Aktuell / 02.04.2015

Schuhfertigung kehrt nach Deutschland zurück

In neuen kundennahen Mini-Fabriken entstehen in enger Zusammenarbeit von Mensch und Roboter individuelle Produkte. © adidas Group

Die Produktion hochwertiger Schuhe soll dank automatisierter Einzelstückfertigung nach Deutschland zurückkehren. Das ist Ziel des neuen Forschungsprojekts Speedfactory, in dem eine vernetzte, dezentrale Produktion entwickelt wird. Diese soll flexibel und kostengünstig auf Innovationen und Kundenwünsche reagieren. Menschen und Roboter werden in einer gemeinsamen Arbeitsumgebung unter anderem Sportartikel produzieren.

Das Projekt Speedfactory soll am Beispiel der Herstellung von Sportartikeln zeigen, wie die Produktion in Hochlohnländern wie Deutschland attraktiv bleiben kann. Das Unternehmen Adidas will einen Teil seiner Produktion flexibilisieren und direkt vor Ort hochindividualisierte Schuhe fertigen. Mit dem Ziel, den gesamten Produktionsprozess zu automatisieren, wollen die Beteiligten die Kommunikation zwischen Mensch und Textilmaschine erforschen, neue Materialien finden und ein neues Supply-Chain-Management entwickeln.

Ein Netzwerk kleiner, flexibler Produktionsstätten in Kundennähe könnte die zentralisierte Herstellung in wenigen Großbetrieben ersetzen. Der Sportartikelhersteller könnte viel schneller und flexibler auf Nachfrageänderungen und individuelle Kundenwünsche reagieren, als dies mit einer einzigen Produktionsanlage möglich wäre. „Das Ziel ist es, flexibel, lokal und auf kleinstem Raum zu produzieren“, sagt Gerd Manz, Vice President Technology Innovation bei Adidas.

Die Entwickler beschäftigen sich zunächst bis Frühjahr 2016 mit der Schuhproduktion. Sie entwickeln dabei einerseits neue Maschinen, andererseits innovative Materialien und neue Produktionsabläufe. Das bedeutet auch veränderte Ansprüche an die Logistik und die Vorlieferanten. Sie müssen sich darauf einstellen, viel kleinere Mengen an mehr Produktionsstandorte zu liefern.
Das erfordert über alle Minifabriken hinweg eine digitale Vernetzung der gesamten Produktionskette, durch die Mensch und Maschine miteinander kommunizieren können. Durch ein solches weltweites Netzwerk wird die Produktion neu verteilt: Ein Teil kommt wieder zurück nach Europa, doch auch in bisherigen Hersteller- und Schwellenländern werden moderne, flexible Produktionsstätten für den regionalen beziehungsweise lokalen Markt entstehen.

Dezentrale Fabriken können flexibler auf regionale Bedürfnisse eingehen. Außerdem sinken Transportkosten und Wechselkursrisiken, Kosten für Zoll oder Handelshemmnisse entfallen. 

Schnelle Reaktion auf Änderungswünsche dank schnellerer Kommunikation

Im Projekt werden die jeweiligen Vorteile der Produktionsansätze Großserien- und Manufakturfertigung in einem neuen Verfahren zusammengeführt. Ziel ist die industrielle Kleinstserienfertigung bis zur Maßanfertigung von Einzelstücken. Mit aktuellen Technologien und optimaler Mensch-Roboter-Interaktion sollen sehr kurze Taktzeiten mit höchster Flexibilität erreicht werden. Ziel ist eine Verminderung der Transaktionen über die Kontinente hinweg. Die Produktion von Mode- und Sportartikeln soll wieder verstärkt in Europa stattfinden. Dank Vernetzung können Hersteller den Logistikaufwand reduzieren und flexibler und schneller auf Modetrends und veränderte Kundenwünsche reagieren. Der Kunde ist von Anfang an in die Entstehung seines Produkts einbezogen: Gemäß seiner Vorgaben fertigt die modular aufgebaute Minifabrik kurzfristig das gewünschte Stück.

Derzeit werden textile Produkte entweder in industrieller Massenfertigung und großen Stückzahlen oder aufwendig durch Manufakturarbeit in kleinen Losgrößen hergestellt. Da bisher die Wertschöpfungsketten im Mode- und Sportbereich global verknüpft sind, müssen Verbesserungen oder Änderungen von Aussehen und Material über große Entfernungen zeit- und arbeitsaufwendig organisiert werden. Die logistischen Herausforderungen einer Wertschöpfungskette, die einen ständigen Austausch von Informationen, Designvorschlägen, Mustern und fertigen Produkten zwischen Asien und Europa erfordert, erschweren und verteuern die Produktion. Mit diesen Produktionsprozessen sind Kundenwünsche wie preiswerte Individualisierung, schneller Modellwechsel oder kostengünstige Kleinserienfertigung kaum zu erreichen.

Interaktion zwischen Mensch und Maschine

Die Projektpartner wollen zeigen, dass sowohl individuelle Sporttextilien und -schuhe als auch Sitzbezüge für Fahrzeuge mit innovativen Produktionsprozessen ohne Wertschöpfungseinbußen hergestellt werden können. Das wollen sie durch Fabrikkonzepte mit hohem Automatisierungsgrad erreichen. Für die sinnvolle Interaktion von Mensch und Roboter werden innovative Sensorik, Umgebungsintelligenz und Kognition sowie Augmented Reality eingesetzt. Dadurch können die Arbeitskräfte zusammen mit Fertigungsrobotern dann auch solche Werkstoffe effizient einsetzen, die bis heute nicht durch Maschinen automatisiert verarbeitet werden können.

Bei der Interaktion zwischen Mensch und Maschine geht es um Konzepte zur Unterstützung des Menschen bei seinen Aufgaben. Die Interaktion muss dabei intuitiv, sicher und gleichzeitig ergonomisch sowie auf den Menschen adaptierend sein. Ziel ist es, die Belastung des Menschen so gering wie möglich zu halten. Innerhalb von Speedfactory wird untersucht, wie sich neue und bestehende Konzepte in die Textil- und Sportartikelindustrie übertragen lassen.

Schwerpunkte der Forschung sind Produktionslogistik, kognitive Basistechnologien, Mensch-Technik-Interaktion (MTI) und 3-D-Bearbeitung in industriellen Anwendungen. Für die automatische Herstellung und Handhabung biegeschlaffer Textilien durchleuchten die Experten die gesamte Prozesskette von der textilen Flächenherstellung über Handhabungs- zu Fügeprozessen. Die Entwickler planen, zur Optimierung der Abläufe zunächst die einzelnen Produktionsschritte zu modularisieren. Die einzelnen Module werden dabei weitgehend automatisiert gesteuert. Ein Fabrikdemonstrator soll die neuen Fertigungsoptionen prototypisch nachweisen.

Die Bundesregierung fördert das Projekt Speedfactory im Rahmen ihrer „Hightech-Strategie 2020“, dem nationalen Plan zur Förderung von Innovation und Technologie. Es ist eines von zwölf Projekten im Technologieprogramm „AUTONOMIK für Industrie 4.0“, mit denen die Vernetzung von Fertigungsprozessen durch innovativen Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) vorangetrieben werden soll. Die Strategie sieht vor, die neuesten IKT zu nutzen und beispielsweise den Herstellungsprozess umweltfreundlicher, energie- und materialeffizienter zu gestalten.

Verknüpfte Projekte

    Mehr zum Projekt

    Verbundprojekt
    SpeedFactory – Autonomik für die Sportartikelindustrie

    Projektbeteiligte:

    Koordination, Aufbau Demonstrator
    adidas AG

    Validierung textiler 2D und 3D Fügeprozesse
    Johnson Controls

    Mensch-Maschinen Interaktion
    fortiss GmbH

    Sondermaschinenbau, Automatisierungssystem für 2D und 3D
    KSL Keilmann Fügen

    Entwicklung neuer Prozesse für 2D und 3D Stricken
    Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen

    Laufzeit:

    2013 – 2016

    Förderkennzeichen:

    01MA13002A-E