BMW Individual: Lederzuschnitt mit KI

Schnell, fehlerfrei und besser für die Umwelt: Die BMW Individual Manufaktur im Werk Dingolfing setzt künstliche Intelligenz für die Beurteilung und den Zuschnitt von Leder ein. Mithilfe der Automatischen Oberflächeninspektion (AOI) können Lederflächen für die Innenausstattung von BMW und BMW M Fahrzeugen besser beurteilt, effektiver genutzt und präziser zugeschnitten werden. Das Verfahren reduziert den Verschnitt signifikant und senkt so den Lederverbrauch um rund 15 Prozent, schont Ressourcen und verringert CO2-Emissionen.

Der Bildschirm zeigt ineinander verschachtelte Schnittmuster, das Programm hat sie sekundenschnell auf der Fläche verteilt.

SO FUNKTIONIERT ES.

BMW Individual: Lederzuschnitt mit KI. — Die Kameras des großen Sanners erkennen jede Unebenheit.

Leise surrend bewegt sich der große Scanner über das Leder. Die Kameras registrieren jede Unebenheit, jede Wölbung. Aus der gefärbten Ware, die auf dem Schneidetisch liegt, werden Bezüge für die Sitze eines BMW M3. Auf dem Bildschirm neben dem Scanner erscheint eine Abbildung der Lederoberfläche, darauf Punkte, Linien, farbige Markierungen und Zahlen. „Wir sehen hier, welche Flächen des Leders genutzt werden können und welche Bereiche Ausschuss sind“, erklärt Marco Loistl, Leiter Produktion und Instandhaltung der BMW Individual Manufaktur im Werk Dingolfing. Der Bildschirm zeigt nun ineinander verschachtelte Muster, das Programm hat sie sekundenschnell auf der Fläche verteilt. „Außerdem sucht das Programm die beste Platzierung für die Schnittteile“, sagt Loistl.

„JEDER VERSCHNITT TUT WEH.“

Die Individual Manufaktur des BMW Group Werks Dingolfing fertigt Interieurkomponenten für BMW Fahrzeuge mit Sonderausstattung an – zum Beispiel Instrumententafeln mit Lederbezug für BMW M Automobile aus der 3er-, 4er-, 5er- und 7er-Serie sowie den iX M60. Es ist ein kleiner Bereich, rund 200 Personen arbeiten in der Produktion. „Wenn man mit einem lebendigen Material wie Leder arbeitet, tut einem jeder Verschnitt, jeder nicht verwertbare Überrest in der Seele weh“, sagt Loistl. „Außerdem hat selbst die hochwertigste Lederhaut mal kleine Narben. Wenn solche Naturmerkmale zu ausgeprägt sind, kann an dieser Stelle nichts zugeschnitten werden.“

NATÜRLICHE FORM ERSCHWERT DEN ZUSCHNITT.

Je nach Einsatzgebiet können etwa drei Viertel der Lederflachware, wie man das nur gegerbte und gegebenenfalls gefärbte Stück Glattleder nennt, für die Verwendung im Fahrzeug genutzt werden. Der Grund: Eine Tierhaut ist nicht einfach rechteckig, diese natürliche Form erschwert den Zuschnitt. Hinzu kommen die Naturmerkmale.

Nebendran am Schneidetisch beginnt ein Roboterarm mit oszillierendem, also schwingendem Messer, sich über die Lederhaut zu bewegen. Millimetergenau schneidet er die Einzelteile der Lederbezüge zu. Die fertigen Schnittteile kommen in die Näherei.

AUF DER SUCHE NACH JEDEM MÜCKENSTICH.

Um den nutzbaren Anteil zu maximieren und Verunreinigungen auf dem Leder zu vermeiden, ist die BMW Individual Manufaktur im Werk Dingolfing bereits 2018 von der Lederkennzeichnung per Hand mit Kreidestiften auf digitale Markierungen umgestiegen. Trotzdem müssen die Mitarbeiter hoch konzentriert arbeiten, wenn sie die Haut inspizieren, um kleinste Fehler wie einen Mückenstich zu entdecken. Das ist nicht nur für die Augen anstrengend. Es stehen ständig Entscheidungen an: Ist das Merkmal noch akzeptabel oder schon ein Fehler? Wenn es noch eingesetzt werden kann: Für welchen Bereich ist das Leder geeignet, wie wird die Stelle klassifiziert?

Vor dem Einsatz der neuen Technik wurden die Schnittmuster mit Kreidestiften eingezeichnet.

„Diese Arbeit kann man nicht lange am Stück machen“, sagt Marco Loistl. „Auch deshalb haben wir angefangen, eine Erkennungssoftware mit dem Wissen unserer besten Mitarbeiter zu füttern.“ Eine ähnliche Software nutzte man zu diesem Zeitpunkt bereits in der Glasherstellung, um Einschlüsse und Luftblasen zu entdecken. Daraus war eine Abwandlung für die Lederinspektion gut möglich. Seit 2021 hat das Programm die Aufgabe der Mitarbeiter übernommen und inspiziert vollautomatisch die Flächenware aus Leder und teilt sie in die entsprechenden Klassen ein.

Lederzuschnitt ist ein bisschen wie Plätzchen backen. Man versucht, möglichst viele Schnittteile nebeneinander zu platzieren, damit so wenig Verschnitt anfällt wie möglich.

Marco Loistl, Leiter Produktion und Instandhaltung der BMW Individual Manufaktur im Werk Dingolfing

DIGITALER DREIKLANG.

Die Entwicklung des Systems war aufwendig, aber die Ergebnisse zeigen, dass die Richtung stimmt: geringerer Ressourcenverbrauch, sinkende Kosten im Einkauf und eine bessere CO2-Bilanz. Von der automatischen Oberflächeninspektion zum durchgängig digitalen Prozess war es daher ein logischer Schritt. Seit Anfang 2022 sind die digitale Inspektion und Klassifizierung der Lederfläche sowie das sogenannte Nesting und Cutting in einer Anlage kombiniert. Beim Nesting platziert das Programm die Schnittbilder für die Lederbezüge digital auf der verfügbaren Fläche, im anschließenden Cutting-Prozess schneidet die Anlage die Ware zu.

Das Ergebnis des neuen Prozesses kann sich sehen lassen: Bei der gleichen Menge lederbezogener Interieurteile ist der Lederverbrauch im Werk Dingolfing um etwa 15 Prozent gesunken. Die Zahl der falsch zugeschnittenen oder fehlerhaften Lederteile ist sogar um drei Viertel zurückgegangen. Die Digitalisierung hilft hier also, den Prozess effektiver zu gestalten und die Kosten zu reduzieren. Gleichzeitig erleichtert sie den Mitarbeitenden die Arbeit und schont die Umwelt.