Skip to main content
main-content

12.10.2021 | Polymerwerkstoffe | Im Fokus | Onlineartikel

Kunststoffverarbeitung: Wie aus Daten ein Geschäft wird

Autor:
Thomas Siebel
4 Min. Lesedauer

Werkstoffe und Prozesse sind das Herz der Wertschöpfung in der Kunststoffverarbeitung. Doch zunehmend eröffnen auch Daten neue Geschäftsfelder – im Materialeinkauf, in der Produktion oder im Vertrieb.


In der Wertschöpfungskette der Kunststoffverarbeitung sind Daten allgegenwärtig. Daten zum Materialeingang, aus der Konstruktion, von Sensoren und Maschinen oder aus dem Vertrieb bilden die Basis für verbesserte Arbeitsabläufe, höhere Prozessqualität und -transparenz oder für eine flexiblere Fertigung. Heute werden Daten in erster Linie für firmeninterne Optimierungen genutzt, doch Potenzial schlummert auch in datengetriebenen neuen Produkten oder Dienstleistung.

Empfehlung der Redaktion

2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

Digitalisierung in der Kunststoffverarbeitung

Mehrwert durch Daten und vernetzte Systeme

Daten über die Produktion sowie die umliegenden Felder der Wertschöpfungskette gewinnen in der Kunststoffverarbeitung immens an Bedeutung.

Im Kapitel Digitalisierung in der Kunststoffverarbeitung des Buchs Monetarisierung von technischen Daten beschreiben Christian Hopmann und Mauritius Schmitz die verschiedenen Ansätze, um Daten in der Kunststoffverarbeitung neue Geschäftsfelder zu erschließen. Sie reichen von der Materialbereitstellung und der -verarbeitung über das Erheben von Daten in komplexen Anlagen und der Optimierung interner Prozesse bis hin zum Übertragen von KI-generierten Spritzgussmodellen auf neue Anwendungen.

Digitale Dienstleistungen in Materialversorgung und -verarbeitung

Die Materialbereitstellung und -verarbeitung bietet verschiedene Möglichkeiten für datengetriebene Dienstleistungen. Einzelne Unternehmen verknüpfen beispielsweise empirische Messdaten mit dem Wissen von Prozessexperten mithilfe einer KI und entwickeln so in relativ kurzer Zeit Rezepturen mit maßgeschneiderten Materialeigenschaften. Zudem kann bereits in der Materialentwicklung sichergestellt werden, dass Granulate später automatisiert und bedarfsgerecht nachbestellt werden können, etwa auf Basis des aktuellen Vorratsstands in der Produktion. Weitere neue Dienstleistungen bieten einige Hersteller von MES- oder Betriebsdatenerfassungssystmen an: Cloud-basiert erfassen sie Prozessdaten, übernehmen die Prozessleitung und optimieren in diesem Zuge – auf Basis der Kundendaten – die Prozesse beim Kunden.

Daten in komplexen Produktionssystemen erfassen

Mithilfe von Produktions- und Maschinendaten lassen sich Durchlaufzeiten oder Stillstände transparent machen oder Störfällen vorbeugen. Kunststoffverarbeiter können dafür auf diverse kommerziell angebotene Sensoren, Edge-Devices oder Cloud-Dienste zugreifen. Allerdings ist die Datenerfassung angesichts der zahlreichen unterschiedlichen Schnittstellen und Softwaresysteme in der Produktion kompliziert. Daraus entsteht ein wachsender Bedarf an Sensoren, die sich ohne besonderes Fachwissen in bestehende Infrastrukturen einbinden lassen.

Maschinen in industriellen Anlagen sind zudem nicht nur über eine Vielzahl von Schnittstellen wie ProfiNet oder OPC/UA miteinander verbunden, sondern sie umfassen oftmals auch ältere Anlagen ohne ausreichende digitale Schnittstellen. Der Aufwand für die Implementierung eines Datenerfassungssystems ist dementsprechend hoch. Ein Dienstleistungsfeld hat sich hier insbesondere für kleine und mittelständige Unternehmen eröffnet, die Produktionsdaten, Einstellparameter oder Qualitätsmanagementdaten in einem übergreifenden System zusammenfassen.

Interne Prozesse optimieren

Unternehmensintern hat sich die datengetriebene Optimierungen der Wertschöpfungskette etabliert. Im Einkauf lassen sich mithilfe digital verfügbarer aktueller Marktpreise Materialien günstig, oft auch regional und somit zu geringen Logistikkosten, beschaffen. Materialeigenschaften können mit geringem Aufwand online konfiguriert werden und so auch kurzfristig an eigene Prozesse anpassen. Die interne Logistik profitiert von datengetrieben optimierten Routen von Flurförderfahrzeugen. Durch Just-in-Time-Lieferungen lassen sich zudem Lagerbestände minimieren. Die digitalen Auftragsplanung liefert darüber hinaus die Voraussetzung für eine flexible und automatisierte Produktion.

Anonymisierte Produktionsdaten nutzen

Einmal mittels Big Data- und Machine-Learning-Methoden trainierte Modelle lassen sich oftmals auf neue Problemstellungen übertragen. Laut Hopmann und Schmitz bietet das Potenzial für das Spritzgießen. Informationen, die mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen in einem bekannten Prozess gewonnen wurden, können für neue, ähnlich Prozesse genutzt werden. Voraussetzung ist, dass der neue Prozess dem existierenden ähnelt und dieselben Eingangs- und Ausgangsgrößen verwendet. Mit diesem sogenannten Transferlernen können Prozessmodelle bereits vor der Fertigung realer Anlagen oder Werkzeuge hinsichtlich ihres Prozessverhaltens untersucht werden. Das spart nach Darstellung der Autoren signifikant Kosten beim Einrichten der Maschine, da weniger Material verbraucht wird und der manuelle Aufwand geringer ist.

3D-Modelle mit exakten optischen Eigenschaften

Neben den genannten Ansätzen zur Monetarisierung von Daten in Kunststoffverarbeitung beschreibt Christopher Stillings mit der Kundenerfahrung von Materialien im virtuellen Raum ein weiteres, neues Geschäftsfeld. Grundlage ist dabei der Trend, wonach die Bilder und Sounds der virtuellen Welt, wie sie beispielsweise durch 3D-Brillen wiedergegeben werden können, zunehmend auch durch olfaktorische und haptische Elemente ergänzt werden, wodurch die virtuelle Erfahrung als immer realer wahrgenommen wird, wie der Autor und Covestro-Vice President im Kapitel Digital Transformation in Plastics Industry: From Digitization Toward Virtual Material des Buchs Innovative Technologies for Market Leadership schreibt.

Im Bereich von Kunststoffen komme es dabei insbesondere darauf an, dass optische Eigenschaften wie Farbe, Glanz, Textur oder Transparenz möglichst realistisch am 3D-Modell erfahrbar sind. Als wichtige Entwicklung beschreibt er dabei die Technologie Total Appearance Capture (TAC) des Unternehmens X-rite Pantone, die optikrelevante Daten von Materialproben in das editierbare und portable AxF-Dateifomrat übersetzt. Digitale Materialmodelle mit exakten optischen Eigenschaften werden dem Autor zufolge Konstruktion und Entwicklung, Herstellung, Verkauf und Marketing neue Möglichkeiten eröffnen. In naher Zukunft dürften Dienstleistungen und Plattformen mit solchen Modellen nach Stillings Einschätzung häufiger zu sehen sein.

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

Premium Partner

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen. 

    Bildnachweise