VorlesenEnergieeffiziente Produktionsmaschinen durch Simulation in der Produktentwicklung (eSimPRO)
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Fördermaßnahme: Ressourceneffizienz in der Produktion: Energieeffizienz in der Produktion
Forschungsziel: Hinsichtlich exakter Angaben zum Energiebedarf von Werkzeugmaschinen und deren Versorgungsmodulen mangelt es an Transparenz. Insbesondere deshalb ist Energiebedarf noch kein bedeutungsvolles Entscheidungskriterium. Selten werden effiziente Aggregate gegenüber in der Anschaffung günstigeren bevorzugt. Um in Zukunft eine Beurteilung der Gesamtwirtschaftlichkeit zu ermöglichen, wurden zur Simulation des Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen inklusive der Nebenaggregate Softwareprototypen entwickelt und pilotmäßig angewendet. Hinsichtlich ihres Einsatzes sind zwei Anwendungsfälle "Maschinenauslegung vor der Konstruktion" und "Simulation des Energiebedarfs für eine konkrete Fertigungsaufgabe" ausgewählt wurden. Die "e-SimPro" Simulationsmodelle haben großes Nutztenspotenzial und werden zukünftig in Projektierungstools der Partner zur Entwicklung energieeffizienter Maschinen und Anlagen eingesetzt. Damit wird es möglich sein, energieoptimierte Maschinen- und Komponentenkonzepte zu entwickeln.
Ansprechperson Projektkoordination
Wolfgang Rummel +49 7162 17-251
wrummel@emag.de
Ansprechperson bei PTKA
Dipl.-Ing. Ulrike Kirsten
+49 721 608-31411
ulrike.kirsten@kit.edu
Bei der Dimensionierung der Maschinenauslegung ist es erforderlich, Kenntnis über die Höhe des zukünftigen Energieverbrauch und über den Nutzen von Einsparmaßnahmen zu erhalten. Diese Informationen stehen größtenteils Unternehmen nicht zur Verfügung und wirtschaftliche Bewertungen von Optimierungsmaßnahmen sind mit vielen Unsicherheiten belastet, was den Einsatz von energieeffizienten Komponenten bislang erschwert oder verhindert.
Ergebnisse
Diese Lücke schloss das Verbundprojekt e-SimPro mit der Entwicklung von Modellen und Methoden für den Produktentwicklungsprozess, um quantifizierbare Aussagen zu Verbräuchen prognostizieren zu können. Die e-Simpro-Simulationssoftware ermöglicht es, die elektrische Leistungsaufnahme der einzelnen Maschinenkomponenten mit Hilfe von Modellen vorauszuberechnen. Auf Grundlage des Nutzungsprofils der Werkzeugmaschine ist es mit diesem Modellansatz möglich, verschiedene Maschinenzuständen zu berechnen. Dadurch kann der Maschinenhersteller bereits im Entwicklungsprozess der Maschine verschiedene konstruktive Lösungen hinsichtlich des zu erwartenden Energieverbrauchs bewerten und somit sicherstellen, sowohl eine Kosten- wie auch eine energetisch optimierte Maschine am Markt anbieten zu können. Auch wird der Hersteller von Werkzeugmaschinen mit Hilfe der e-SimPro-Technologie in die Lage versetzt, eventuell entstehende Mehrkosten für Energieeffizienz-Lösungen dem monetären Nutzen gegenüberzustellen und dies seinen Kunden zu kommunizieren. Das Verbundprojekt konnte mit seinem Entwicklungsansatz und der e-Simpro-Simulationssoftware anhand einer beispielgebenden Umsetzung bei der Fa. EMAG zeigen, dass durch systematischen und gezielten Einsatz von modellbasierten Simulationswerkzeugen eine energetische Optimierung von Baugruppen bis zur gesamten Maschine möglich ist.
Die Projektpartner haben die Ergebnisse in einem Forschungsbericht veröffentlicht, der als pdf- Dokument unter www.esimpro.de zum Downloaden zur Verfügung steht.
- August Steinmeyer GmbH & Co. KG
- Camfil APC GmbH
- EMAG Maschinenfabrik GmbH
- Siemens Aktiengesellschaft
- Technische Universität Darmstadt
- VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT
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