keinen geeigneten Ansatz.

Vorteile und Lösungen

Zur Entwicklung des adaptiven Tracking-und-Tracing-Assistenzsystem wurden Technologien aus den Bereich Industrial Internet-of-Things, Mobile Computing, Drahtloskommunikation und grafischer Low-Code-Programmierung genutzt. Hierbei wurden vor allem Open Source Softwaretechnologien verwendet. Das entwickelte Assistenzsystem enthält folgende Funktionen:
- Automatisierte Anmeldeprozesse durch funkbasierte Personenanmeldung und optische Maschinen-anmeldung,
- Anlernassistenz durch Schritt-für-Schritt-Anzeigen,
- Unterstützung von Kommissionierprozessen durch Hybridtechnik bestehend aus Ortungssystem und Wearable-Scanhandschuh,
- Unterstützung der Materialdetektion am Näharbeitsplatz durch innovative Kamera- und Spiegeltechnik,
- Sensorische Prozessüberwachung durch Plug-and-Produce-Sensorik und smartphonegestützte, markerbasierte Deklarationsbuchung,
- Flexible Anpassbarkeit des gesamten Tracking-und-Tracing-Assistenzsystems durch modellbasierte Low-Code-Technologien.
Um das Assistenzsystem entwickeln zu können, wurden zu Beginn Konfektionsprozesse analysiert und es wurde der Stand der Technik für das Auftragsmanagement bestimmt. Im nächsten Schritt wurden Technologietests durchgeführt und eine IT-Architektur entwickelt. In den darauffolgenden Arbeitspaketen sind die benannten Funktionen entwickelt worden. Hierzu wurden die Funktionen konzipiert, programmiert und getestet sowie in einen Demonstrator überführt. Den Abschluss des Projektes bildete die Validierung des Gesamtsystems im Rahmen des Forschungs- und Versuchsfeldes am STFI und die technische Dokumentation.

Zielgruppe und Zielmarkt

Mit dem entwickelten adaptiven Tracking und Tracing Assistenzsystem für das Auftragsmanagement soll den hohen Anforderungen einer abgesicherten, transparenten Produktionskette von technischen Textilien entsprochen werden. Es wird damit möglich, dass Konfektionsbetriebe Lieferanten von technischen Textilien für OEMs der Automotive- und Medizinbranche werden, welches zur Zukunftssicherung des Konfektionsbetriebes beiträgt. Die Prozesstransparenz führt auch dazu, dass die internen Prozesse leichter nachvollzieh-, steuer- und optimierbar werden, sodass mittels verbesserter Auftragssteuerung kürzere Auftragsdurchlaufzeiten erzielbar sind. Durch eine eindeutige Identifikation der Aufträge und ihres aktuellen Fortschritts im Prozess wird des Weiteren eine Optimierung der Auftragsdurchläufe und damit auch der benötigten Zeit möglich. Im Zusammenhang damit wird die Reaktionszeit auf ungeplante Ereignisse, die eine Umplanung oder einen anderen Handlungsschritt zur Folge haben, erheblich verbessert. Weiterhin wird durch die Halbzeugidentifikation vermieden, dass nicht passende Halbzeuge weiterverarbeitet werden. Die Identifikations- und Ortunstechnik im Lager- und Kommissionierbereich hilft des Weiteren Restmengen schneller und gezielter aufzubrauchen.
Mit dem entwickelten Assistenzsystem werden prototypisch Potenziale für konfektionäre Textilproduktionen von technischen Textilien aufgezeigt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den im Forschungs- und Versuchsfeld (des STFIs) integrierten Prototypen mit allen Features bzw. mit Teilfeatures als Quellcode-Duplikat zu erwerben. Die Adressaten des Quellcodes sind
- Textilbetriebe, welche selbst Softwarekompetenz besitzen oder
- Integrations-/Softwarefirmen (bspw. MES oder ERP-Anbieter) oder
- Maschinenbauer (bspw. Nähmaschinenhersteller).
Bei der Weiterentwicklung des Quellcodes kann das STFI bei der Konzeption und Umsetzung unterstützen. Weiterhin ist die Lösung so aufgebaut, dass diese im Technikum des STFI, aber auch bei Unternehmen, flexibel getestet werden kann. Über die Bereitstellung des Demonstrators hinaus, wurden Publikationen getätigt. Die schriftliche und mündliche Berichterstattung fand auf entsprechenden Fachtagungen sowie in Fachzeitschriften statt. Zusätzlich wurde eine Kurzfassung des Projektes als Auslage im Forschungs- und Versuchsfeld des STFIs bereitgestellt. Darüber hinaus wurden am STFI Programmierworkshops initiiert, wo neue technologische Erkenntnisse aus dem Projekt aufgegriffen wurden. Die Zusammenstellung aller im Projekt getätigten Veröffentlichungen ist Abschlussbericht zu sehen. Da das STFI in Branchennetzwerken, Vereinen und Verbänden aktiv ist, wurden auch über diese Kanäle die Forschungsergebnisse aktiv verbreitet. Der vorliegende Sachbericht kann zudem von interessierten Unternehmen und Instituten ausgeliehen werden. Die Markteintrittschancen müssen aus verschiedenen Sichtweisen betrachtet werden:
1. Als Forschungsinstitut ist das Thema Digitalisierung / Künstliche Intelligenz und die damit einhergehende Vernetzung der Produktion im weitesten Sinne ein Zukunftsfeld. Deshalb wird nachhaltig in neue Technologien investiert, um neue Projekte zu generieren und Know-how in diesem Bereich auf-zubauen sowie an interessierte KMU weiterzugeben.
2. Die Hersteller von Textilien sind bestrebt, ihre bestehenden Prozesse zu optimieren und effizienter zu gestalten. Dabei ist eine durchgängige Lösung für die Anwender sehr interessant, da somit die positiven Effekte mehrere Teile des Unternehmens beeinflussen können.
3. Die Branche der Ausrüster, Integratoren und Softwarefirmen ist permanent bestrebt, vorhandene technische Systeme in neuen Anwendungsbereichen zu platzieren. Wenn neue technologische Lösungen entwickelt werden, ist der Einsatz in einem breiten Branchen- und Anwendungsspektrum erstrebenswert.
Um die Chancen für den Markteintritt zu erhöhen, greift das STFI auf sein breites Netzwerk zu. Allein in der Textilregion Sachsen-Thüringen sind 90 Unternehmen im Bereich Herstellung von konfektionierten Textilien ansässig, für die die Ergebnisse des Vorhabens von Bedeutung sind. Weiterhin sind die Projektergebnisse so ausgestaltet, dass sie auf andere Technologiebereiche übertragen werden können und somit der Markt für potenzielle Anwender erweitert wird.