MELLOW: Vom Prototyp zur Praxis in der Schuhindustrie

Im Rahmen des zweiten Meilensteintreffens testeten internationale Partner des Forschungsprojekts „Smarte kollaborative Workflowentwicklung in der Schuhindustrie (MELLOW)“ erstmals den Prototyp des MELLOW-Assistenzsystems zur Qualitätssicherung in der Schuhproduktion. Die durchgeführte Studie lässt zukünftige positive Effekte, insbesondere im Hinblick auf Ergonomie und potenzielle Qualitätssteigerungen vermuten und erfasste Optimierungsbedarfe systematisch. In der nächsten Projektphase wird der Prototyp in Portugal integriert, um das System weiter unter realen Produktionsbedingungen zu erproben.

Internationales Meilensteintreffen 2025

Im Dezember 2025 trafen sich die Forschenden und nationale sowie internationale Anwendungspartner des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und dem europäischen Sozialfonds ESF-Plus geförderten Forschungsprojekts „Smarte kollaborative Workflowentwicklung in der Schuhindustrie (MELLOW)“ im Power4Production-Zentrum in Saarbrücken zu ihrem zweiten Meilensteintreffen. Der erste Prototyp des MELLOW-Assistenten wurde implementiert und getestet und die nächsten Entwicklungsschritte geplant. Eine besondere Rolle spielte dabei die Einbindung portugiesischer Werkerinnen und Werker, die erstmals direkt mit dem Prototypen arbeiten konnten und in dessen Evaluation eingebunden wurden.

Ziel des Assistenzsystems

Das KI-basierte Assistenzsystem soll beim Markieren der Außensohle im Prozess der Schuhherstellung unterstützen. Damit sollen manuelle Fehler im Fertigungsprozess reduziert und so die Produktqualität erhöht werden, außerdem werden körperliche Belastungen verringert. Das System bietet darüber hinaus weitere Potenziale, es verbessert zum Beispiel den flexiblen Personaleinsatz und erleichtert das Anlernen neuer Beschäftigter.

Wissenschaftliche Begleitung

Neben der technischen Entwicklung wurden seit Projektbeginn kontinuierlich arbeitswissenschaftliche Methoden eingesetzt, um die Technologieentwicklung sowie -einführung und den Technologieeinsatz menschgerecht zu gestalten. In iterativen Schritten wurde das Assistenzsystem mithilfe von qualitativen Interviews, teilnehmenden Beobachtungen und regelmäßigen Workshops systematisch an Nutzerinnen und Nutzer sowie Aufgaben und Kontext angepasst.

Erkenntnisse aus dem Test

Durch eine praktische Erprobung des Assistenzsystems im Rahmen einer sogenannten Wizard-of-Oz-Studie wurden alle Teilnehmenden aktiv eingebunden. Ein Wizard-of-Oz-Experiment bezeichnet in der Mensch-Computer-Interaktion ein Versuchsverfahren, bei dem Versuchspersonen glauben, mit einem autonomen, intelligenten System zu interagieren. Tatsächlich ist das System technisch noch nicht vollständig realisiert; seine Funktionen werden im Hintergrund ohne Wissen der Probanden von einem Menschen, dem sogenannten „Wizard“, simuliert. Positive wie auch kritische Rückmeldungen, neu gewonnene Erkenntnisse aus der Anwendung sowie konkrete Verbesserungsvorschläge konnten so systematisch erfasst werden. Neben der technischen Erprobung wurden diverse Usability-Methoden eingesetzt. Diese ermöglichen es, den Nutzungskontext, die Arbeitsaufgaben und die Nutzerinnen und Nutzer in der Schuhproduktion zu berücksichtigen und das System menschzentriert zu gestalten. Die testenden Personen konnten in Feedback-Workshops, durch Emotion Cards und eine standardisierte Befragung (System Usability Scale) ihre Erfahrungen und Verbesserungsvorschläge für eine erfolgreiche Weiterentwicklung des Prototypens einbringen.

Besonders positiv hervorgehoben wurde Einfachheit und Niederschwelligkeit des Systems. Die testenden Personen nahmen den Prototypen zudem als ergonomisch entlastend wahr. Außerdem wurde das Potenzial zur Qualitätssteigerung erkannt.

Ebenso zeigte sich, dass der aktuelle Prototyp noch nicht nahtlos in die bestehende Produktionslinie integriert werden kann. Seitens der Werkerinnen und Werker wurde insbesondere der Wunsch nach einer höheren Geschwindigkeit und kürzeren Reaktionszeit des Systems geäußert, etwa durch unmittelbares Qualitätsfeedback zur korrekten Ausführung einzelner Arbeitsschritte.

Sämtliche Rückmeldungen wurden strukturiert dokumentiert und bilden nun die Grundlage für die Weiterentwicklung und Optimierung des Assistenzsystems.

Bedeutung des Projekts für die Schuhindustrie

MELLOW zielt darauf ab, die Zusammenarbeit in internationalen Wertschöpfungsketten der Schuhindustrie nachhaltig zu verbessern, indem praxisnahe Assistenzlösungen entwickelt und unter realen Produktionsbedingungen erprobt werden.

Die Prozessqualität im ganzen Wertschöpfungsnetzwerk kann optimiert werden:

• Zum einen durch die Standardisierung der Prozesse in der Schuhherstellung
• Darüber hinaus durch die Nutzung der Daten, die durch das Assistenzsystem erzeugt werden, sowie die Daten zu Fehlerursachen oder Zusammenhängen zwischen Fehlern und Materialien.

Mittelständische Schuhhersteller in Deutschland stehen vor erheblichen Herausforderungen. Unter anderem durch die Auslagerung einiger Produktionsschritte ins Ausland, ist die Sicherung gleichbleibender Qualitätsstandards für die deutschen Unternehmen schwieriger zu steuern. Ebenso bestehen produktionstechnische Herausforderungen innerhalb einzelner Fertigungsschritte.

Praxispartner in MELLOW ist die Wildling Shoes GmbH in Engelskirchen, die unter anderem an einem Standort in der Nähe von Porto/Portugal produziert. Die dortige Produktion besteht immer noch zu großen Teilen aus manuellen Arbeitsschritten, die besonders anfällig für Qualitätsabweichungen sind. Digitale Technologien zur Unterstützung gibt es bislang kaum. Hier können KI-basierte Assistenzsysteme einen Beitrag zur nachhaltigen Qualitätssicherung leisten. Werkerinnen und Werker können beispielsweise durch ergonomisch gestaltete Arbeitsprozesse dabei unterstützt werden, ihrer Tätigkeiten effizienter und gesundheitserhaltender auszuführen.

 Fazit und Ausblick

Das zweite Meilensteintreffen im MELLOW Forschungsprojekt hat deutlich gezeigt, wie essenziell Assistenzsysteme für die Gesundheit der Mitarbeitenden und die Wettbewerbsfähigkeit sein können. Gerade im internationalen Produktionskontext ist der Austausch aller Akteure für die Weiterentwicklung notwendig. Mit dem erfolgreichen Test und dem dazugehörigen Feedback zu den ersten Prototypen des MELLOW-Assistenten wurde ein wichtiger Schritt von der Konzeptphase hin zur konkreten Anwendung vollzogen.

Im nächsten Entwicklungsschritt ist die Integration des Prototyps in der Schuhfabrik in Portugal geplant. Dieser soll als Arbeitsplatz für die portugiesischen Werke dienen und weiterführende Tests unter realen Produktionsbedingungen ermöglichen. Im Mai besucht das MELLOW Projektteam den Wildling Shoes Standort in Portugal, um das Assistenzsystem aufzubauen, vor Ort mit den Werkerinnen und Werkern zu testen und weitere Verbesserungsideen einzuholen.