Die Stuttgarter Forscher erfassen den Energieverbrauch des gesamten Produktions-prozesses.

Die Stuttgarter Forscher erfassen den Energieverbrauch des gesamten Produktions-prozesses.Universität Stuttgart

Zunächst haben die Stuttgarter Forscher das Zusammenspiel zwischen verschiedenen Produktionsstrategien und dem Energieverbrauch der gesamten Produktionshalle analysiert und modelliert. Auf Basis dieser Erkenntnisse entwickelten sie eine simulationsbasierte Methodik, mit der sich die Produktionsanlagen und Fabriken planen, überwachen und verbessern lassen. Damit ist es möglich, unvorhergesehene energetische Spitzenbedarfe zu vermeiden und Einsparpotenziale im Fabrikbetrieb aufzudecken. Die Prognose über eine Schicht ermöglicht es, kurzfristige Lastspitzen zu glätten und eine energieoptimale Steuerung, sowohl der Prozesskette als auch der Peripherie, unter Berücksichtigung von Pausenzeiten oder Störungen durchzuführen. Die Forscher entwickelten eine Methodik, die es dem Fertigungsmanagement ermöglicht, den einzelnen Maschinen eine Vorgabe zum energieoptimalen Verhalten unter Berücksichtigung der sonstigen Anforderungen an die Produktionsperformance zu machen. Für die langfristige Planung erweiterte das Forscherteam die Modelle so, dass sämtliche an der Produktion beteiligten Ressourcen miteinander in Verbindung gebracht werden können. Sie sind dadurch zum Beispiel für den Einkauf von Energiekontingenten oder für die Arbeitsplanung zu verwenden.

Da das energetische Verhalten der einzelnen Teile einer Produktion meist nicht oder nur unzureichend bekannt ist, wird zudem eine Methodik benötigt, die das Verbessern und permanente Überwachen des energetischen Verhaltens der Fabrik unterstützt. Diese zu entwickeln ist das nächste Ziel der Forschergruppe. Die bisher erarbeitete simulationsbasierte Umgebung soll dafür um die Teilfunktionalitäten Energieoptimierung und Energy-Controlling erweitert werden. Dies soll er möglichen, die Fabrik unter Berücksichtigung  sämtlicher beteiligter Systeme permanent am energieoptimalen Betriebspunkt zu betreiben. Das Energy-Controlling sorgt dafür, dass das Fertigungssystem unter Berücksichtigung von Produktionszielen wie Qualität, Kosten und Zeit permanent so gesteuert wird, dass bei Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Größen umgehend eingegriffen werden kann.

Neben dem Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) sind die Uni-Institute für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) sowie für Werkzeugmaschinen (IfW) an dem Projekt beteiligt. Das Projekt Ecomation wird in drei Förderrunden bis 2015 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.