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September 2014
Sebastian Schrems
Methode zur modellbasierten Integration des maschinenbezogenen Energiebedarfs in die Produktionsplanung
Aufgrund stark ansteigender Energiekosten wird der elektrische Energiebedarf von Produktionsmaschinen für Unternehmen immer wichtiger. Allerdings wurde dieser bislang in die Maschinenauswahl nicht mit einbezogen. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass der Produktionsplaner bisher keine Möglichkeit hatte, den Energiebedarf von in Planung befindlichen Maschinen verlässlich zu prognostizieren und die damit verbundenen Energiekosten in seine Entscheidung mit einzubeziehen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode entwickelt, die dem Planer die Prognose des Energiebedarfs von Produktionsmaschinen ermöglicht. Der Energiebedarf kann somit zukünftig als Zielgröße in die Auswahl von Produktionsmitteln integriert werden. Der entwickelte Ansatz verfolgt eine komponentenorientierte Maschinenmodellierung auf vier verschiedenen Betrachtungsebenen: Komponenten, Baugruppen, Maschinen und Prozessketten. Zur Beschreibung des energetischen Maschinenverhaltens wurde ein zustandsbasierter Ansatz verwendet.
Um die mittels von Modellen generierten Informationen zum Energiebedarf in den Entscheidungsprozess der Produktionsplanung zu integrieren, wurde ein kennzahlenbezogenes Entscheidungssystem zur Bewertung alternativer Maschinen entwickelt. Die Energiebedarfsmodelle und das Entscheidungssystem wurden schließlich an drei Beispielmaschinen angewendet. Die Modellergebnisse wurden zudem durch den Vergleich mit Messdaten der Maschinen in Bezug auf die zuvor festgelegten Modellanforderungen untersucht.
Um die mittels von Modellen generierten Informationen zum Energiebedarf in den Entscheidungsprozess der Produktionsplanung zu integrieren, wurde ein kennzahlenbezogenes Entscheidungssystem zur Bewertung alternativer Maschinen entwickelt. Die Energiebedarfsmodelle und das Entscheidungssystem wurden schließlich an drei Beispielmaschinen angewendet. Die Modellergebnisse wurden zudem durch den Vergleich mit Messdaten der Maschinen in Bezug auf die zuvor festgelegten Modellanforderungen untersucht.
Schlagwörter: Energieeffizienz; Produktionsplanung; Simulation
Schriftenreihe des PTW: "Innovation Fertigungstechnik"
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele, Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich und Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold, Darmstadt
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