Verbundprojekt

e-SimPro

Energieeffiziente Produktionsmaschinen durch Simulation in der Produktentwicklung

Kurzfassung:

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.

www: http://www.esimpro.de

Projektdauer: 01.06.09 - 28.02.13

Projektkoordinator:

Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Rummel
EMAG Salach Maschinenfabrik GmbH
Tel.: 07162 17-251
E-Mail: wrummel@emag.de

Ansprechpartner bei PTKA-PFT:

Dipl.-Ing. Ulrike Kirsten
Tel.: +49 351 463-31411
E-Mail: ulrike.kirsten@kit.edu

 

Detaillierte Projektbeschreibung

Eine Herausforderung bei der Maschinenauslegung ist, dass eine zuverlässige Aussage über den zu erwartenden Energieverbrauch und den Nutzen von Energiesparmaßnahmen zurzeit nicht möglich ist. Aufgrund dieser Problematik sind wirtschaftliche Bewertungen von Optimierungsmaßnahmen mit vielen Unsicherheiten belastet, was den Einsatz von energieeffizienten Komponenten bislang erschwert oder verhindert. Diese Lücke schließt e-SimPro, da mögliche Energieeinsparungen quantifizierbar und somit auch die Wirtschaftlichkeit klar nachvollziehbar werden. Die in e-SimPro
entwickelte Simulationssoftware ermöglicht es, die elektrische Leistungsaufnahme der einzelnen Maschinenkomponenten mit Hilfe von Simulationsmodellen vorauszuberechnen. Auf Grundlage des Nutzungsprofils der Werkzeugmaschine ist es möglich,verschiedenen 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 als 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.
Grundsätzlich ist es mit den e-SimPro- Simulationsmodellen auch vorstellbar, dass andere Produktionsverfahren mit dem entwickelten Simulationsansatz abgebildet werden können, um damit vorhandene Optimierungspotenziale zu identifizieren und wirtschaftlich zu bewerten.

Publikationen

Energieeffiziente Produktionsmaschinen durch Simulation in der Produktentwicklung

Autor: Abele, E.; Dittrich, M.; Eisele, Ch.; Kessing, O.; Klöben, W.; Rudolph, M.; Rummel, W.

Verlag: Eigenverlag

Erscheinungsjahr: 2013

Beschreibung: Im Forschungsvorhaben e-Simpro wurde der Energieverbrauch von Werkzeugmaschinen und der eingesetzten Komponenten in Abhängigkeit von spezifischen prozessanforderungen simuliert, um die Gesamtwirtschaftlichkeit beurteilen zu können. Zielstellung des Forschungsprojektes war die Entwicklung von Softwareprototypen zur Simulation des Energiebedarfes von Produktionsmaschinen inklusive der Nebenaggregate für definierte Prozesse. Die pilotmäßige Anwendung erfolgte für zwei Anwendungsfälle: 1. Für den Entwicklungsprozess von Werkzeugmaschinen und 2. Für einen konkreten Fertigungsauftrag. Im Forschungsbericht werden für die Anwendungsfälle die Vorgehensweise und die dabei erzielten Ergebnisse erläutert. Die PDF-Datei des Abschlussberichts steht hier zum Download zur Verfügung: http://www.ptw.tu-darmstadt.de/media/fachgebietptw/dokumente_3/forschung_4/aktuelle_projekte/up_1/esimpro_1/Abschlussbericht_eSimPro_FINAL_web.pdf [PDF; 4,2 MB]

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