FOR 1088:  Steuerung des Energieverbrauchs in der Fertigung und Steigerung der Energieeffizienz durch Automatisierung (ECOMATION)

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 67908657

Vor dem Hintergrund von Klimawandel, Rohstoffknappheit und einer ausgeprägten Abhängigkeit von Rohstofflieferanten wird die Entwicklung von Maßnahmen zur Energieeinsparung als Voraussetzung für die Zukunftsfähigkeit von Unternehmen und der Gesellschaft gesehen. Die Industrie trägt in Deutschland in gleichem Umfang zum Energieverbrauch bei wie Verkehr und private Haushalte.
Im Fokus bisheriger Maßnahmen und Entwicklungen zur Energieeffizienzsteigerung steht die permanente Verbesserung von Prozessketten, Verfahren sowie Komponenten- und Maschinenwirkungsgraden. Da Maschinen und Anlagen unter ständig wechselnden Anforderungen und Randbedingungen betrieben werden, erschließt eine derartige "Optimierung im Mittel“ nur einen Teil des Effizienzpotenzials. Maßnahmen zum optimalen Betrieb und zur Steuerung von Maschinen und Anlagen unter Berücksichtigung der Energieeffizienz und weiterer Zielkriterien in situationsbezogener Gewichtung müssen dies ergänzen.
Ziel der Forschergruppe ist es daher, Methoden zur Energieeinsparung durch Automatisierung für die Fertigungstechnik zu entwickeln, die den energieverbrauchsoptimalen Betrieb von Produktionsmaschinen und -anlagen bewirken. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Reihe von steuerungstechnischen Maßnahmen entwickelt, die zur Energieeffizienz in der Produktion in umfassender und abgestimmter Weise beitragen. Durch situationsoptimales Ansteuern von Komponenten in maschinennahen Energieregelkreisen wird der Verbrauch der einzelnen Maschine minimiert. In maschinenfernen Energieregelkreisen auf Leitebene werden in der Planung die für eine Fertigungsaufgabe im Hinblick auf ihre Energieeffizienz optimalen Ressourcen ausgewählt, Verlustherde in Anlagen und Fabriken identifiziert und Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet.
Als Grundlage für die Maßnahmen zur Effizienzsteigerung werden der von den Komponenten und dem Fertigungsverfahren verursachte Energieverbrauch, die Aufteilung in Nutz- und Verlustanteil und Möglichkeiten zur Beeinflussung des Energieverbrauchs analysiert und in Modelle überführt. Um Messdaten handhabbar und aussagefähig zu machen und Vorhersagen zu ermöglichen, wird eine im Bereich der Fertigungstechnik neuartige Modellierungstechnik entwickelt. Es werden Methoden entwickelt, um Verbrauch und Effizienzressourcen auf Basis der Maschinensignale per Software und unter minimalem Einsatz von teurer Zusatzsensorik zu erfassen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Energieverbrauchsbeeinflussung auf Komponentenebene (Antragsteller Abele, Eberhard )
• Energieverbrauchsbeeinflussung auf Prozess- und Verfahrensebene (Antragsteller Heisel, Uwe )
• Maschinenferne Energieregelkreise (Antragsteller Bauernhansl, Thomas )
• Maschinennaher Energieregelkreis in der Steuerung (Antragsteller Verl, Alexander )
• Prognosefähiges Modell des Energieverbrauchs (Antragsteller Verl, Alexander )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Alexander Verl