17. Effizienzsteigerung durch datenbasierte Modellierung von Qualität und Produktionskostenfaktoren in der Vliesstoffindustrie

Das Krempelverfahren ist das bedeutendste Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus Fasern endlicher Länge (Stapelfasern). Die Qualitätsparameter von Vliesstoffen werden von einer Vielzahl an Eigenschaften des Rohmaterials, den Produktionseinstellungen sowie den Umgebungsbedingungen hochkomplex beeinflusst. Insbesondere die Einstellung der Krempel hat einen enormen Einfluss auf die Qualität des Vliesstoffes. Um Monetarisierungseffekte in der Vliesstoffproduktion zu realisieren, wird die Krempel mithilfe maschineller Lernverfahren unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten optimiert. Dazu werden die Einflüsse auf die resultierende Vliesqualität und die Produktionskosten ermittelt und ein Messsystem entwickelt, das alle Variablen während der Produktion erfasst. Die Wirkung der Einflussgrößen auf die Zielgrößen Produktqualität und Produktionskosten werden mithilfe maschineller Lernverfahren modelliert. Aufbauend auf den entwickelten Modellen wird eine Simulation entwickelt, die die erwartete Produktqualität und den erwarteten Energiebedarf bei unterschiedlichen Einstellungen simuliert. Für jeden Einstellpunkt werden die spezifischen Produktionskosten berechnet, die bei gegebenen Einstellungen erwartet werden. Ein Optimierungsalgorithmus nach der ε-constraint-Methode sucht die Simulationsergebnisse systematisch ab und wählt diejenige Einstellung, bei der die geforderte Mindestqualität erreicht wird und die Produktionskosten am niedrigsten sind.