Textination Newsline

Freezing, plötzliche Blockaden bei Bewegungsabläufen, ist eines der häufigsten und belastendsten Symptome der Parkinson-Krankheit, einer neurodegenerativen Erkrankung, von der weltweit mehr als 9 Millionen Menschen betroffen sind. Wenn Menschen mit Parkinson „einfrieren“, verlieren sie plötzlich die Fähigkeit, ihre Füße zu bewegen, oft mitten im Schritt, was zu einer Reihe von stakkatoartigen, stotternden Schritten führt, die immer kürzer werden, bis die Person schließlich ganz stehen bleibt. Diese Episoden sind eine der Hauptursachen für Stürze bei Menschen mit Parkinson.

Heutzutage wird Freezing mit einer Reihe von pharmakologischen, chirurgischen oder Verhaltenstherapien behandelt, von denen keine besonders wirksam ist. Was wäre, wenn es einen Weg gäbe, Freezing gänzlich zu verhindern?

Forscher der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) und des Boston University Sargent College of Health & Rehabilitation Sciences haben einen weichen, tragbaren Roboter eingesetzt, der einem Parkinson-Patienten hilft, ohne Freezing zu gehen. Das Roboterkleidungsstück, das um Hüfte und Oberschenkel getragen wird, gibt beim Schwingen des Beins einen sanften Druck auf die Hüfte und hilft dem Patienten, einen längeren Schritt zu machen.

Mit dem Hilfsmittel konnte das Freezing der Teilnehmer beim Gehen in geschlossenen Räumen vollständig beseitigt werden, so dass sie schneller und weiter gehen konnten als ohne die Hilfe des Kleidungsstückes.

„Wir stellten fest, dass schon eine geringe mechanische Unterstützung durch unsere weiche Roboterkleidung eine Sofortwirkung hatte und das Gehen der Versuchspersonen unter verschiedenen Bedingungen nachhaltig verbesserte“, so Conor Walsh, Paul A. Maeder Professor für Ingenieur- und angewandte Wissenschaften am SEAS und Mitautor der Studie.

Die Forschung zeigt das Potenzial der Soft-Robotik zur Behandlung dieses frustrierenden und potenziell gefährlichen Symptoms der Parkinson-Erkrankung auf und könnte es Menschen, die mit dieser Krankheit leben, ermöglichen, nicht nur ihre Mobilität, sondern auch ihre Unabhängigkeit wiederzuerlangen.

Seit über einem Jahrzehnt entwickelt das Biodesign Lab von Walsh am SEAS unterstützende und rehabilitative Robotertechnologien zur Verbesserung der Mobilität von Menschen nach einem Schlaganfall, mit ALS oder anderen Krankheiten, die die Mobilität beeinträchtigen. Ein Teil dieser Technologie, insbesondere ein Exosuit für das Gehtraining nach einem Schlaganfall, wurde vom Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, and Harvard’s Office of Technology Development unterstützt, und das Harvard’s Office of Technology Development  koordinierte eine Lizenzvereinbarung mit ReWalk Robotics zur Vermarktung der Technologie.

Im Jahr 2022 erhielten SEAS und Sargent College einen Zuschuss von der Massachusetts Technology Collaborative, um die Entwicklung und Umsetzung von Robotik und Wearable Technologies der nächsten Generation zu unterstützen. Die Forschung ist im Move Lab angesiedelt, dessen Aufgabe es ist, Fortschritte bei  der Verbesserung der menschlichen Leistungsfähigkeit zu unterstützen, indem es den Raum für die Zusammenarbeit, die Finanzierung, die F&E-Infrastruktur und die Erfahrung bereitstellt, die notwendig sind, um vielversprechende Forschung in ausgereifte Technologien zu verwandeln, die durch die Zusammenarbeit mit Industriepartnern umgesetzt werden können. Diese Forschung ist aus dieser Partnerschaft hervorgegangen.

„Der Einsatz weicher, tragbarer Roboter zur Verhinderung des Freezing beim Gangbild von Parkinson-Patienten erforderte eine Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Rehabilitationswissenschaftlern, Physiotherapeuten, Biomechanikern und Bekleidungsdesignern", so Walsh, dessen Team eng mit dem von Terry Ellis, Professor und Lehrstuhlinhaber für Physiotherapie sowie Leiter des Zentrums für Neurorehabilitation an der Universität Boston, zusammenarbeitete.

Das Team arbeitete sechs Monate lang mit einem 73-jährigen Mann, der an Parkinson erkrankt war und trotz chirurgischer und medikamentöser Behandlung mehr als zehnmal am Tag unter erheblichem und behinderndem Freezing litt, was immer wieder zu Stürzen führten. Diese Episoden hinderten ihn daran, sich in seiner Nachbarschaft zu bewegen, und zwangen ihn, sich draußen mit einem Elektromobil fortzubewegen.

In früheren Forschungsarbeiten wiesen Walsh und sein Team mithilfe der Human-in-the-Loop-Optimierung nach, dass ein weiches, am Körper zu tragendes Gerät die Hüftbeugung verstärken und den Schwung des Beins nach vorne unterstützen kann, um den Energieverbrauch beim Gehen bei gesunden Menschen effizient zu senken.

In diesem Fall verwendeten die Forscher den gleichen Ansatz, um das Freezing zu bekämpfen. Das tragbare Gerät verwendet kabelgesteuerte Aktoren und Sensoren, die um Taille und Oberschenkel getragen werden. Anhand der von den Sensoren erfassten Bewegungsdaten schätzen Algorithmen die Phase des Gangs und erzeugen im Zusammenspiel mit der Muskelbewegung Unterstützung.

Die Wirkung trat sofort ein. Ohne spezielles Training war der Patient in der Lage, ohne Freezing in geschlossenen Räumen und mit nur gelegentlichen Episoden im Freien zu gehen. Er war ebenfalls in der Lage, ohne Stocken zu gehen und zu sprechen, was ohne das Gerät kaum möglich war.

„Unser Team war sehr gespannt darauf, wie sich die Technologie auf das Gangbild der Teilnehmer auswirkt“, sagt Jinsoo Kim, ehemaliger Doktorand am SEAS und Mitautor der Studie.

Während der Studienbesuche erzählte der Teilnehmer den Forschern: „Der Anzug hilft mir, längere Schritte zu machen, wenn er nicht aktiv ist, merke ich, dass ich meine Füße viel mehr nachziehe. Er hat mir wirklich geholfen, und ich empfinde ihn als einen positiven Schritt nach vorn. Er könnte mich darin unterstützen, länger zu gehen und meine Lebensqualität zu erhalten."

„Unsere Studienteilnehmer, die freiwillig ihre Zeit opfern, sind echte Partner“, so Walsh. „Da die Mobilität schwierig ist, war es für diese Person eine echte Herausforderung, überhaupt ins Labor zu kommen, aber wir haben so sehr von ihrer Perspektive und ihrem Feedback profitiert.“

Das Gerät könnte auch eingesetzt werden, um die Mechanismen des Freezing besser zu verstehen, die nur unzureichend erforscht sind.

„Da wir das Freezing nicht wirklich verstehen, wissen wir nicht, warum dieser Ansatz so gut funktioniert“, so Ellis. Aber diese Arbeit deutet auf die potenziellen Vorteile einer "Bottom-up"-Lösung statt einer "Top-down"-Lösung zur Behandlung von Gangfehlern hin. Wir sehen, dass die Wiederherstellung einer fast normalen Biomechanik die periphere Dynamik des Gangs verändert und die zentrale Verarbeitung der Gangkontrolle beeinflussen kann.“

Das Team arbeitete sechs Monate lang mit einem 73-jährigen Mann, der an Parkinson erkrankt war und trotz chirurgischer und medikamentöser Behandlung mehr als zehnmal am Tag unter erheblichem und behinderndem Freezing litt, was immer wieder zu Stürzen führten. Diese Episoden hinderten ihn daran, sich in seiner Nachbarschaft zu bewegen, und zwangen ihn, sich draußen mit einem Elektromobil fortzubewegen.

In früheren Forschungsarbeiten wiesen Walsh und sein Team mithilfe der Human-in-the-Loop-Optimierung nach, dass ein weiches, am Körper zu tragendes Gerät die Hüftbeugung verstärken und den Schwung des Beins nach vorne unterstützen kann, um den Energieverbrauch beim Gehen bei gesunden Menschen effizient zu senken.

In diesem Fall verwendeten die Forscher den gleichen Ansatz, um das Freezing zu bekämpfen. Das tragbare Gerät verwendet kabelgesteuerte Aktoren und Sensoren, die um Taille und Oberschenkel getragen werden. Anhand der von den Sensoren erfassten Bewegungsdaten schätzen Algorithmen die Phase des Gangs und erzeugen im Zusammenspiel mit der Muskelbewegung Unterstützung.

Die Wirkung trat sofort ein. Ohne spezielles Training war der Patient in der Lage, ohne Freezing in geschlossenen Räumen und mit nur gelegentlichen Episoden im Freien zu gehen. Er war ebenfalls in der Lage, ohne Stocken zu gehen und zu sprechen, was ohne das Gerät kaum möglich war.

„Unser Team war sehr gespannt darauf, wie sich die Technologie auf das Gangbild der Teilnehmer auswirkt“, sagt Jinsoo Kim, ehemaliger Doktorand am SEAS und Mitautor der Studie.

Während der Studienbesuche erzählte der Teilnehmer den Forschern: „Der Anzug hilft mir, längere Schritte zu machen, wenn er nicht aktiv ist, merke ich, dass ich meine Füße viel mehr nachziehe. Er hat mir wirklich geholfen, und ich empfinde ihn als einen positiven Schritt nach vorn. Er könnte mich darin unterstützen, länger zu gehen und meine Lebensqualität zu erhalten."

„Unsere Studienteilnehmer, die freiwillig ihre Zeit opfern, sind echte Partner“, so Walsh. „Da die Mobilität schwierig ist, war es für diese Person eine echte Herausforderung, überhaupt ins Labor zu kommen, aber wir haben so sehr von ihrer Perspektive und ihrem Feedback profitiert.“

Das Gerät könnte auch eingesetzt werden, um die Mechanismen des Freezing besser zu verstehen, die nur unzureichend erforscht sind.

„Da wir das Freezing nicht wirklich verstehen, wissen wir nicht, warum dieser Ansatz so gut funktioniert“, so Ellis. Aber diese Arbeit deutet auf die potenziellen Vorteile einer "Bottom-up"-Lösung statt einer "Top-down"-Lösung zur Behandlung von Gangfehlern hin. Wir sehen, dass die Wiederherstellung einer fast normalen Biomechanik die periphere Dynamik des Gangs verändert und die zentrale Verarbeitung der Gangkontrolle beeinflussen kann.“

Die Studie wurde von Jinsoo Kim, Franchino Porciuncula, Hee Doo Yang, Nicholas Wendel, Teresa Baker und Andrew Chin mitverfasst. Asa Eckert-Erdheim und Dorothy Orzel trugen ebenfalls zur Entwicklung der Technologie bei, ebenso wie Ada Huang, Sarah Sullivan leitete die klinische Forschung. Das Projekt wurde von der National Science Foundation unter dem Zuschuss CMMI-1925085, von den National Institutes of Health unter dem Zuschuss NIH U01 TR002775 und von der Massachusetts Technology Collaborative, Collaborative Research and Development Matching Grant unterstützt.

In zwei neuen Studien haben Forschende der North Carolina State University eine Serie von Textilfasern entwickelt und getestet, die ihre Form verändern und wie ein Muskel Kraft erzeugen können. In der ersten Studie untersuchten die Forscher den Einfluss der Materialien auf die Stärke und die Kontraktionslänge der künstlichen Muskeln. Die Forschungsergebnisse könnten helfen, die Fasern für verschiedene Anwendungen anzupassen.

In der zweiten Studie, der Proof-of-Concept-Studie, testeten die Forscher ihre Fasern als Gerüst für lebende Zellen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die als „Faserrobots“ bezeichneten Fasern möglicherweise zur Entwicklung von 3D-Modellen lebender, sich bewegender Systeme im menschlichen Körper verwendet werden könnten.

„Wir haben festgestellt, dass unser Faserrobot ein sehr geeignetes Gerüst für Zellen ist. Um eine geeignetere Umgebung für die Zellen zu schaffen, können wir die Frequenz und das Kontraktionsverhältnis verändern,“ sagte Muh Amdadul Hoque, Doktorand in Textiltechnik, Chemie und Wissenschaft an der NC State. „Dies waren Proof-of-Concept-Studien; letztendlich ist es unser Ziel, herauszufinden, ob wir diese Fasern als Gerüst für Stammzellen nutzen oder sie in zukünftigen Studien zur Entwicklung künstlicher Organe verwenden können.“
 
Die Forscher stellten die formverändernden Fasern her, indem sie einen ballonartigen Schlauch aus einem gummiähnlichen Material in eine geflochtene Textilhülle einkapselten. Wird der im Innern befindliche Ballon mit einer Luftpumpe aufgeblasen, dehnt sich der geflochtene Mantel aus, wodurch er sich verkürzt.

Die Forschenden maßen die Kraft und die Kontraktionsraten von Fasern aus verschiedenen Materialien, um den Zusammenhang zwischen Material und Performance zu verstehen. Sie stellten fest, dass stärkere Garne mit größerem Querschnitt eine stärkere Kontraktionskraft erzeugen. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass das für die Herstellung des Ballons verwendete Material einen Einfluss auf die Stärke der Kontraktion und die erzeugte Kraft ausübte.
 
„Wir haben nachgewiesen, dass wir die Materialeigenschaften an die erforderliche Leistung des Geräts anpassen können“, so Xiaomeng Fang, Assistenzprofessorin für Textiltechnik, Chemie und Wissenschaft an der NC State. "Wir haben auch gezeigt, dass wir dieses Gerät klein genug machen können, so dass wir es potenziell bei der Herstellung von Textilien und anderen Textilanwendungen einsetzen können, unter anderem in Wearables und Hilfsmitteln."
 
In einer Folgestudie untersuchten die Forschenden, ob sie die formverändernden Fasern als Gerüst für Fibroblasten verwenden könnten, eine Zellart, die in Bindegeweben vorkommt und andere Gewebe oder Organe stützt.

„Die Dehnung soll die dynamischen Bewegungen des Körpers imitieren“, sagt Jessica Gluck, Assistenzprofessorin für Textiltechnik, Chemie und Wissenschaft an der NC State University und Mitautorin der Studie.

Die Wissenschaftler untersuchten die Reaktion der Zellen auf die Bewegung der formverändernden Fasern sowie auf die verschiedenen Materialien, die bei der Faserstruktur verwendet wurden. Sie fanden heraus, dass die Zellen in der Lage waren, die Flechthülle des Faserrobots zu bedecken und sogar zu durchdringen, stellten jedoch eine Abnahme der Stoffwechselaktivität der Zellen fest, wenn die Kontraktion des Faserrobots über ein bestimmtes Maß hinaus anhielt, im Vergleich zu einer Einheit aus demselben Material, die sie stationär hielten.

The researchers are interested in building on the findings to see if they could use the fibers as a 3D biological model, and to investigate whether movement would impact cell differentiation. They said their model would be an advance over other existing experimental models that have been developed to show cellular response to stretching and other motion, since they can only move in two dimensions.
Die Ergebnisse sollen weiter ausgebaut werden, um zu sehen, ob die Fasern als biologisches 3D-Modell verwenden werden können, und weiter, um zu untersuchen, ob die Bewegung die Zellteilung beeinflussen würde. Ihr Modell wäre ein Fortschritt gegenüber anderen experimentellen Modellen, die entwickelt wurden, um die Reaktion von Zellen auf zweidimensionale Dehnung und andere Bewegungen zu zeigen.
 
„Wenn man Zellen dehnen oder belasten will, legt man sie normalerweise auf eine Kunststoffschale und dehnt sie in eine oder zwei Richtungen“, sagte Gluck. „In dieser Studie konnten wir zeigen, dass die Zellen in dieser dynamischen 3D-Kultur bis zu 72 Stunden überleben können.“

„Dies ist besonders nützlich für Stammzellen“, fügte Gluck hinzu. „In Zukunft könnten wir untersuchen, was auf zellulärer Ebene bei mechanischer Belastung passiert. Man könnte Muskelzellen betrachten und sehen, wie sie sich entwickeln, oder analysieren, wie die mechanische Einwirkung zur Zellteilung beitragen würde.“

Die Studie „Effect of Material Properties on Fiber-Shaped Pneumatic Actuators Performance” wurde am 18. März in Actuators veröffentlicht. Emily Petersen war Mitautorin. Die Studie wurde durch eine Anschubfinanzierung gefördert, die Fang vom Department of Textile Engineering, Chemistry and Science der NC State University erhielt.

Die Studie mit dem Titel „Development of a Pneumatic-Driven Fiber-Shaped Robot Scaffold for Use as a Complex 3D Dynamic Culture System“ (Entwicklung eines pneumatisch angetriebenen faserförmigen Robotgerüsts zur Verwendung als komplexes dynamisches 3D-Kultursystem) wurde am 21. April online in Biomimetics veröffentlicht. Neben Gluck, Hoque und Fang gehörten Nasif Mahmood, Kiran M. Ali, Eelya Sefat, Yihan Huang, Emily Petersen und Shane Harrington zu den Co-Autoren. Die Studie wurde vom NC State Wilson College of Textiles, der Abteilung für Textiltechnik, -chemie und -wissenschaft sowie dem Wilson College of Textiles Research Opportunity Seed Fund Program finanziert.

Um im Meer versunkene Kriegsgeschosse zuverlässig zu detektieren, kommen bislang Spezial-U-Boote zum Einsatz. Für enge und schwer erreichbare Stellen übernehmen noch immer geschulte Spezialtaucher*innen diese komplexe und teilweise gefährliche Aufgabe.

Ein deutsches Forschungskonsortium unter Beteiligung des Fraunhofer IZM nutzt jetzt einen Unterwasser-Roboter, der so wendig und beweglich ist wie ein Mantarochen und zukünftig dank neu-entwickelter, vernetzter Sensoren in seinen Flügelflächen mehr Informationen aus der Umgebung erhalten kann. So wird beispielsweise die Metalldetektion von Objekten auf dem Meeresboden oder leicht vergraben unter der Erde ermöglicht.
 
Autonome Unterwasser-Vehikel oder auch AUVs gibt es schon seit einigen Jahren. Hightech-Unternehmen für zuverlässige Unterwasserkommunikation und innovative bionische Lösungen wie die EvoLogics GmbH haben diese Roboter, inspiriert von Tieren wie Mantarochen, optisch und anatomisch an die Meereswelt angepasst.
 
Mit ihrer Flossenspannweite können diese Fische große Flächen abdecken, dank ihrer beweglichen Wirbel aber auch sehr kleine Biegeradien realisieren und somit leicht durchs Meer gleiten. Bisher waren die Roboter-Mantas aber noch nicht so smart, dass sie die gefährdeten Spezialtaucher*innen ablösen konnten, die beispielsweise vor dem Ausbau eines Offshore-Windparks oder interkontinentaler Leitungen für mehrere Stunden den Meeresgrund nach versunkener hochexplosiver Restmunition aus dem Ersten und Zweiten Weltkrieg oder anderen Metallen absuchen. Eine elektrische Lösung in Form eines Mantarochens soll nun die sichere Detektion von Gefahrgütern unter Wasser mittels vielfältiger Sensoren ermöglichen.

Im BMBF-geförderten Projekt Bionic RoboSkin sollen die robotischen Mantas eine flexible bionische Sensorhaut erhalten, die es den Unterwassermobilen erlaubt, sich autonom in ihrem jeweiligen Umfeld zurechtzufinden. Die Sensorhaut besteht aus einem Textilverbund als Träger für Sensorelemente und stellt feuchtigkeitsbeständige elektrische Verbindungen für Energieversorgung und Kommunikation bereit. Forschende vom Fraunhofer IZM haben es sich zur Aufgabe ge macht, die integrierten Sensormodule zu entwickeln, dank derer die AUVs sowohl Berührungen und Annäherungen als auch die Exploration der Umgebung erkennen und analysieren können. Das Projektkonsortium wird geleitet von der EvoLogics GmbH und hat neben den Fraunhofer-Expert*innen weitere Fachexpertise vom TITV Greiz, der Sensorik Bayern GmbH, der BALTIC Taucherei- und Bergungsbetrieb Rostock GmbH und der GEO-DV GmbH an Bord. Ihr gemeinsames Ziel: eine neue Robotergeneration schaffen, die den Menschen mit einer Vielzahl von teil- oder vollautomatischen Diensten unterstützen kann.

Aber nicht nur unter Wasser sollen die neuen Roboter das Bauen sicherer machen: Für ein zweites Anwendungsszenario übertragen die Forschenden die Sensorplattform auf einen Bodenroboter, den „Dachs“. Auch dieser soll durch GPS-Systeme gesteuert und mit sogenannten Ground Penetrating Radars ausgestattet unterirdische Metallstrukturen detektieren und Landvermessungen wie teilautonome Geo-Exploration in schwer zugänglichen Bereichen (z. B. Überwachung im Tunnelbau) durchführen.
 
Technisch funktioniert das so: Den Robotern wird eine textile, feuchtedurchlässige und damit druckneutrale Haut verpasst, die darin integrierte Mikroelektronik ermöglicht wiederum die Funktionen von Berührungs-, Positionierungs-, Strömungs- und Bewegungssensorik. Diese Textilhaut wird wie ein Strumpf über die Flügel des Roboters gezogen, sodass diese im Stil der Soft Robotics empfindlich werden. Die Forschungsteams am Fraunhofer IZM sind dabei für die elektronische Hardware zuständig: Sie bauen unterwasserfeste Sensorknoten auf, die die vom Manta gesammelten Daten vorverarbeiten. Diese Sensorknoten müssen nicht nur funktional, sondern auch extrem miniaturisiert sein, um direkt unter der dünnen Textilhaut angebracht und mit elektrischen Leitungen versehen zu werden. Im laufenden Betrieb messen die Sensoren dann Größen wie Beschleunigung, Druck und Feuchtedurchlässigkeit. Zudem haben die Forschenden Leuchtdioden/LEDs im Leiterplattendesign integriert: Durch Aktivieren der Lämpchen kann der Roboter künftig unter Wasser mit Taucher*innen kommunizieren und beispielsweise durch Blinken zeigen, dass er in Kürze abbiegt.

Diese Komponenten und Sensorpackages wurden mit Hilfe einer stark miniaturisierten Einbetttechnologie integriert und mit einem robusten Modulgehäuse von Außeneinwirkungen wie Kälte und Flüssigkeit geschützt. Der sogenannte Footprint des eingebetteten Moduls ist mit 23 x 10,5 x 1,6 mm³ platziert auf einer Dicke von weniger als einer Schlüsselbreite ein komplettes Sensorpackage mit Mikrocontroller, Treiber, Beschleunigungssensor und übernimmt die Vorauswertung der Daten. Gleichzeitig dient das Gehäuse als Vermittler, indem es die mechanische und elektrische Kontaktierung zur Sensorhaut bietet. Bereits beim Designentwurf entschieden sich die Forschenden für einen modularen, zweiteiligen Aufbau: Das Embedding-Modul vereint die einzelnen elektronischen Bauteile auf nur wenigen Millimetern und sorgt für die Höchstintegration; das Sensormodulgehäuse bildet die mechanische Schnittstelle zur Textilhaut und sorgt für die notwendige Robustheit des Aufbaus. Das Verbindungskonzept zwischen Modul und Gehäuse funktioniert nach dem Clip-Prinzip: Durch kleine Pins, die auf der Connector-Boardhälfte der Haut angebracht wurden, und winzige Schnapphaken auf dem Sensormodul wird eine schnell lösbare Schnittstelle geschaffen. Die Modularität des Gesamtsystems ermöglicht eine aufwandfreie Neukonfiguration des Moduls.

Als nächste Schritte folgen erste Testdurchläufe mit dem Robo-Manta. Die Erkenntnisse und Ergebnisse aus Bionic RoboSkin lassen sich in weiteren Projekten einsetzen, um die maritime Sensorik, aber auch andere flexible und mobile Serviceroboter durch druckneutrale und zuverlässige Packaging-Lösungen voranzutreiben und noch smarter zu machen.

Das Projekt Bionic RoboSkin mit dem Förderkennzeichen 16ES0914 wird gefördert vom BMBF via VDI/VDE-IT im Rahmenprogramm der Bundesregierung für Forschung und Innovation 2016-2020 „Mikroelektronik aus Deutschland – Innovationstreiber der Digitalisierung“.

• Weltleitmesse für sicheres und gesundes Arbeiten bietet die zentrale Plattform für den persönlichen Austausch der Branche

Der verantwortungsvolle Umgang mit den Themen Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit ist durch die Pandemie noch einmal mehr in den Fokus von Gesellschaft und Politik gerückt. Auf der A+A 2021, die am 26.10.2021 beginnt, stehen diese Themen schon seit ihrer Premiere im Zentrum. Unter dem Motto „Der Mensch zählt“ präsentiert die A+A 2021 vom 26. bis 29. Oktober alles rund um Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit. Mehr als 1.200 Aussteller aus 56 Nationen präsentieren sich den Fachbesuchern in 10 Hallen auf dem Düsseldorfer Messegelände.

„Die Vorfreude auf die Messe war groß. In diesem Jahr haben wir den persönlichen Austausch mit der Branche ganz besonders herbeigesehnt. Das gute Ausstellerfeedback bestätigt, dass die Akteure des beruflichen Gesundheitsschutzes sich eine Live-Plattform wünschen. Und wir liefern mit der A+A, was nur eine Messe bieten kann. Taktil erfahrbare Produktpräsentationen und Innovationen sowie geplante und zufällige Begegnungen mit der ganzen Branche,“ so Birgit Horn, Project Director A+A.

Spannende Themen und Best Practices auf dem A+A Kongress
Parallel zur A+A Fachmesse behandelt der 37. Internationale Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin zahlreiche aktuelle Themen und Herausforderungen der Arbeitsschutz-Fachszene. Er wird organisiert von der Bundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (Basi). In mehr als 25 Veranstaltungsreihen werden fundiertes Fachwissen und aktuelle politische Themen für alle Akteure in Sachen Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit vermittelt und intensiv diskutiert, vor Ort und teils zusätzlich digital. „Schon die Eröffnungsveranstaltung wird interessant. Sozialpartner und andere Stakeholder diskutieren über die Auswirkungen der Pandemie für den Arbeitsschutz und die jetzt beginnende Rückkehr ins ‚Neue Normal‘“, sagt Basi Geschäftsführer Dr. Christian Felten.

Renommierte Expertinnen und Experten aus dem Arbeitsschutz geben beim A+A Kongress Antworten auf zentrale Fragen wie etwa: Wie wirkt sich die Digitalisierung der Arbeit auf Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten aus? Wie berate ich als Fachkraft für Arbeitssicherheit Unternehmen und Beschäftigte dazu? Wie soll man dezentrale Arbeitsorte sicher und gesund managen? Wie bestimmt man das gesunde Gleichgewicht zwischen mobiler und stationärer Arbeit? Welcher betriebliche Präventionsbedarf ergibt sich bei Muskel-Skelettbelastungen und was ist der aktuelle Präventionsbedarf bei Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen und bei Biostoffen? Dazu und zu zahlreichen weiteren Themen gibt es viele interessante Veranstaltungen, weitere Informationen dazu finden sich unter www.basi.de/kongress.

Trendthemen der A+A 2021
Digitale Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit bestimmen die aktuelle Diskussion und werden die Zukunft der Arbeit weiterhin stark beeinflussen. Neben diesen beiden Megatrends der A+A 2021 liegt der Fokus im Rahmenprogramm auf den Lösungen für die Zukunft (Future Solutions), neuen Arbeitswelten (New Work) und dem Thema Hygiene und Pandemie.

A+A Live: Sicheres und gesundes Arbeiten mit allen Sinnen erleben
Best Practices unter Anwendung modernster Produkte und Verfahren werden unter dem Label „A+A live“ im Trendforum, dem Themenpark Betrieblicher Brandschutz und Notfallmanagement, dem Robotics Park und der Start UP Zone vermittelt.

In Halle 10 finden die Fachbesucher mit dem Treffpunkt Sicherheit und Gesundheit das Kompetenzzentrum für alle Fragen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes. Hier präsentieren sich die Mitglieds- und Partnerorganisationen der Basi.

Ebenfalls in Halle 10 verortet liegt der Robotics Park. Dieser ist unterteilt in den Self Experience Space und den Exoworkathlon. Partner des Robotics Park ist das Fraunhofer IPA aus Stuttgart.
Im Self Experience Space präsentieren sich folgende Hersteller von Exoskelett-Lösungen, die von den Besuchern selbst ausprobiert werden können: Ottobock SE & Co. KGaA, Japet Medical Devices SAS, Iturri, German Bionic Systems GmbH, Ergoschutz GmbH, suitX Inc., hTRIUS GmbH, Levitate Technologies Inc. und Laevo B.V.

Der Exoworkathlon ist eine Live-Studie des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und des Institute for Industrial Manufacturing and Management der Universität Stuttgart (IFF), bei der junge Probanden (Auszubildende und Technikerschüler) einmal mit und einmal ohne Exoskelett einen Parcours durchlaufen. Die Daten, die beim Exoworkathlon erhoben werden, dienen dazu, wissenschaftlich zu evaluieren, inwieweit diese Exoskelette die Muskel- und Skelettbelastungen verringern und die Leistungsfähigkeit erhöhen.

In Halle 4 werden im Trend Forum Fachvorträge zu den Themen Digitalisierung + Sicherheit, Digitalisierung + Gesundheit, Nachhaltigkeit, Schutz und Hygiene sowie sicherer Umgang mit Gefahrstoffen einen Einblick in aktuelle Entwicklungen geben.

In Halle 5 liegt die Corporate Fashion Lounge. Hier können sich die Fachbesucher über die neuesten Trends im Bereich der modischen Berufsbekleidung informieren und erleben, wie vielfältig moderne Arbeitskleidung heute ist. Gleichzeitig gibt die Lounge einen Ausblick auf die zukünftige Rolle, die das Thema Corporate Fashion ab der A+A 2023 in der Fachmesse einnehmen wird.

In Halle 6 finden die Fachbesucher die Aktionsfläche Betrieblicher Brandschutz und Notfallmanagement, organisiert vom Bundesverband Betrieblicher Brandschutz / Werkfeuerwehrverband Deutschland (WFVD). In mehreren Live-Vorführungen wird der Einsatz von Chemikalienschutzanzügen (CSA) beim Austritt von giftigen Substanzen bei einem Unfall simuliert und die richtige Prävention demonstriert.

Umweltschutz durch Digitalisierung – Förderung für Start-ups

Kleidung auf Bestellung, eine neue Art der Textilreinigung und lokal erzeugter grüner Strom – mit diesen drei Geschäftsideen haben die „Digitale Strickmanufaktur“ (Krefeld), „Infinity Startup“ (Aachen) und „prosumergy“ (Kassel) die Jury des Green Start-up-Programms der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) überzeugt. Sie werden mit insgesamt rund 370.000 Euro fachlich und finanziell gefördert.

Die DBU fördert Unternehmensgründungen und Start-ups, die auf innovative Weise Lösungen für Umwelt, Ökologie und Nachhaltigkeit mit dem Schwerpunkt Digitalisierung verbinden.
Rahmenbedingungen zur Förderung:

• in der Gründungsphase sowie von bis zu 5 Jahre alten Start-ups
• bis zu 125.000€ pro Projekt
• bis zu 24 Monate Laufzeit

Ein Cloud-Service für den Handel
Die „Digitale Strickmanufaktur“ will die Kleidungsbranche nachhaltig verändern. Die Gründer entwickeln einen Cloud-Service, der direkt mit dem Handel verbunden ist. Die Kunden der „Digitalen Strickmanufaktur“ können individualisierte Kleidungsstücke bestellen, bei denen Größe, Farbe und Ausführung an ihre Wünsche angepasst werden. Die Bestelldaten werden dann mittels der Cloud, einem Online-Speichermedium, übertragen. Sie können an jedem Ort der Welt wieder abgerufen werden.

Erst bestellen – dann produzieren
Bestellt ein Kunde zum Beispiel eine Mütze, wird der Auftrag automatisch an 3D-Strickmaschinen übermittelt. Danach beginnt die Produktion, anschließend erfolgt der Versand der Ware. Die „digitale Strickmanufaktur“ produziert Strickwaren nach Wunsch ganz automatisch mit Robotern und einer 3D-Strickmaschine.

So wird der Absatz für die Händler planbar, und es wird nicht zu viel Kleidung produziert. Hinzu kommt: Die Produkte werden kundennah in Deutschland hergestellt. Lange Transportwege und -zeiten entfallen.

Waschen ohne Waschmaschine
Die „RefresherBoxx“ des „Infinity Startup“ ist im Grunde eine mobile Textilreinigung, die ohne Wasser und Waschmittel auskommt. „Mit einer Kombination aus verschiedenen physikalischen Methoden desinfiziert, trocknet und erfrischt sie alle Arten von Textilien – insbesondere solche, die nicht in die Waschmaschine gelegt werden können, wie Leder, Samt und Seide“, erklärt Gründer Stefan Chang. Die „RefresherBoxx“ sei schonender, umweltfreundlicher und brauche nur 30 Minuten für einen Durchgang. Die mobile Textilreinigung kann nach Changs Worten im medizinischen, aber auch im Privat- und Freizeitbereich genutzt werden.

Lokaler Strom für Gewerbe und E-Mobilität
Das Start-up „prosumergy“ bietet Gebäudeeigentümern und Mietern eine günstige Stromversorgung aus erneuerbaren Energien an, die hauptsächlich lokal erzeugt werden. „Mit Hilfe der DBU wollen wir unseren Energieversorgungsansatz weiterentwickeln. Mittels Standardisierung und Digitalisierung wollen wir Konzepte für die dezentrale Stromversorgung von gewerblichen Liegenschaften und Ladelösungen für E-Mobilität entwickeln“, sagt Gründerin Lena Cielejewski.

Bereits 25 Gründerteams gefördert
Die drei Gründerteams werden nun im Green Start-up-Programm der DBU für zwei Jahre gefördert. „Sie bringen auf innovative Weise Lösungen für Umwelt, Ökologie und Nachhaltigkeit mit dem Schwerpunkt Digitalisierung zusammen“, sagte DBU-Start-up-Koordinatorin Dr. Stefanie Grade. 22 andere Unternehmen haben das Auswahlgremium seit Start des Programmes bereits von sich überzeugt.

Kontaktdaten:
Digitale Strickmanufaktur PoC GmbH (Krefeld)
Verbindung von Textilhandel und automatisierter Textilfertigung mit Hilfe von Cloud-Services
Ansprechpartner Herr Christian Zarbl
URL: digitale-strickmanufaktur.de

Infinity StartUp GmbH (Aachen)
Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Reinigungsapparaturen für Textilien, insbesondere unter Einsatz von physikalischen Methoden, sowie Entwicklung von dazugehörigen Applikationen.
Ansprechpartner Herr Stefan Chang
URL: refresherboxx.com

prosumergy GmbH (Kassel)
Die prosumergy GmbH realisiert dezentrale Energieversorgungsprojekte als Projektentwickler und Energieversorger.
Gegenstand des beantragten Vorhabens ist die Weiterentwicklung dieses integrierten dezentralen Energieversorgungsansatzes mittels Standardisierung und Digitalisierung.
Ansprechpartner Herr Christopher Neumann
URL: prosumergy.de

Die Produktivität einer Wäscherei hängt von unterbrechungsfreien Prozessflüssen und transparenten Warenströmen ab. Dank zunehmender Digitalisierung und konsequenter Datenverknüpfung wird der Durchlauf von Textilien immer weiter optimiert. Auf der Texcare International vom 20. bis 24. Juni in Frankfurt am Main stehen daher Lösungen für die Automatisierung der Branche hoch im Kurs.
 
Die jederzeitige, genaue Erfassung von Menge, Qualität und Aufenthaltsort der in einem Betrieb umlaufenden Textilien ist in der Wäschereibranche das A und O. Die erhobenen Daten sind Grundlage für präzise Preiskalkulationen, decken Schwachstellen im Betrieb auf und dienen der Dokumentation gegenüber Dritten. Aber erst die Vernetzung aller an einem Textilservice-Prozess beteiligten Maschinen und Anlagen führt zu einer reibungslosen Wäschelogistik mit minimierten Maschinenstillstandzeiten, einer Reduzierung von Umlaufmengen und einer damit eng verbundenen Produktivitätssteigerung.

Transparenz für jedes einzelne Wäscheteil
In der Aufbereitung von Arbeitskleidung ist die Automatisierung bereits weit fortgeschritten. Bei der Schmutzwäschesortierung im Wareneingang wird die angelieferte Ware über Identifikationssysteme wie Barcode- oder RFID-Technologie erfasst. Ab diesem Zeitpunkt sind die Bearbeitungsschritte der Textilien geregelt.

Innerbetriebliche „Lese“-Stationen oder Tore (Gates) erlauben eine Verfolgung jedes Stücks durch den Betrieb bis zur Kommissionierung, sie erfassen die Zuführung eines Teils zu einem Reparaturplatz oder dessen Aussteuerung ins Lager.

Darüber hinaus können hochfrequente Transponder (UHF-Tags) die Wäschebewegungen auch außerhalb einer Wäscherei kontrollieren: In Krankenhäusern installierte Identifikationssysteme erfassen die Aus- und Rückgabe von Bekleidung und ermöglichen über Datentransfer ein weitreichendes Textil-Management.

Roboter im Schmutzwäschebereich
Dieser bereits sehr hohe Automatisierungsgrad in einer Berufskleidungswäscherei ist jedoch noch weiter ausbaufähig. So kann künstliche Intelligenz die „schmutzige“ Arbeit im Wareneingang vereinfachen: Dann vereinzeln und sortieren Roboter die getragene Kleidung und Röntgenscanner, Kameras oder Metalldetektoren werden für die Fremdteilerkennung eingesetzt. Die Vorteile solcher Systeme zeigen sich insbesondere in Krankenhauswäschereien: Die regelmäßig in die Wäschesäcke abgeworfenen medizinischen Instrumente werden automatisch von der Kleidung getrennt, wodurch Schäden an der Ware und den Maschinen minimiert werden. Die Nutzungsdauer der Textilien steigt und die Kosten sinken. Außerdem besteht keine Ansteckungsgefahr für Mitarbeiter.

Wäschereiprozesse in Echtzeit
Während die individuelle Steuerung und Verfolgbarkeit bei der professionellen Aufbereitung von Berufskleidung schon weit verbreitet ist, sind in der Flachwäscherei oft nur generelle Aussagen über Quantität, Qualität und Aufenthaltsort der Textilien möglich. „Um die wirtschaftliche Situation eines Betriebs beurteilen, Preise kalkulieren und Prozesse effizient steuern zu können, brauchen Wäschereien verlässliche Zahlen […]“, erläutert Martin Rauch, CSO der weltweit tätigen Jensen-Group.

Auf dem Weg zur automatisierten Produktion übernehmen hochmoderne Informations- und Kommunikationstechniken eine Schlüsselrolle. Sie verzahnen die an einem Produktionsprozess beteiligten Maschinen und ermöglichen die Kommunikation und Kooperation von Anlagen, Produkten und Menschen. Auf diese Weise entsteht eine selbstorganisierte, flexible Produktion mit unterbrechungsfreien Abläufen und hoher Auslastung. Durch eine Synchronisierung von Warenfluss und Informationsfluss in der Wäscherei wird die Ware also zum geeigneten Zeitpunkt an die richtige Bearbeitungsstation gebracht. Ein zentrales Datenbanksystem kontrolliert dabei die Abläufe der Gesamtwäscherei, steuert zugleich die Maschinen und angeschlossenen Untersysteme, wählt die richtigen Bearbeitungsprogramme und optimiert die Maschinenbelegung.
 
Daten laufen mit der Ware durch den Betrieb
„Herumstehende Wäschewagen, Wartezeiten an Maschinen, zu große Puffer oder die Suche nach Wäsche sind totes Kapital […]“, sagt Matthias Schäfer, der bei Kannegiesser (Vlotho) für das Produktmanagement Laundry Logistics/Smart Laundry zuständig ist.

Wenn es gelingt, den Daten- und den Warenfluss in einer Flachwäscherei durchgehend zu synchronisieren, bringt jeder Wäscheposten seine Informationen von der Schmutzwäschesortierung bis zu den Legemaschinen mit. Die Ware lässt sich also durch den kompletten Betrieb verfolgen, da bei jeder durchlaufenen Station die Information des Postens automatisch oder – nach dem Trockner ̶̶ in Form von barcodierten Etiketten mitgeliefert wird („Verstetigung der Produktion durch Synchronisation von Material- und Produktionsfluss“).

Mit RFID-Identifikationssystemen ließe sich der Warendurchlauf zwar vollständig transparent gestalten, denn jeder Chip oder Tag trägt die notwendigen Informationen eines einzelnen Teils. Angesichts der hohen Investitionen für die Transponder ist das „Chippen“ von Flachwäsche für die wenigsten Wäschereien derzeit jedoch eine Option. Daher erwartet die Textilpflegebranche von den Maschinen- und Anlagenbauern ökonomischere, funktionssichere Lösungen.
 
Clever bis zum Ende der Kette
Weiteres Automatisierungspotenzial schlummert in der Kommissionierung und der Warenbereitstellung. Das manuelle Zusammentragen von Lieferpositionen ist fehleranfällig und führt zu Kundenbeschwerden. Durch intelligente Wäschespeicher- und Transportlösungen, clevere Stapelmanagementsysteme und die Vernetzung der Anlagen mit dem Informationssystem einer Wäscherei wird der Kommissionierungsprozess einfacher, schneller und zuverlässiger. Damit die Integration funktioniert, sind moderne Maschinen mit entsprechenden Schnittstellen versehen, so dass jede neue Anlage nahtlos in das bestehende System einer Wäscherei eingebunden werden kann. Gleiches gilt für Zubehörmaschinen, die in der Warenvorbereitung und der Reparatur alle wichtigen Informationen online austauschen.

Nutzerfreundlichkeit per App
Die digitale Entwicklung findet aber nicht nur im Großen, sondern auch im Kleinen statt. Für Waschsalons etwa liefern Apps wichtige Statusinformationen von Geräten, ermöglichen einen transparenten Betrieb auch über größere Entfernungen hinweg oder stellen digitale Abrechnungsmodelle zur Verfügung. Außerdem regeln sie das komplette Zeitmanagement in hoch frequentierten Waschkellern, weiß Andreas Barduna, kaufmännischer Leiter des Geschäftsbereichs Miele Professional (Gütersloh).

Auf der Texcare International vom 20. bis 24. Juni 2020 präsentieren Maschinen- und Anlagenhersteller aus der ganzen Welt ihre Lösungen für die intelligente Wäscherei von morgen. Im Mittelpunkt stehen künstliche Intelligenz und smarte Informationssysteme, die den Automatisierungsgrad der Branche maximieren.

Individualisierung, Automatisierung, Digitalisierung: Microfactories sind der Ansatz für die Zukunft der Bekleidungsproduktion und das Thema der Texprocess vom 14. bis 17. Mai 2019 in Frankfurt am Main.

„Heute das Lieblingsdesign per App an den Hersteller senden und morgen den individuell designten und passgenauen Sneaker oder das Hemd anziehen. Das ist längst keine Zukunftsmusik mehr“ sagt Michael Jänecke, Director Brand Management Technical Textiles and Textile Processing bei der Messe Frankfurt. „Dahinter stehen jedoch komplexe Produktions-, Verarbeitungs- und Logistikprozesse. Microfactories sind der progressive Ansatz, anhand voll vernetzter Prozesse die Textilverarbeitung schneller, flexibler und auch nachhaltiger weil lokaler zu machen. Und gleichzeitig individualisierte Produkte herzustellen.“

Auf der kommenden Texprocess erhalten Fachbesucher bei insgesamt vier Microfactories einen Einblick davon, wie integrierte Textilverarbeitung funktioniert und wo Microfactories bereits zum Einsatz kommen.
 
Digital Textile Micro Factory: On-Demand und Virtual Reality
Nach dem Erfolg der letzten Veranstaltung zeigt die Texprocess in Zusammenarbeit mit den Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) sowie Partnern aus der Industrie in der Halle 4.1 erneut eine Digital Textile Micro Factory und damit voll vernetzte Produktionsketten live. Neu: Die Digital Textile Micro Factory zeigt insgesamt drei Produktionslinien – je eine für die Herstellung von Bekleidung, eines 3D-gestrickten Schuhs sowie zur Verarbeitung technischer Textilien etwa für die Automobil- oder Möbelindustrie.

Fashion-Linie integriert virtuelle Prototypen und Kundeninteraktion
Zentrale Rolle in der Digital Textile Micro Factory spielt die Modeindustrie. Der digitale Zwilling des Kunden als Ausgangspunkt für individualisierte und passgenaue Kleidung gewinnt in den Entwicklungsabteilungen der Bekleidungsindustrie und zur Abstimmung mit Fertigungsbetrieben zunehmend an Bedeutung und ist im Kontext der Fashion-Linie der Micro Factory zentrales Thema.

Die Fashion-Linie zeigt die Stationen CAD/Design, Druck, Zuschnitt, Konfektion, Finishing und Labeling. Neue Ansätze verbinden zudem 3-D Bekleidungssimulation mit direkter Datenübergabe in Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR). Anstatt dem Kunden physische Muster der zu produzierenden Bekleidung zu präsentieren, werden Muster virtuell visualisiert. Der Kunde hat während des Produktionsprozesses direkten Einfluss auf die Gestaltung des Produktes. Diese direkte Interaktion zwischen 3-D Simulation von Bekleidung, der Darstellung in VR/AR auf der Hardware des Kunden und direkter Produktion wurde so noch nie gezeigt. Partner der Fashion-Linie sind: Assyst (CAD/Design), Mitwill (Material), Caddon, ErgoSoft, Mimaki sowie Multiplot (Druck), Zünd (Zuschnitt), Juki (Konfektion), Veit (Finishing) und Vuframe (AR/VR).

3D-Strick auf dem Weg zu Industrie 4.0
Vom 3D-Objekt zum fertigen Prototypen in 18 Minuten: Auch im Bereich Stricken hat die Zukunft begonnen. Die Digital Textile Micro Factory der Texprocess und Techtextil zeigt einen Workflow, der es erlaubt aus kundenspezifischen Fußgeometrien direkt 3D-gestrickte Schuhoberstoffe zu produzieren.
Die 3D-Strick-Linie der Micro Factory zeigt den Ablauf von der 3D-Modellentwicklung, über die softwareseitige Interpretation des 3D-Daten-satzes in ein geometrietreues Strickprogramm und die Entwicklung eines Designansatzes zur Erstellung der finalen Strickdaten bis zur Erstellung eines 3D-gestrickten Prototypen. Stricken, das textile additive Fertigungsverfahren. Partner der 3D-Strick-Linie ist Stoll.

Verarbeitung technischer Textilien in der Micro Factory
Industrie 4.0 live: Das automatisierte und kundenindividuelle Verarbeiten von technischen Textilien bis zum fertigen Produkt steht im Fokus der dritten Fertigungslinie der Digital Textile Micro Factory 2019. Fachbesucher erleben hier On Demand-Inkjetdruck und vernetzte Maschinen mit integrierter Sensorik, die in Bussysteme eingebunden sind –ein Zukunftsthema für die vernetzte Fertigung. Ein Roboterarm mit Greifer für textile Anwendungen sortiert Zuschnittteile vom Cutter in ein freifahrendes Open-Shuttle. Nähaufträge werden automatisiert zu den Nähstationen gebracht. Der Auftragsfortschritt wird durch Tracing und Tracking im Fertigungsablauf an einzelnen Stationen durch Auto-ID demonstriert. Zusätzlich wird die Integration von kreativen Ideen aus der Cloud in die Produktion von technischen Produkten gezeigt. Technik trifft Kreativität. Partner der technischen Linie sind: Mitwill (Design), ErgoSoft (RIP), Caddon (Farbmanagement), HP (großformatiger Inkjetdruck), Zünd (Zuschnitt), Dürkopp Adler (Vernetzung, Integration Open Shuttle, Nähtechnologie), Veit (Finishing), Next Robotics (Materialhandling).

Smart Textiles Micro Factory: industrienahe Produktion smarter Textilien
Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen produziert gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung in ihrer „Smart Textiles Micro Factory“ im Übergang der Hallen 4.1 und 5.1 ein smartes Kissen, das dem Nutzer anhand integrierter LEDs neue Interaktionsmöglichkeiten bietet. Die Projektpartner stellen damit die industrienahe Fertigung eines smarten Textils vom Design bis zum fertigen Produkt exemplarisch dar. Der Prototyp des Kissens wurde zuvor auf der Heimtextil 2019 vorgestellt. An der „Smart Textiles Micro Factory“ beteiligen sich das ITA (Projektkoordination), die Gerber Technology GmbH (Cutting), das Korea Institute of Industrial Technology KITECH (Elektronik), die VETRON TYPICAL Europe GmbH (Nähen), die Wear it GmbH (Produktdesign und Konzeption) und die ZSK Stickmaschinen GmbH (Stickerei).
 
World of Digital Fashion: Customizing von Bekleidung
Unter dem Begriff «World of Digital Fashion» haben sich sechs Unternehmen aus den Bereichen Visualisierung, CAD-Schnittsystem, automatische Körpermaßermittlung sowie Zuschnitt- und Prozessautomatisierung zusammengefunden. Gemeinsam zeigen sie in Halle 4.0 die Integrations- und Kombinationsmöglichkeiten ihrer Produkte in verschiedenen Workflows innerhalb der Wertschöpfungskette und machen die digitale Prozesskette live erlebbar. Im Mittelpunkt steht das Customizing von Bekleidung und Mode. Partner der „World of Digital Fashion“ sind: Browzwear Solutions und Tronog (Visualisierung), Software Dr. K. Friedrich (CAD), Fision (automatische Körpermaßermittlung), Bullmer (Zuschnitt) sowie die Gertsch Consulting und Mode Vision (Prozessautomatisierung).

Microfactory von Efka und Gemini: einfach umsetzbar
Der Hersteller von Antrieben von Industrienähmaschinen Efka zeigt in Zusammenarbeit mit dem CAD-anbieter Gemini die Produktion eines Trikots, das individuell designt werden kann. Im Mittelpunkt der anwendungsnahen Microfactory steht die Verknüpfung mit der Nähproduktion, die eine heute schon wirtschaftliche, teilautomatisierte Lösung darstellt. Es wird eine einfach-umsetzbare Lösung vorgestellt, welche die meisten Unternehmen schon mit vielen vorhandenen Ressourcen und Strukturen umsetzen können.

• Neue Hallenstruktur und Geländebelegung
• Aussteller, Künstler und Nachwuchs-Designer kreieren inspirierende Erlebniswelten  zum Leitthema UNIQUE YOUNIVERSE
• Änderung der Veranstaltungstage auf Freitag bis Montag

Große Unternehmen haben das Ausland und die Digitalisierung im Visier

Tokio (GTAI) - Japans Maschinen- und Anlagenbauer rechnen wieder mit wachsenden Aufträgen. Eine Steigerung wird vor allem für das Auslandsgeschäft erwartet. Die leichte Geschäftsflaute von 2015 hatten sie kommen sehen. Allerdings gab es Ausnahmen beispielsweise die Robotertechnik. Die großen Firmen haben starkes Interesse am Thema Industrie 4.0. Dabei bieten sich Kooperationschancen für deutsche Unternehmen, auch auf Drittmärkten.

Der asiatische Raum bleibt oben auf der Agenda

Japans Konjunktur kommt nicht richtig in Schwung. Ein neues, im August geschürtes Stimuluspaket der Regierung soll für Aufschwung sorgen. Auf insgesamt 28,1 Bill Yen (rund 246,49 Mrd. Euro; Anfang September 2016: 1 Euro = 114 Yen) beläuft sich der "Schrittmacher", der zu etwa 25% direkt aus der Staatskasse finanziert wird. Die Investitionspläne der verarbeitenden Industrie sehen auch im Fiskaljahr 2016 (1.4. bis 31.3.) vielversprechend aus. Um 14,5% könnten sich diese gegenüber dem Vorjahr erhöhen, lautet das Ergebnis einer Umfrage der Development Bank of Japan (DBJ) vom Juli 2016.

Dies bestätigt eine Umfrage der Wirtschaftszeitung Nikkei mit 1.140 teilnehmenden Unternehmen. Diese wollen im Fiskaljahr 2016 zusammen Kapitalanlagen im Wert von 25,28 Bill. Yen tätigen. Das käme gegenüber den im Fiskaljahr 2015 vorgenommenen Investitionen einem Plus von 8,3% gleich. Wenn die Expansionspläne tatsächlich umgesetzt werden, wäre es das siebte Steigerungsjahr in Folge. Die Hersteller von Elektromaschinen verfolgen die ambitioniertesten Investitionspläne: 3,64 Bill. Yen, rund 9,4% mehr als im Vorjahr haben sie eingeplant.

Zwischenzeitlich mageres Auslandsgeschäft

Angaben des Branchenverbandes JSIM (Japan Society of Industrial Machinery Manufacturers) zufolge blieben die Bestelleingänge bei Industriemaschinen allerdings im Fiskaljahr 2015 hinter den Erwartungen zurück. Aufträge im Wert von knapp 5,50 Bill. Yen gingen ein. Das waren nahezu 10% weniger als noch im Vorjahr. Die Branchenexperten waren bereits im Vorfeld davon ausgegangen, dass insbesondere das Auslandsgeschäft nach dem außerordentlich erfolgreichen Jahr 2014 nachgibt. Für das Fiskaljahr 2016 erwarten die JSIM-Experten ein Plus von 4,6% auf 5,73 Bill. Yen.

Nicht mehr so positiv wie noch in den Vorjahren sieht die Lage im Werkzeugmaschinensegment aus. Laut Branchenverband JMTBA (Japan Machine Tool Builders´Association) waren die Auftragseingänge 2015 gegenüber dem Vorjahr um 11,4% rückläufig und erreichten rund 1,40 Bill. Yen. Dies wird mit Überkapazitäten im Ausland begründet. In der Tat waren es die Überseegeschäfte, die um 22,1% auf knapp 820 Mrd. Yen einbrachen, während im Inland noch ein Plus von 9,9% auf 579 Mrd. Yen registriert wurde. Mit Blick auf das 1. Quartal 2016 muss der Verband konstatieren, dass sich das Auslandsgeschäft noch nicht erholt hat. Um mehr als ein Viertel gingen die Bestellungen gegenüber der Vorjahresperiode zurück.

Der Inlandsmarkt gewinnt somit für Japans Maschinenbauer wieder an Bedeutung. Generell besteht bei lokalen Unternehmen ein Modernisierungsbedarf des teilweise veralteten Ausrüstungsbestands. Außerdem steht weiterhin der Wiederaufbau der Erdbebenregionen im Raum. Daneben gilt die Austragung der Olympischen Sommerspiele 2020 in Tokyo als Quasigarant für Geschäftsaufträge aus dem Bausektor.

¹⁾ tatsächliche Ergebnisse; ²⁾ vorläufig; ³⁾ Prognose; ⁴⁾ in Kategorie auch enthalten: Zellstoff- und Papiermaschinen, Kältemaschinen, Ausrüstungen zur Reinhaltung von Luft und Wasser; ⁵⁾ unter anderem: Ausrüstungen zur Abfallbehandlung, Industriewaschmaschinen
Quelle: Japan Society of Industrial Machinery Manufacturers, Februar 2016

Eine hohe Bedeutung kommt für den Maschinen- und Anlagenbau in Japan dem Bereich der Umwelt- und Energietechnik zuteil. Auch wenn Reaktoren, die verschärfte Sicherheitsbestimmungen erfüllen, in den nächsten Jahren wieder ans Netz gehen dürften, werden erneuerbare Energien gepuscht werden. Darüber hinaus stehen intelligente Stromnetze (smart grids) im Fokus. Gerade in Feldern mit hoher Priorität, wie der Energie- und Umwelttechnik, punkten deutsche Anbieter mit innovativen Technologien und kundenspezifischen Lösungen.

Anknüpfungspunkte bei Industrie 4.0

Die Digitalisierung und damit Themen rund um die Industrie 4.0 beschäftigen die japanischen Maschinen- und Anlagenbauer mittlerweile intensiv. Im Juni 2015 wurde die "Industrial Value Chain Initiative (IVI)" ins Leben gerufen. Etwa 40 japanische Unternehmen gehören zu dieser Interessensgruppe - ebenso die deutschen Niederlassungen von Bosch und der Beckhoff Automation GmbH. Ende April 2016 unterzeichnete das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) mit dem japanischen Wirtschaftsministerium (Meti) ein Memorandum of Understanding (MoU) für gemeinsame Kooperationen in dem Bereich.
Maschinenhersteller aus dem Ausland sollten unter Kooperationsaspekten mit großem Geschäftsinteresse die internationalen Aktivitäten des japanischen Maschinen- und Anlagenbaus beobachten. Die japanischen, im Ausland erzielten Produktionsanteile sind nicht weit von der 40%-Marke entfernt, ermittelte Ende 2015 die Japan Bank for International Cooperation (JBIC). Daraus entstehen Chancen für Drittmarktgeschäfte, die nicht selten von den Mutterhäusern in Japan gesteuert werden.

Bei den Auslandsvorhaben steht die VR China nicht mehr so stark im Vordergrund wie bislang. Der Fokus richtet sich zunehmend auf die Asean-Staaten ("Association of Southeast Asian Nations"), wobei derzeit generell die Konjunkturentwicklung in den Schwellenländern kritisch beobachtet wird. Längerfristig steht Indien als Fertigungsstandort auf dem Plan.
Einzelne, große Unternehmen dominieren.

Vorläufigen Angaben des Branchenverbandes JMF (Japan Machinery Federation) zufolge stellten die japanischen Maschinenbauer im Fiskaljahr 2015 Industriemaschinen im Wert von rund 13,55 Bill. Yen her. Das waren 2% weniger als im Vorjahr. Von besonderer Bedeutung waren die Kategorien Kältemaschinen (1,98 Bill. Yen; 4,8%) sowie Ausrüstungen zur Herstellung von Halbleitern und Flachbildschirmen (1,61 Bill. Yen; 2,8%). Die Hersteller von Metallverarbeitungsmaschinen mussten einen Fertigungsrückgang gegenüber dem Vorjahr um 5,9% auf 1,18 Bill. Yen in Kauf nehmen. Wachstumsraten knapp über 10% werden seit einigen Jahren im Segment der Robotertechnik registriert.

Allgemein ist die Konzentration in den einzelnen Maschinensegmenten hoch. Nach Angaben des Yano-Wirtschaftsfor¬schungsinstituts entfielen beispielsweise im Fiskaljahr 2015 etwas mehr als zwei Drittel der NC-Fräsmaschinenerzeugung auf die drei Firmen Makino Milling, Okuma und OKK. Bei allgemeinen Metallbearbeitungsmaschinen kamen Amada, Kobe Steel und Kawasaki Hydromechanics (Tochterunternehmen von Kawasaki Steel) auf Marktanteile von etwa drei Vierteln. Andere wichtige Werkzeugmaschinenanbieter sind Yamazaki Mazak und Mori Seiki. Auch bei Bau-, Textil-, Verpackungs- oder Nahrungsmittelmaschinen beanspruchen die drei führenden Hersteller einen Anteil von wenigstens 60% der inländischen Produktion für sich.

¹⁾ tatsächliche Ergebnisse; ²⁾ vorläufig; ³⁾ Prognose
Quelle: Japan Machinery Federation (JMF), Juli 2016

Japan importiert teils aus eigener Auslandsfertigung

Die japanischen Importe von Maschinen und Ausrüstungen steigen weiter. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass ein Teil der Einfuhren auf die Auslandsfertigung lokaler Unternehmen zurückzuführen ist. Der größte Anteil an den Lieferungen aus dem Ausland entfällt auf die Kategorie Pumpen und Kompressoren. Auf der Basis von US$ erreichte diese Kategorie laut Comtrade-Datenbank der Vereinten Nationen 2015 rund 3,57 Mrd. US$. Das waren 6,5% weniger als im Vorjahr.

Etwas mehr als 30% der Lieferungen kamen aus der VR China; vermutlich zu nicht unerheblichem Anteil aus japanischer Produktion. Letzteres ist ebenfalls bei elektrischen Maschinen der Fall. Diese kamen laut Comtrade 2015 auf einen Importwert von etwas mehr als 55 Mrd. US$ (-8%). Mehr als ein Drittel davon entfiel auf die VR China; etwa ein Fünftel auf asiatische Schwellenländer. Deutschland fällt in der Einfuhrstatistik beispielsweise bei Werkzeug- sowie Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen besonders auf.

Die japanischen Ausfuhren spielen trotz der Produktionsverlagerung ins Ausland weiterhin eine Rolle. Im Jahr 2016 dürften sie unter dem wieder erstarkten Yen leiden. Außerdem macht sich die Konjunkturflaute in den asiatischen Schwellenländern zunehmend bemerkbar.

Quelle: Japanische Zollstatistik

 
Geschäftspraxis

Relevante Bestimmungen für den Maschinen- und Anlagenbau in Japan liefern die folgenden Institutionen: Japan Customs, das Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI, ), das Center for Information on Security Trade Control, Japanese Standards Association, das Japanese Industrial Standards Committee, The Japan Accreditation Board for Conformity Assessment sowie die Japan External Trade Organization (JETRO). Die JETRO veröffentlichte im Februar 2010 den noch gültigen Bericht "Handbook for Industrial Products Import Regulations 2009", der die konkreten Einfuhrbestimmungen für einige Maschinenarten, vor allem für Werkzeug-, Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen, enthält.

Ausführliche Informationen zum Wirtschafts- und Steuerrecht stehen unter http://www.gtai.de/recht sowie zu Einfuhrregelungen, Zöllen und nichttarifären Handelshemmnissen unter http://www.gtai.de/zoll zur Verfügung.

Die Reihe "Branche kompakt" liefert Analysen zu wichtigen Schlüsselbranchen der deutschen Exportwirtschaft. Weitere Länderberichte zum Maschinen- und Anlagenbau und zu weiteren Branchen sind unter http://www.gtai.de/branche-kompakt zu finden.
Ansprechpartner für den Maschinenbau: Roland Lorenz; E-Mail: roland.lorenz@gtai.de