Mit digitalem Zwilling Technische Textilien richtig und schnell produzieren

Die BRÜCKNER Textile Technologies GmbH & Co. KG (BRÜCKNER) beschäftigt rund 400 Mitarbeiter und betreibt weltweit etwa 90 Handelsvertretungen. Das Maschinenbauunternehmen mit über 70-jähriger Tradition erwirtschaftet einen Gesamtumsatz von ca. 100 Millionen Euro jährlich und legt Wert auf eine hohe Fertigungstiefe in Deutschland. So werden die Maschinen und Anlagen zur Textilveredlung für das Trocknen, Thermofixieren, Kondensieren, Kontinuefärben, Sanforisieren und Kompaktieren ganz unterschiedlicher textiler Werkstoffe ausschließlich in Leonberg und Tittmoning gefertigt. Das ist Qualität „Made in Germany“. Die Exportquote der Maschinen, mit denen Bekleidungstextilien, Technische Textilien, Glasfasergewirke, Vliesstoffe und Bodenbeläge beschichtet werden, erreicht Spitzenwerte von etwa 90–95 Prozent.

Gemeinsam mit seiner Frau, Regina Brückner, leitet Axel Pieper als Geschäftsführer Technik/CTO das deutsche Traditionsunternehmen. Im Interview beschreibt er seine Motivation zur Arbeit in futureTEX sowie die Schwerpunkte im Umsetzungsvorhaben SmarMoTEX.

Drei Fragen an Axel Pieper, Geschäftsführer Technik/CTO, BRÜCKNER Textile Technologies GmbH & Co. KG

>Welche Ziele verfolgen Sie mit Ihrer Arbeit im Projekt futureTEX?

Veränderungen am TechTex-Markt, beispielsweise hinsichtlich der zunehmenden Individualisierung, haben zur Folge, dass Losgrößen immer kleiner werden, die Anforderungen an Qualität, Liefertermintreue, Durchlaufzeiten, Flexibilität und die Preisgestaltung gegenüber den Anbietern jedoch zunehmend steigen.

Hinzu kommt auch, dass der Werkstoff Textil sehr vielfältige unterschiedliche Eigenschaften aufweist, die sich hochgradig auf die Einstellung der Rezepturen und Maschinenparameter auswirken. Als Beispiele seien hier exemplarisch genannt:  Faserart, Fasermischung, Bindungsart, Flächengewicht, Oberflächen-beschaffenheit, Hydrophobie. Gleichzeitig wird es immer schwerer qualifizierte Textilveredler zu finden, die in der Lage sind, die Komplexität des Werkstücks Textil und der vielfältigen Maschinenparameter moderner Veredelungsanlagen zu überblicken, um am Ende die gewünschte Qualität zu produzieren.

Besonders kleine und mittelständische Unternehmen der Textilbranche wünschen sich vom Textilmaschinenbauer einfachere Lösungen, um die zunehmende Komplexität handhaben zu können. Hier bietet es sich an Methoden und Werkzeuge der Digitalisierung anzuwenden.

BRÜCKNER hat sich dieser Herausforderung angenommen und in seiner Anlagensoftware verschiedene Systeme implementiert wie:

• Assistenzsysteme, die im Hintergrund Produktivität und Energieeinsatz überwachen und den Maschinenbediener auf eine mögliche Optimierung der Anlagenparameter hinweisen
• Simulationswerkzeuge, die es dem Anlagenbediener ermöglichen, anhand der textilen Eigenschaftsdaten und des Veredelungsprozesse die Anlagenparameter im Vorfeld am PC zu ermitteln, anstatt sie umständlich auf der großen Anlage ausprobieren zu müssen
• Wissensbasierte Systeme, die es erlauben, anhand historisch ähnlicher textiler Eigenschaftsdaten wahrscheinlich gut passende Maschineneinstellungen abzuleiten
• Big-Data Analysen, um anhand der Aufzeichnung historischer Partie- und Maschinendaten Fehlermöglichkeiten und Einflussanalysen durchzuführen

In unserem futureTEX-Vorhaben möchten wir daher mit unseren Partnern diese Lösungen auf ihre Praxistauglichkeit hin untersuchen und weiter optimieren. Außerdem soll die Integration unserer Anlagensoftware mit einem gängigen MES-System erheblich verbessert werden.

>In welchem Vorhaben arbeiten Sie aktiv mit? Was sind Ihre Aufgaben?

Der Kurztitel unseres Vorhabens SmarMoTEX steht für „Digitalisierung und Effizienzsteigerung in mehrstufigen Textilproduktionen durch den Einsatz smarter, modellgestützter Produktions- und Assistenzsysteme“. Grundlage des Umsetzungsvorhabens ist die virtuelle Abbildung von Textilfabriken mit deren Produktions-, Logistik- und Softwaresystemen zur Auftragssteuerung und -abwicklung. Gemeinsam arbeiten wir an der datengetriebenen Modellbildung für Produktionsumgebung mit den darin enthaltenen Anlagen und ablaufenden Prozessen. Damit sollen eine optimale Einplanung sowie schnellere Bearbeitung von Aufträgen sowie die bedarfsgerechte Bereitstellung aller relevanten Informationen und Daten erreicht werden.

Basis dafür ist die Vernetzung der Maschinensteuerung mit sogenannten Manufacturing Execution Systemen (MES) zur prozessnahen operativen Steuerung eines mehrschichtigen Fertigungsmanagements mit sogenannten Enterprise Resource Planning Systemen (ERP) zur ganzheitlichen Unternehmenssteuerung von der Auftragserteilung bis zur Lieferung – und dies alles in Echtzeit. Dazu gehören natürlich klassische Datenerfassungen und Aufbereitungen wie der Betriebs- und Maschinendaten (BDE und MDE) sowie Personaldatenerfassung, aber auch alle anderen Prozesse, die eine Auswirkung auf die Fertigung haben.

Mittels eines digitalen Zwillings sollen dazu die Struktur, Logik und 3D-Repräsentation der realen Umgebung(en) erfasst und erstellt werden. Gleichzeitig müssen während des Betriebs Echtzeitdaten aus den realen Systemen gesammelt, zugeordnet und so ein digitaler Schatten erzeugt werden, der in der virtuellen Produktionsumgebung die Simulation in Bezug auf Technik, Organisation und Mitarbeiter zulässt.

Konkret sollen im Vorhaben Lösungen für folgende Aufgabenfelder entstehen:

• Wissensmanagement: Ablage von Formel- und Prozesszusammenhängen zur Verbesserung der Maschinenparametrisierung über die textile Kette hinweg
• Assistenzsysteme: informationstechnisches Assistieren von Rüst- und Instandhaltungsvorgängen durch Virtual Reality und Augmented Reality
• Fabrikbetrieb: simulationsgestützte Planung und Steuerung der Fertigungs- und Logistikprozesse

Um diese hochgesteckten Ziele zu erreichen, sind wir im Vorhaben einer von drei industriellen Anwendungspartnern. Wir bringen unsere Erfahrungen und Daten zur Prozess- und Anlagenmodellierung, Sensorintegration sowie TechTex-Veredelung und Instandhaltung aus Sicht eines Textilmaschinenbauers ein.

Bisher haben wir im Vorhaben keinen Zeitverzug, was trotz der Corona-Krise dem sehr agilen und flexiblen Gesamtmanagement des Koordinators an der Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz zu danken ist.

>Welchen Mehrwert möchte Ihr Unternehmen aus der Arbeit in futureTEX ziehen?

Wenn man z. B. 50 Einzelparameter beeinflussen kann, ist es einfach essenziell zu wissen, was passiert mit den anderen 49 Kennwerten, wenn man eine Einstellung verändert. Wir wollen quasi einen automatisierten Rezepturvorschlag zum richtigen Produzieren erarbeiten, der die Kundenanforderungen ohne Zeitverzug umsetzt. Dazu haben wir uns klare Benchmarks gesetzt. Das zu entwickelnde Tool soll auch bei kleinen Losgrößen die Stillstands- und Liegezeiten um 20 Prozent reduzieren, die Gesamt-Durchlaufzeiten sollen um 15 Prozent verkürzt werden und die Reaktionszeiten wollen wir sogar um 30 Prozent nach unten schrauben.

Das Tool soll auch für ältere Maschinen zum Einsatz kommen. Adäquate Retrofitlösungen mit neuen Services und Assistenzsystemen eröffnen uns ggf. auch disruptive Geschäftsmodelle.