Aus der Branche

Die Bioökonomie gewinnt als eines von mehreren wichtigen Forschungsfeldern in der Zuse-Gemeinschaft weiter an Gewicht. So ist der Cluster Bioökonomie des Verbandes mit dem Beitritt der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V. auf nunmehr 20 Mitglieder gewachsen. Unter dem Leitsatz „Forschen mit der Natur“ arbeiten die Mitglieder des Clusters Bioökonomie als informeller Zusammenschluss unter dem Dach des Verbandes an der Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Aufgaben.

Geforscht wird an der VLB übrigens auch zu nicht-alkoholischen Getränken im Gärprozess. Basis dafür ist die VLB-Hefebank mit ihren mehr als 100 verschiedenen Hefestämmen. Gepflegt werden dort wertvolle und produktive Mikroorganismen für die Ernährung der Zukunft. Solche Lebewesen beschäftigen die Forschenden auch auf zahlreichen anderen Bioökonomie-Baustellen des Clusters, wie dessen jüngstes Werkstattgespräch zeigte. In der Cluster-Kompetenzmatrix bilden Mikroorganismen in der Kategorie Rohstoffbasis und Kreislaufwirtschaft ein eigenes Themenfeld. Weitere Kategorien im Cluster sind „Biologisches Wissen“ und „Fortschrittliche Technologien“ mit ihren jeweiligen Themenfeldern.

Diese Themen und Kompetenzen der Institute greifen ineinander und ergänzen sich. „Solche Interaktionen zu fördern, ist auch ein wichtiger Aspekt der Arbeit im Cluster“, erläutern Miletzky und Meyer. Wie dies geschieht, macht das FILK Freiberg gerade selbst zusammen mit dem Magdeburger Institut Pilot Pflanzenöltechnologie (PPM) im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt Flamibiowm vor, in dem es um den Ersatz von Flammschutzmitteln aus fossilen Quellen durch biogene Rohstoffe geht. Die Pflanzenöle werden verestert und chemisch modifiziert, so dass deren flammhemmender Einsatz in Industrieprodukten wie Bodenbelägen möglich wird. „Das bisher sehr erfolgreiche Projekt ist eines von vielen Beispielen dafür, wie Querschnittskompetenzen in der Zuse-Gemeinschaft über Branchen und Disziplinen hinweg in gemeinsamen Projekten sinnvoll genutzt werden“, erklärt Meyer.

Die Bioökonomie umfasst in der Zuse-Gemeinschaft branchenübergreifend die Aktivitäten zur Nutzung biologischer Ausgangsstoffe und deren Produkte von der Bereitstellung und Aufbereitung von Rohstoffen über die Entwicklung von Verfahren und Produkten bis hin zur Verbreitung von Wissen und Dienstleistungen. „Der Cluster mit seinen Schwerpunktthemen bündelt die Kompetenzen seiner Mitglieder, schafft Vernetzung und ist Anlaufstelle für die Öffentlichkeitsarbeit“, ergänzt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

SPD, Grüne und FDP haben in ihren Koalitionsgesprächen das Ziel bekräftigt, den Anteil von Forschung und Entwicklung (FuE) am Bruttoinlandsprodukt (BIP) in Deutschland auf 3,5 Prozent zu steigern, gegenüber aktuell rund 3,2 Prozent. Im EU-Ranking steht Deutschland damit schon heute gut da. Doch wie sieht es mit den Forschungsausgaben innerhalb Deutschlands aus? Hier gibt es enorme Unterschiede zwischen den Regionen und auch innerhalb von Bundesländern, wie die neue Infografik der Zuse-Gemeinschaft zu den FuE-Pro-Kopf-Ausgaben in Deutschland zeigt.
 
Die regionalen Unterschiede bei den FuE-Ausgaben sind immens. Dicht hinter dem Regierungsbezirk Stuttgart mit Pro-Kopf-Ausgaben für Forschung und Entwicklung von knapp 4.000 Euro pro Jahr liegt die Statistische Region Braunschweig - Heimat des Volkwagen-Stammwerks in Wolfsburg - mit FuE-Ausgaben von mehr als 3.900 Euro. Die beiden Regionen bringen es bei den Pro-Kopf-Aufwendungen für FuE damit auf jeweils etwa das Dreifache des Bundesmittels von 1.325 Euro. Es handelt sich um die jüngsten verfügbaren Daten, die die Zuse-Gemeinschaft auf Basis von Angaben des Statistischen Bundesamtes für 2019 ermittelt hat. Am anderen Ende der Skala liegen Regionen in Nord- und Ostdeutschland mit Werten im niedrigen bis mittleren dreistelligen Bereich.

Auch wirtschaftlich relativ starke Gebiete wie z.B. die Statistische Region Hannover - der ehemalige Regierungsbezirk um die Landeshauptstadt - oder die Region Unterfranken liegen mit Werten von rd. 947 Euro bzw. rd. 1.200 Euro pro Kopf unter dem Bundesdurchschnitt bei den FuE-Ausgaben. Gleichzeitig sind jedoch z.B. diese beiden Regionen von Innovationsförderung aus dem erfolgreichen Programm INNO-KOM des Bundeswirtschaftsministeriums ausgeschlossen. Der Grund: Der Zugang zu INNO-KOM ist an die Struktur-förderkulisse der Gemeinschaftsaufgabe Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur (GRW) gekoppelt. „Diese Kopplung von INNO-KOM an die GRW-Förderkulisse ist nicht zielführend, denn sie ist ein Hindernis für die dringend notwendige verstärkte Teilhabe des Mittelstandes am Innovations-geschehen in Deutschland. Gemeinnützige Forschung für die Industrie muss bundesweit gefördert werden können“, fordert Jansen.

Bestätigt sieht sich die Zuse-Gemeinschaft mit ihrem Vorschlag durch Daten zu den Kooperationen der Institute. „Mehr als 70 Prozent der Kooperationspartner unserer Mitglieder sind in Regionen außerhalb des Institutssitzes angesiedelt. Das zeigt: Forschungstransfer für den Mittelstand gelingt überregional“, erklärt Jansen. Mit Blick auf die Ziele der künftigen Bundesregierung mahnt Jansen: „Eine Steigerung der staatlichen FuE-Ausgaben darf nicht Selbstzweck sein. Vielmehr muss der gelingende Transfer von Innovationen in Wirtschaft und Gesellschaft der Gradmesser sein. Wir brauchen daher mehr transferorientierte staatliche Förderung seitens des Bundes. Die neue Bundesregierung muss hier handeln.“

Nach eingehender Prüfung hat die Ratingagentur S&P die Nachhaltigkeitsleistung von adidas mit einer hervorragenden Bewertung ausgezeichnet. Analysiert wurden Kategorien in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (‚ESG‘). adidas erzielte hier einen ESG Profile Score von 79 von möglichen 100 Punkten. In Summe mit einem starken Preparedness Score von +6 beläuft sich der ESG Evaluation Score des Unternehmens auf insgesamt 85 Punkte. Damit liegt adidas auf Rang 6 aller bislang durch S&P bewerteten Unternehmen.

In der Bewertung betont S&P den branchenführenden Ansatz von adidas zu den Themen Innovation, Lieferkettenmanagement und Konsumenteneinbindung. Besonders hervorgehoben wird das Bestreben von adidas, verstärkt nachhaltige Materialien einzusetzen, kreislaufwirtschaftliche Prozesse und Dienstleistungen zu erweitern und ehrgeizige Net-Zero-Emissionsziele zu erreichen. Die Analyse würdigt auch die starken Kontrollmechanismen, mit denen adidas seine Lieferkette überwacht, um faire und sichere Arbeitsbedingungen sicherzustellen. Außerdem anerkannt wird die Aufnahme eines Nachhaltigkeitsziels in das Vergütungssystem für den Vorstand des Unternehmens. Die enge Zusammenarbeit zwischen adidas Aufsichtsrat und Vorstand wird als beispielhaft und als Treiber für die Umsetzung der Strategie betrachtet.

Neonyt, Premium, Seek, The Ground und Val:ue bilden vom 17. bis 21. Januar 2022 eine Plattform für alle Marktsegmente der Modebranche.

Während der Frankfurt Fashion Week kommen auf dem Messegelände der Messe Frankfurt vom 17. bis 21. Januar 2022 die gesamte Fashionindustry und alle Modeinteressierten zusammen. Kontemporäre Messekonzepte, multidisziplinäre Konferenzen, innovative Lifestyle-Veranstaltungen erwartet die Gäste der Frankfurt Fashion Week im Januar.

„Die Modebranche feiert ihre Wiedergeburt nach Corona in Frankfurt. Handel, Brands und Vertreterinnen und Vertreter der Industrie können es kaum erwarten, sich persönlich wiederzusehen. Back to Business lautet für mich die Überschrift. Orientierung, Inspiration, Networking: Die Frankfurt Fashion Week vereint all das gebündelt als Power House an einem Ort – multidisziplinär, partnerschaftlich und vielfältig für alle Bereiche des Marktes“, sagt Detlef Braun, Geschäftsführer der Messe Frankfurt.

• Premium, die internationale Fashion Business Plattform für Advanced Contemporary Women’s und Men’s Wear,
• Seek, definiert als progressivstes Fashion Trade Event den Zeitgeist,
• Neonyt, die führende Business- und Kommunikationsplattform für Fashion, Sustainability und Innovation.

Neonyt, Premium und Seek sind die Erfolgsformate, die den internationalen Modemarkt in den vergangenen Jahren maßgeblich geprägt haben. Im Januar zeigen sie sich erstmals in Frankfurt am Main. Ergänzt werden sie um zwei neue Veranstaltungen:

• The Ground, ein B2C-Festival für die nächste Generation – jung, optimistisch und sinnorientiert. Die dreitägige Veranstaltung bietet Brands die Möglichkeit, purposedriven Stories und Produkte interaktiv auszustellen. Neben dem thematischen Fokus auf Fashion, werden zusätzlich Brands aus den Bereichen Wellbeing, Beauty, Mobility und Technologie innovative Produkte und Lösungen präsentieren.
• Val:ue, die Homebase für Qualität und Lifestyle Fashion im Mainstream-Bereich. Neben neuen Looks und wegweisenden Trends aus den Segmenten Damen- und Herrenbekleidung, Schuhe, Lederwaren, Accessoires und Lifestyle bezieht die Val:ue auch professionelle Sourcing-Lösungen mit ein. Auf der Apparel Sourcing in Fashion @val:ue zeigen etablierte und aufstrebende Produzenten die gesamte Bandbreite hochwertiger Lohnkonfektion sowie wegweisende Trends und Neuentwicklungen in der Herstellung und Beschaffung.

Die Tradeshows der Frankfurt Fashion Week belegen drei der Messehallen der Messe Frankfurt: Seek in der Halle 1, in der zweigeschossigen Halle 3 beherbergt Neonyt, Premium und The Ground sowie die Konferenzen Fashion Tech und FashionSustain und die neue Plattform Advanced Fabrics at Neonyt. Die Advanced Fabrics at Neonyt ist die Sourcingplattform für Materialinnovationen, neue Technologien und Nachhaltigkeit, auf der die zukunftsweisendsten Supplier der Modebranche mit Einkäufer*innen, Designern, Content Creators und Fashion Professionals zusammenkommen. Im Glasbau des Forums findet die Val:ue statt.

Vom Biomasseanbau und der energetischen Nutzung über das Herstellen von Zwischenprodukten bis hin zum Verwenden biogener Ressourcen in langlebigen Verbraucherprodukten: die Bioökonomie umgibt uns schon heute tagtäglich. Doch welche Innovationen zeichnen sich ab, um die Wirkung biogener Ressourcen im Sinne des Klimaschutzes zu maximieren? Das war Thema beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober.

CO₂ einsparen durch biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum
Wie textile Anwendungen aus der Bioökonomie verstärkt in einem Schlüsselbereich der Energiewende - der Mobilität - zum Zuge kommen können, berichtete Dr. Frank Meister, Abteilungsleiter Chemische Forschung beim Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) anhand des von der Europäischen Union geförderten Projekts BioMotive.

Das TITK ist dort eingebunden in die Entwicklung biogener Fasern und neuer Leichtbauwerkstoffe für den Auto-Innenraum, wo sie z.B. für Sitze, Armaturenbrett oder Türinnenverkleidung gebraucht werden. Unter anderem entwickelten die Forschenden neue sogenannte Lyocellfasern aus modifizierten Papierzellstoffen. Der besondere Vorzug am TITK: An dem Thüringer Institut konnten die neu entwickelten Fasern in einer kleintechnischen Versuchsanlage im Maßstab von mehreren 100 kg hergestellt werden. Das erhöht die Vergleichbarkeit mit den Realitäten der Industrie und war Design-Basis für eine unlängst errichtete Demo-Anlage der Metsä-Tochter MI Demo im finnischen Äänekoski. „Lyocellfasern als biogener Werkstoff vermeiden Umweltbelastungen wie sie bei anderen Materialien durch die Risiken von Mikroplastik entstehen. Hinzu kommt als Klima-Plus: Durch die von uns mit entwickelten und bewerteten Fasern und Verfahrensprinzipien lässt sich der CO₂-Fußabdruck bei der Produktion von Fahrzeugen spürbar verringern“, erklärt Meister.

Kombination von CO₂-Elektrolyse und Biotech-Wertstoffsynthese
Dass mithilfe von Bioökonomie-Lösungen CO₂ nicht nur eingespart werden kann, sondern auch negative Emissionen des Klimagases erreichbar sind, deutete Dr. Markus Stöckl vom DECHEMA-Forschungsinstitut (DFI) an. In seinem Vortrag „Mit Strom und CO₂ zum Biokunststoff“ zeigte er auf, wie die Elektrolyse dazu genutzt werden kann, Erneuerbare Energien „lagerbar“ zu machen. Der Ansatz: Aus Kohlendioxyd so genanntes Formiat zu produzieren, das als Feststoff lagerbare Salz der Ameisensäure, das Mikroorganismen als Energie- und Kohlenstoffquelle dienen kann, die wiederum daraus den Biokunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) herstellen. Durch die elektrochemische Herstellung des Zwischenprodukts Formiat können unterschiedliche Mikroorganismen eingesetzt werden.

Nicht erst seit 2021 ist Nachhaltigkeit ein zentrales Thema. Und doch hat die Bedeutung von Nachhaltigkeit für Verbraucher und Unternehmen durch die Corona-Pandemie noch einmal stark zugenommen, wie zahlreiche Studien bestätigen. Warum ist es dann oft so schwer, diese Überzeugung im Alltag umzusetzen? Eines der größten Hemmnisse für ein nachhaltiges Konsumverhalten ist die mangelnde Verfügbarkeit von Alternativen.

Neben den veränderten Konsumentenwünschen veranlasst auch die jüngste Entscheidung der EU-Kommission zur Einwegkunststoffrichtline viele Nonwovenshersteller, neue Wege zu suchen. Kelheim Fibres präsentiert sich auf der diesjährigen INDEX in Genf und online mit biobasierten Fasern, die eine Alternative zu synthetischen Materialien in einer Vielzahl von Anwendungen darstellen. Die Bayern verfügen über jahrzehntelange Erfahrung im Nonwovens- und Hygienebereich und arbeiten an individuellen kundenspezifischen Innovationen.

 „Wir wollen es Verbrauchern einfach machen, eine umweltfreundliche Lösung zu wählen. Wenn biobasierte Lösungen die gleiche Performance bieten wie synthetische Produkte, dann ist es einfach, sich dafür zu entscheiden.“, so Matthew North, Commercial Director bei Kelheim Fibres. „Unsere Fasertechnologie ermöglicht das: Im Gegensatz zu Naturfasern, die bereits in Faserform vorliegen und nur an der Oberfläche behandelt werden können, können wir durch gezielte Eingriffe in den Produktionsprozess die Eigenschaften unserer Fasern bestimmen, die sie für bestimmte Anwendungen benötigen. Auf diese Art verbinden wir Natur – unsere Fasern bestehen aus Holzzellstoff – mit Performance.“

Die Spezialfasern bestehen aus Holzzellstoff aus nachhaltig bewirtschafteten Quellen, werden in Kelheim umweltfreundlich produziert und sind am Ende ihres Produktlebens vollständig biologisch abbaubar. Kelheim Fibres ist der erste Viskosefaserhersteller weltweit mit einem nach EMAS validierten Umweltmanagementsystem und wurde im letzten Canopy HotButton-Ranking mit einem dunkelgrün/grünen Shirt ausgezeichnet.

Um aktuelle und künftige Herausforderungen zu meistern, benötigt Deutschland vermehrt Innovationen in der Industrie. Das gilt insbesondere für den Mittelstand. Die maßgeblichen Parteien haben einen zentralen Hebel dafür erkannt: Die verstärkte Förderung des Forschungstransfers. Diese muss effizient dort ausgebaut werden, wo die Wirkung für zukunftsweisende Innovationen am stärksten ist, fordert die Zuse-Gemeinschaft.

Während sich deutsche Großunternehmen, u.a. im Automobilbereich, mit zum Teil hohen Gewinnen im ersten Halbjahr 2021, in sehr gutem Zustand befinden, hat die Corona-Krise bei anderen Firmen, gerade bei zahlreichen Mittelständlern, zu finanziellen Einschnitten geführt, begleitet von einer Minderung der Eigenkapitalbasis. Laut einem aktuellen Bericht von KfW Research gilt es sicherzustellen, dass Umsatzeinbußen aus der Corona-Krise die Innovationsaktivitäten nicht nachhaltig ausbremsen.

Für die gemeinnützigen Institute der Zuse-Gemeinschaft ist die Projektförderung, neben der Auftragsforschung, anderen Kooperationen und Dienstleistungen, die zentrale Finanzierungsquelle. Daraus gehen Jahr für Jahr erfolgreiche Transferprojekte hervor, ohne dass die Institute institutionelle Bund-Länder-Förderung erhalten. „Die erfolgreiche, unabhängige Forschungsarbeit unserer Mitglieder auf Zukunftsfeldern wie Digitalisierung, Materialwissenschaften, Bioökonomie und Energiewende zeigt, wie durch gemeinnützige Industrieforschung der Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die unternehmerische Praxis effizient gelingt“, unterstreicht der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian.

Projektförderung ausweiten
Unter dem Eindruck der Corona-Krise drohen solche Erfolge künftig in Gefahr zu geraten, wenn es mittelständischen Unternehmen an Mitteln für Forschung und Innovation fehlt. „Dazu darf es nicht kommen. Die Projektförderung muss deshalb ausgeweitet und verbessert werden“, fordert Bastian. Bestätigt sieht sich die Zuse-Gemeinschaft durch die Ankündigung mehrerer Parteien im Bundestagswahlkampf, quer durch das politische Spektrum, erfolgreiche Programme wie das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) und das Förderprogramm Innovationskompetenz INNO-KOM auszuweiten.

„Nach der Wahl gilt es, diese Ankündigungen in die konkrete Umsetzung zu bringen“, mahnt Bastian. Die Zuse-Gemeinschaft schlägt dafür u.a. einen eigenen Haushaltstitel für die gemeinnützige Industrieforschung vor.  „Als ersten Schritt dazu fordern wir die Richtlinie des Bundeswirtschaftsmini-steriums für das Programm INNO-KOM künftig in allen Bundesländern unabhängig von Kriterien der Strukturförderung für sämtliche Gebieten zu öffnen. Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand gehört bundesweit gefördert“, betont Bastian.

Eine weitere zentrale Forderung der Zuse-Gemeinschaft: Fairness in der Forschungsförderung. Bei zahlreichen Vor-Ort Terminen machen Institute der Zuse-Gemeinschaft in diesen Tagen gegenüber Bundestagsabgeordneten auf ihre Anliegen ebenso wie auf ihre Forschungserfolge aufmerksam.

Nachhaltigkeit, Recycling sowie E-Mobilität spielen auch bei der Herstellung und Verwendung von Composites eine immer größere Rolle und sind deshalb wichtige Themen in neuen oder bewährten Experten-Arbeitskreisen der AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe.

Die Themen Energiewende, Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit sind Kernthemen des derzeitigen gesellschaftlichen und kulturellen Wandels. Die Nutzung und Schonung natürlicher Ressourcen und der Umgang mit dem Planeten Erde als Ökosystem generell sind zentrale Elemente des politischen Diskurses und halten Einzug in fast alle gesellschaftlichen und industriellen Themenbereiche. Das ökologische Bewusstsein hat in der Bevölkerung in den letzten Jahren massiv zugenommen und dieser Trend verstärkt sich auch weiterhin.

Auch Composites als Konstruktionsmaterialien und werkstoffliche Alternative zu etablierten Materialsystemen müssen sich diesen Themenbereichen stellen. Kunststoffe in all ihrer Vielfalt können, aufgrund ihrer Langlebigkeit, auch zu einem Problem werden. Hier gilt es Konzepte zu entwickeln und im industriellen Maßstab Lösungen umzusetzen. Nicht zuletzt wegen ihrer hohen Relevanz und der Aktualität nehmen entsprechende Themen in neuen, aber auch bewährten Experten-Arbeitskreisen der AVK einen breiten Raum ein.

Composites können durch ihre große Material- und Eigenschaftsvielfalt perfekt an die aktuellen Herausforderungen bei den Themen im Energie-, Automobil- und Bausektor angepasst werden. Ihre besonderen Eigenschaften haben sie vor allem in den Anwendungen bekannt gemacht, bei denen Leichtbau, Langlebigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wartungsarmut gefordert sind. Windkraftanlagen beispielsweise wären ohne Composites nicht denkbar.

Hervorragende Eigenschaften in der Nutzungsphase reichen heute nicht mehr aus: Konstruktionsmaterialien müssen ihre Eignung über den gesamten Lebenszyklus nachweisen. Das Thema Nachhaltigkeit wird in allen Anwendungsbereichen immer wichtiger. Neue AVK-Arbeitskreise zu Themen wie Werkstoffeigenschaften und -anforderungen für die E-Mobilität, Recycling von Composites oder auch zu Thermoplastischen Composites-Rohren zeigen, welch große Dynamik im Composites-Sektor herrscht und was für die Zukunft möglich ist.

Auch die Themen in bewährten Arbeitskreisen werden aktuell ergänzt, wie z. B. SMC-Anwendungen in der Elektro-Mobilität oder die Vorteile von pultrudierten Composites im Infrastrukturbereich. Dabei bietet auch der Leichtbau von Komponenten in den weiter auf Einsparung von Ressourcen bedachten Industriesektoren eine große Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten für Composites. Bereits heute zeigen sich Composites auch im Hinblick auf die Nachhaltigkeit vielfach gut aufgestellt.

Die Teilnahme an den AVK-Expertenarbeitskreisen ist für Mitarbeiter von Mitgliedsunternehmen kostenlos. Mehr zu den Themen rund um die Arbeitskreise auf www.avk-tv.de

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

Abgesehen von kurzen und regional unterschiedlichen Öffnungsphasen, meist nur mit vorheriger Terminvereinbarung, durfte der stationäre Fachhandel seine Ladentüren in diesem Jahr noch nicht öffnen. Jeden Monat, in dem der stationäre Schuhhandel geschlossen bleiben muss, gehen rund 700 Millionen Euro Umsatz verloren.  Nach den Verkaufssaisons Frühjahr/Sommer 2020 und Herbst/ Winter 2020/21 ist dies nun die dritte Saison in Folge, in der die Unternehmen auf einem großen Teil ihrer eingekauften Ware sitzen bleiben und hohe Verluste einfahren werden. Allein in den ersten drei Monaten dieses Jahres hat der stationäre Schuhfachhandel pandemiebedingt und im Vergleich zur Vorcorona-Zeit schätzungsweise 1,5 Milliarden Umsatz eingebüßt.

Da die staatlichen Hilfen bei weitem nicht reichen, zahlreiche Schuhhäuser sogar gänzlich leer ausgehen, werden viele Schuhhäuser den langanhaltenden Lockdown kaum überleben können. Nach einer aktuellen Handelsbefragung des HDE gehen 58 Prozent der Schuhfach-händler davon aus, dass sie ohne weitere staatliche Hilfen ihr Geschäft noch in diesem Jahr aufgeben müssen! Bei gut 3.000 Unternehmen mit rund 10.000 Stores sind empfindliche Lücken in unseren Innenstädten zu befürchten, zumal die wirtschaftliche Situation im Beklei-dungshandel ähnlich dramatisch ist.

Deutliche Verschiebung der Absatzkanäle
Die Pandemie führte im Schuhmarkt zu einer deutlichen Verschiebung der Marktanteile der Absatzkanäle. Eindeutiger Krisengewinner ist der Onlinehandel, der im vergangenen Jahr seinen Marktanteil nach BDSE-Berechnungen von 26 Prozent auf 34 Prozent ausbauen konnte. Gewachsen sind nicht nur die Online Pure Player wie bspw. Zalando, sondern auch die Online-Umsätze der Multichannel-Schuhhändler mit stationären Wurzeln, die ihren digitalen Vertriebsweg in den vergangenen 12 Monaten mangels Alternativen zum Teil kräftig ausbauten. Wie überhaupt viele kleine und mittelgroße Schuhgeschäfte in der Zeit des Shutdowns neue digitale Kommunikationskanäle zu ihren Kunden sich erschlossen oder ihre digitalen Tools aus Servicegründen weiter optimiert haben. Deren Online-Verkäufe, oftmals über Online-Marktplätze und -Plattformen getätigt, vermochten aber bei weitem nicht die Umsatz- und Renditeverluste des stationären Geschäfts auszugleichen. Aber sie konnten darüber zumindest den Kundenkontakt halten und versuchen, überschaubare Teile ihrer Warenüberhänge trotz Öffnungsverbot abzusetzen.

Rückläufiges Marktvolumen
Die Kanalverschiebungen finden in einem insgesamt rückläufigen Markt statt. Denn die Verbraucher halten sich mit ihren Konsumausgaben Corona-bedingt auch bei Schuhen aktuell zurück. Nach vorläufigen BDSE-Berechnungen schrumpfte das Marktvolumen bei Schuhen in 2020 um 13,5 Prozent auf 10,2 Mrd. Euro. Zwar konnte der Online- und Katalogversandhandel bei Schuhen um 15 Prozent zulegen, doch gingen in dieser Zeit dem stationären Schuhhandel rund 23 Prozent seiner Umsätze verloren. Neben den Schuhfachgeschäften mussten auch andere Vertriebsformen des Einzelhandels, die dem Lockdown unterlagen, bei ihren Schuhumsätzen zweistellige Einbußen verkraften, so beispielsweise die Schuhsortimente der Kauf- und Warenhäuser und jene der Bekleidungsgeschäfte.

"Schuhhandel muss wieder öffnen dürfen"
Die Schuhbranche hofft auf eine Nachbesserung der Corona-Hilfen. Dies insbesondere auch im Zuge der anstehenden Änderung des Infektionsschutzgesetzes, das mit einer Verlängerung der Lockdownphase und verschärften regionalen Öffnungsszenarien verbunden sein wird. Wenn schon der Nonfood-Handel diesen Kraftakt zur Eindämmung der Pandemie leisten soll, dann müsse der Staat auch für einen fairen Schadensausgleich sorgen. Wobei aus Sicht des BDSE und durch wissenschaftliche Studien des RKI, der TU Berlin und der Berufsgenossenschaft belegt sei, dass die Ansteckungsgefahr im Einzelhandel – insbesondere bei Beachtung der gängigen Abstands- und Hygienevorschriften – ausgesprochen gering sei.

Vor diesem Hintergrund fordern die Handelsverbände, dass bei der Novellierung des Infektionsschutzgesetzes und den weiteren Corona-Maßnahmen das Problem bei der Wurzel gepackt wird. Gesetzgeber und Behörden sollten sich auf die wirklich wirksamen Lösungen zur Eindämmung der Pandemie konzentrieren und nicht auf Wirtschaftsbereiche, die nach wissenschaftlichen Erkenntnissen kaum Effekte auf das Infektionsgeschehen haben. Hinzu komme beim Verkauf von Schuhen der Gesundheitsaspekt einer fachkundigen Beratung. Denn nicht nur bei Babys und Kindern, deren Füße in bestimmten Altersklassen rasch und innerhalb nur eines Jahres über mehrere Schuhgrößen hinweg wachsen, ist mit Blick auf die Passform eine qualifizierte und zeitnahe Beratung beim Schuhkauf sehr wichtig. Sondern auch bei Erwachsenen sei gut passendes Schuhwerk gesundheitlich geboten, nicht zuletzt um Fußdeformationen, Nervenschmerzen und Fehlhaltungen mit entsprechenden orthopädischen Folgeschäden vorzubeugen. Auch aus diesem Grund, und sich auf ein Urteil des Bayerischen Verwaltungsgerichtshofes vom 31. März dieses Jahres stützend, hat der BDSE unlängst nicht nur die Öffnung der Kinderschuhgeschäfte, sondern die Öffnung aller Schuhfachgeschäfte gegenüber Bund und Ländern gefordert.

Unabhängig davon kämpft der BDSE seit Monaten gemeinsam mit den Landesverbänden und dem HDE für eine Verbesserung der staatlichen Überbrückungshilfen. Noch immer erhalten viele kleine inhabergeführte Geschäfte, aber auch die großen Schuhfilialisten, überhaupt keine Überbrückungshilfen, um die aktuelle Krise zu überstehen. Und für die allermeisten jener Schuhgeschäfte, für die Hilfsgelder in den Fördermaßnahmen vorgesehen sind, reichen diese nicht aus, um die schließungsbedingten Verluste auch nur annähernd zu decken und die Unternehmen finanziell ausreichend zu entlasten.