Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT
Projektbeschreibung und -ziele
Textilmarkt in Deutschland: kleine bis mittlere Serien, sehr häufige Artikelwechsel, hochwertige Materialien
Ein wesentlicher Aspekt für qualitatives Wachstum und die dafür notwendige wettbewerbsfähige Positionierung der mittelständisch geprägten deutschen Textilindustrie ist die Erfüllung der Kundenanforderungen nach kostengünstigen, qualitativ hochwertigen und individualisierten Produkten. Für die Herstellung von individualisierten Textilprodukten mit kundenspezifischen Eigenschaften eignet sich die Flachstricktechnologie aufgrund ihrer enormen Gestaltungsmöglichkeiten und kurzen Rüstzeiten besonders gut. Die in der industriellen Massenproduktion etablierten prozessintegrierten, sensorgestützten und echtzeitfähigen QS-Systeme anderer Branchen wie Automobil- und Verarbeitungsmaschinenbau sowie Halbleiterindustrie sind aufgrund der häufigen Produkt- und Materialwechsel bei kleinen bis mittleren Losgrößen nicht ohne weiteres auf die Textiltechnik übertragbar.
Um den individuellen Anforderungen der Textiltechnik, insbesondere im Bereich der Flachstricktechnik, gerecht zu werden, wird ein KI-gestütztes Inline-QS-System zur Optimierung hochflexibler Stricktechnologien benötigt.
Die zu lösenden Herausforderungen in der Flachstricktechnik
Trotz der bekannten Problematik gibt es bisher keine technischen Systeme zur automatisierten Ermittlung und im besten Fall automatisierten Rückkopplung von Maschineneinstellwerten (vor allem Kuliertiefe, Fadenspannung, Schlitten- und Abzugsgeschwindigkeit) in Abhängigkeit von festgestellten Faden-, Prozess- oder Produktveränderungen bzw. Fehlern. Die Maschineneinstellung und -überwachung zur Sicherstellung einer hohen Produktqualität und Maschinenverfügbarkeit basiert derzeit auf den gesammelten Erfahrungswerten weniger hochqualifizierter und erfahrener Mitarbeiter eines Unternehmens. Basierend auf den umfangreichen Kenntnissen und Erfahrungen dieser Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter werden aus der Bewertung der Optik und Haptik des Gestricks sowie der akustischen Emissionen der Maschinen die notwendigen Anpassungen der Einstellungen an jeder Maschine separat über mehrere Optimierungsschleifen abgeleitet.
Akustische Analyse mit KI zur Nachahmung der Erfahrung des Fachpersonals
Ziel des interdisziplinären und branchenübergreifenden Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen, flexibel einsetzbaren, intelligenten und inline messenden Qualitätssicherungssystems (OptiStrick). Am Beispiel einer Flachstrickmaschine soll so eine Echtzeitanalyse der aktuellen Material- und Betriebszustände und der daraus resultierenden Textileigenschaften ermöglicht werden. Die Erkenntnisse aus den bisher untersuchten Anwendungsgebieten des akustischen Monitorings werden auf die Textilherstellung übertragen. Dafür werden die bestehenden Ansätze bewertet und für das komplexe Flachstricken gezielt weiterentwickelt, um letztlich angepasste KI-Lösungen erforschen und umsetzen zu können. Auch der Transfer auf verwandte Arten der Textilverarbeitung wie Weben, Sticken, Wirken und Nähen wird mit betrachtet.