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41,85 €
ISBN 978-3-8191-0847-1
152 Seiten
45 Abbildungen
Deutsch
Dissertation
September 2026
Neuerscheinung
eBook (PDF)
Andreas Wächter
Zuordnung des Energiebedarfs von Fertigungsaufträgen in der Zerspanung durch Data Mining auf Basis von Lastgängen
Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an Energieeffizienz und Transparenz in der industriellen Produktion untersucht diese Arbeit die Zuordnung des elektrischen Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen zu spezifischen Fertigungsaufträgen. Hierzu werden ausgehend von elektrischen Lastgang der Maschine die Zeitintervalle ermittelt, in denen einzelne Fertigungsaufträge bearbeitet wurden. Mit diesen Zeitinformationen und dem Lastgang werden korrespondierende Energiemengen ermittelt.

Die Arbeit thematisiert die Konzeptionierung und Evaluation eines Data Mining-basierten Vorgehens zur Gewinnung dieser Zeitinformationen. Initial wird der Verlauf des elektrischen Lastgangs in Abhängigkeit der Messstelle sowie der Abtast- und Aggregationsfrequenz betrachtet. Weiter wird betrachtet, wie die Zeitreihe des Lastgangs in Abschnitte unterteilt werden kann, in denen eine Bearbeitung stattfindet. Die Abschnitte werden durch Maßzahlen der deskriptiven Statistik in eine geeignete Repräsentation überführt und gleichartige Lastverläufe mittels Dichte-basiertem Clustering zusammengefasst. Die identifizierten Cluster gleichartiger Lastverläufe werden mit Fertigungslosen assoziiert und die Zuordnung mit Fertigungsaufträgen als automatisiert lösbares Optimierungsproblem formuliert.

Das entwickelte Vorgehen wird an zwei Werkzeugmaschinen in einer Forschungsfabrik experimentell evaluiert und die ermittelten Zeitinformationen und korrespondierenden Energiemengen mit Aufzeichnungen eines Manufacturing Execution Systems (MES) verglichen.

Die Arbeit zeigt auf, dass repetitive Muster in Lastgängen von Werkzeugmaschinen genutzt werden können, um die Zeitintervalle der Bearbeitung spezifischer Fertigungsaufträge mittels Data Mining zu bestimmen und Energiebedarfe zuzuordnen.
Schlagwörter: Energietransparenz; Lastprofil; Knowledge Discovery; Allokation
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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Print-Version: 978-3-8191-0913-3
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