Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Total Energy Efficiency Management (TEEM)

29.06.2009
Die Preissteigerungen für Energie zwingen zu einem immer effizienteren Umgang mit Energie. Für die Produktion bedeutet das: alle Quellen und Senken in den Produktions- und Stoffströmen müssen ganzheitlich erfasst und die Energiedaten systematisch bewertet werden.

Zu diesem Zweck hat das Fraunhofer IPA ein Analysesystem zur Optimierung des Energieeinsatzes in der Produktion entwickelt.

Das Total Energy Efficiency Management (TEEM) umfasst die Integration und Erweiterung verschiedener Methoden zur Planung und Steuerung der Fabrik- und Produktionssysteme und deren Prozesse in Bezug auf Energieeffizienzsteigerung. Hierzu hat das Fraunhofer IPA verschiedene Konzepte entwickelt, mit denen die Ist-Situation im Unternehmen erhoben und bewertet werden kann, Verbesserungspotenziale erkannt und Umsetzungsmaßnahmen abgeleitet werden können.

Dabei unterstützen Arbeitshilfen zur Umsetzung der DIN EN 16001 und zur Durchführung der Methodik des Energiewertstroms. Anhand der Ermittlung des prozessspezifischen Energiewertstroms werden beispielsweise Energiebedarfe ermittelt, durch Kennzahlen bewertet und anschließend unter Beachtung vorgegebener Gestaltungsrichtlinien die identifizierten Einsparpotenziale ausgeschöpft.

Zur technischen Unterstützung der Managementmethode ist ein Analysesystem zur Optimierung des Energieeinsatzes in der Produktion verwirklicht worden, mit dem Energiedaten ganzheitlich erfasst und visualisiert werden können. Den Ausgangspunkt der Analyse bildet das so genannte Energiemonitoring, bei dem mittels mobiler oder fest installierter Verbrauchsmesstechnik aktuelle Verbrauchswerte protokolliert werden, einschließlich der komponenten- und mediengenauen Erfassung der Energieflüsse. Auf Basis der realen Energiedaten werden dann verschiedenste Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz simuliert, um auf diese Weise Auswirkungen auf den gesamten Produktionsprozess verdeutlichen zu können. Das Gesamtsystem ist in einem Anwendungsleitfaden dokumentiert, welcher als Hilfsmittel zur Umsetzung der Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung in der Unternehmenspraxis dient und dabei sowohl technische als auch organisatorische Aspekte beleuchtet.

Im Rahmen eines ersten Pilotprojekts wurde eine Prozesskette, bestehend aus den drei Produktionsschritten Spritzguss, Lackieren und Montage, abgebildet und durch eine entsprechende Logistik miteinander verknüpft. Für die Abbildung der Prozessschritte ist eine Spritzgussanlage bei der Fa. Kärcher und die Lackierkabine am Fraunhofer IPA mit Messinstrumenten ausgestattet worden, womit entsprechende Energiebedarfe und Produktionsdaten erfasst werden konnten. Für die Produktionsschritte Montage und Logistik wurden realitätsnahe Szenarien implementiert.

Der beschriebene Produktionsprozess wird in Plant Simulation simuliert. Als Basis dienen die aufgenommenen Energiedaten der Spritzgussanlage und der Lackierkabine, ergänzt durch Daten für Montage und Logistik. Der Benutzer kann für die einzelnen Prozessschritte verschiedene, vordefinierte Optimierungsmöglichkeiten zur Energieeinsparung auswählen und sich die Auswirkungen auf den Gesamtenergiebedarf und auf die Prozesskette anzeigen lassen. Die Simulationsergebnisse werden anschließend mit Kennzahlen und Graphiken visualisiert und miteinander verglichen. Die Optimierungsmöglichkeiten umfassen sowohl neue Prozessparameter der Anlagen als auch organisatorische Veränderungen des Produktionsablaufs. Im Prozessschritt Spritzguss kann der Benutzer sich die Auswirkungen auf den Energieverbrauch der Anlage durch Variation der Maschinenparameter wie Haltedruck und Länge der Kühlphase sowie weitere organisatorisch und maschinentechnische Maßnahmen aufzeigen lassen. Für das Lackieren und Trocknen werden Optimierungsmaßnahmen wie der Einbau eines Wärmerads oder der Umluftbetrieb des gesamten Trocknungsprozesses simuliert und anschließend bewertet. Ebenso stehen für die Montage verschiedene Optimierungsmöglichkeiten zur Wahl.

Anhand der Produktionsschritte im Pilotprozess wird deutlich, dass sich die Methode TEEM auf unterschiedlichste Produktionsbereiche anwenden lässt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Besonderheiten. Bei der analysierten Anlage im Bereich "Kunststoffverarbeitung" handelt es sich beispielsweise um eine Spritzgussanlage für Großstrukturen, die beim Kooperationspartner Fa. Kärcher im Einsatz ist. An dem Standort der Anlage war bereits eine gebäudeübergreifende Energiedatenerfassung installiert, die bislang jedoch nur für langfristige Ab- rechnungen ausgelegt war. Aufbauend auf der vorhandenen Mess- und Bustechnik, wurden zunächst wichtige Energieverbraucher wie Kühlwasserkreisläufe für das Werkzeug und die Maschinenhydraulik identifiziert und mit schneller vernetzter Energiemesstechnik versehen. Zusätzlich erlauben aufgezeichnete Digitalsignale zum Maschinenzustand (Schließung Werkzeug, Einspritzen etc.) eine Zuordnung des Energiebedarfs zu einzelnen Prozessschritten. Im praktischen Einsatz werden die Signale über einen OPC-Server etwa alle zehn Sekunden erfasst und gespeichert. Eine weitere Verkürzung des Messrasters wird gegenwärtig noch angestrebt.

Der zweite Demo-Prozess, der analysiert wurde, ist die Lackierkabine am Fraunhofer IPA. Die Lackierkabine ist mit einem kompletten Monitoringsystem, bestehend aus Wärme- und Wassermengenzählern, Messgeräten für die elektrische Leistung sowie Equipment zur Bestimmung der Temperatur und Feuchtigkeit der Außenluft als auch des Klimas in der Spritzkabine, direkt und in der Abluft, ausgestattet worden. Über einen M-Bus werden die Messdaten alle fünf Minuten erfasst und an ein entsprechendes Programm weitergeleitet.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. (FH) Markus Hornberger
Telefon: +49 711 970-1301 I hornberger@ipa.fraunhofer.de

Hubert Grosser | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de/index.php?id=89

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Neue Sensortechnik für E-Auto-Batterien
08.12.2016 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Siliziumsolarzelle des ISFH erzielt 25% Wirkungsgrad mit passivierenden POLO Kontakten
08.12.2016 | Institut für Solarenergieforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie