Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Nachhaltigkeitspotenziale von Microfactories für textile Produktionsnetzwerke erschließen

Nachhaltigkeit ist in der globalisierten Textil- und Bekleidungsindustrie ein intensiv diskutiertes und fokussiertes Thema. Schnelllebige Trends, unterjährig häufig wechselnde Kollektionen, ökologisch unvorteilhafte Geschäftsmodelle sind einige Treiber negativer Auswirkungen auf die Umwelt. Microfactories bieten durch eine digital durchgängige Produktentwicklung und Fertigung, in Verbindung mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik, große Potenziale zur Optimierung der Wertschöpfungskette. Individuelle Ideen und Kundenanforderungen können im Rahmen einer nachhaltigen Prototypenfertigung schnell und direkt umgesetzt werden, trotz kleiner Losgrößen. Durch die geographische Nähe der Microfactory kann schnell auf Marktänderungen reagiert werden, um regional nah am Kunden, ressourcenschonend und hohe Qualität zu produzieren. Microfactory-Module für CAD, Raster Image Processing, Digitaldruck, Fixierung, Zuschnitt und Konfektion sind prinzipiell technologisch verfügbar aber in dieser Form noch nicht direkt für ein industrielles Produktionsnetzwerk übertragbar. Es gibt noch etliche offene Fragen hinsichtlich Technik, Skalierbarkeit, realisierbarer Produkte, informationstechnischer Abstimmung der Prozesse und Produkte sowie des Produktions-Workflows. Technische Fragestellungen hinsichtlich des Bedruckens unterschiedlicher Substrate (Baumwolle, Polyester, etc.), Farbstoffarten (Pigment, Dispersion, Reaktiv), der Fixierung, dem Konfektionieren und den erzielbaren technischen Eigenschaften von Produkten sowie deren ökonomische und ökologische Nachhaltigkeit werden untersucht. Dazu werden Prozessmodelle mittels der Materialflusskostenrechnung und LCA bewertet. Im Rahmen des Projektes wird eine weitestgehend interoperable Produktion unterschiedlicher Produktsegmente auf Basis einer Microfactory konzipiert, realisiert und an den DITF demonstriert. Damit lassen sich spezifische Geschäftsmodelle für KMU sowie deren Nachhaltigkeit evaluieren

Ergebniszusammenfassung:

Die zentralen Ergebnisse des Forschungsprojektes sind MFCA-Modelle (virtuelle Modelle der Fertigung) der Microfactories sowie eine flexible Workflowlösung (digitales Rückgrat der Fertigung) dafür. Für diese Ergebnisse gibt es eine ganze Reihe an Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie.

Die MFCA-Modelle können zur Ermittlung zentraler Kennzahlen (z. B. Carbon Footprint) sowohl von Microfactories als auch, mit Anpassungen, für andere Fertigungsmodelle herangezogen werden. In Kombination mit der Multikriterienanalyse können Variationen bestehender Fertigungen aber auch alternative Fertigungen miteinander verglichen werden. Dadurch können Gestaltungsentscheidungen bei Microfactories aber auch für andere Fertigungsmodelle auf Basis objektiver Kennzahlen gefällt werden. Durch die Multikriterienanalyse kann sichergestellt werden, dass unterschiedliche Interessenslagen (z. B. Vertrieb mit Fokus Kosten, Produktion mit Fokus Qualität, Marketing mit Fokus Nachhaltigkeit) im Unternehmen berücksichtigt werden. Neben neuen Fertigungsmodellen können auch neue Geschäftsmodelle evaluiert werden.

Die flexible Workflowlösung ermöglicht eine durchgehend digitale Kommunikation sowie die einfache Integration von textilen Services in die Produktionsabläufe. Damit kann sie das digitale Rückgrat einer Microfactory bilden. Der entwickelte Lösungsansatz kann aber auch bei anderen Fertigungsmodellen genutzt werden, aufgrund des zugrundeliegenden Konzepts. Auch unterstützt er die Integration textiler (Micro)Services, da ein Bestandteil des Konzepts die Servitisierung ist. Damit können durch Klein- und Kleinstunternehmen einfach einzelne Module (z. B. Designentwicklung, Schnittentwicklung) in Produktionsnetzwerke integriert werden.

Die Kombination von virtuellen Modellen und digitalem Rückgrat ermöglichen aber auch neue Fertigungsmodelle, die lokal, flexibel, bedarfsorientiert und nachhaltig produzieren können und damit den KMU helfen die aktuellen Herausforderungen zu meistern.