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Fördermaßnahme: Ressourceneffizienz in der Produktion: Energieeffizienz in der Produktion
Forschungsziel: Zielsetzung des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer ganzheitlichen, ressourcen- und verfügbarkeitsorientierten Instandhaltungsstrategie, die produzierenden Unternehmen in Deutschland hilft, material- und energieeffizient zu produzieren und gleichzeitig eine bedarfsgerechte Verfügbarkeit im Betrieb sicherzustellen. Ziel des Ansatzes war es, die benötigten Informationen aus der Produktion in Echtzeit zu verdichten und darauf abgestimmte Maßnahmen situationsbedingt abzuleiten und durchzuführen. Ein zentrales Ergebnis des Vorhabens war die Entwicklung des "ReVista-Cockpits". Mit Hilfe dieses Softwareinstruments, wurden Informationen über den Abnutzungsvorrat, den Energieverbrauch sowie Produktionsinformationen erstmals in einem System zusammengeführt und auswertbar gemacht. Weiterhin wurde eine Methode zur Ressourcen schonenden und verfügbarkeitsorientierten Produktions- und Instandhaltungsplanung erarbeitet.
Dr.-Ing. Alexander Lucumi
+49 721 608-28308
alexander.lucumi@kit.edu
Problemstellung
Durch die Preissteigerungen auf den weltweiten Energie- und Rohstoffmärkten in den letzten Jahren wird der effiziente Umgang mit Ressourcen zu einer zentralen Herausforderung für produzierende Unternehmen. Die Ist-Situation in der Fertigung zeigt, dass noch erheblicher Handlungsbedarf besteht, bis eine energie- und ressourceneffiziente Fertigung umgesetzt werden kann. In den meisten Unternehmen sind die realen Energie- und Stoffströme nicht bekannt und eine Zuordnung zu den Verursachern, d.h. eine produkt- bzw. prozessspezifische Zuordnung, existiert nicht. Die Kosten werden in diesen Fällen über Allgemeinkosten umgelegt. Gerade bei gestiegenen Energie- und Ressourcenpreisen, die einen hohen Allgemeinkostenanteil verursachen, versagt das System und unrentable Produkte und Prozesse werden nicht identifiziert.
Projektziele
Zielsetzung des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer ganzheitlichen, ressourcen- und verfügbarkeitsorientierten Instandhaltungsstrategie, die produzierenden Unternehmen in Deutschland hilft, material- und energieeffizient zu produzieren und gleichzeitig eine bedarfsgerechte Verfügbarkeit im Betrieb sicherzustellen. Ziel des Ansatzes war es, die benötigten Informationen aus der Produktion in Echtzeit zu verdichten und darauf abgestimmte Maßnahmen situationsbedingt abzuleiten und durchzuführen.
In technologischer Hinsicht wurde ein Expertensystem („lernende Sensorik“) zur Analyse des Abnutzungsverhaltens in Abhängigkeit der Prozessparameter entwickelt. Diese „lernende Sensorik“ verbesserte Prognosen zur Ausfallwahrscheinlichkeit und somit verlängerte die Nutzungsdauer der Bauteile.
Weiterhin wurde der Ressourcenverbrauch der Anlagen und ihrer Nebenaggregate in Abhängigkeit des Werkzeugverschleißes und der Prozessparameter untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden in einer „Betriebspunktdatenbank“ zusammengeführt, um zukünftig differenzierte Aussage bezüglich auftragsspezifischer Energiebedarfe treffen und energieeffiziente Betriebspunkte einstellen zu können.
In organisatorischer Hinsicht stellte die Entwicklung des „ReVista-Cockpits“ als ein Controllinginstrument ein zentrales Ergebnis des Vorhabens dar, das die Ausgestaltung der Instandhaltungsstrategie und ihre Abstimmung mit der Produktion bewertet. Mit Hilfe dieses Softwareinstruments, wurden Informationen über den Abnutzungsvorrat, den Energieverbrauch sowie Produktionsinformationen erstmals in einem System zusammengeführt und auswertbar gemacht.
Weiterhin wurde eine Methode zur Ressourcen schonenden und verfügbarkeitsorientierten Produktions- und Instandhaltungsplanung erarbeitet. Um das Ziel eines energieeffizienten Betriebs bei gleichzeitig optimaler Verfügbarkeit zu erreichen, wurden Strategien entwickelt, die situativ auf Auftragssituationen in der Produktion angewendet werden können, mit dem Ziel, die geforderte Verfügbarkeit unter Berücksichtigung von energieeffizienten Gesichtspunkten zu gewährleisten.
Vorgehensweise
1) Aufnahme der Anforderungen und Konzeption der Lösungsbausteine
2) Entwicklung einer Systematik zur Ermittlung des Abnutzungsvorrates und Implementierung einer „lernenden Sensorik“
3) Entwicklung einer maschinenbezogenen Kennwertsystematik zur Bestimmung Ressourcen schonender Betriebspunkte
4) Entwicklung eines Controllingmoduls („ReVista Cockpit“) zur Schaffung einer betriebswirtschaftlichen Entscheidungsgrundlage
5) Entwicklung einer Methode zur Ressourcen schonenden Produktions- und Instandhaltungsplanung
6) Prototypische Validierung in den Anwenderunternehmen
Ergebnisse und Anwenderpotenzial
Das Konsortium entwickelte folgende Lösungsbausteine:
– Lernende Sensorik
– Betriebspunktdatenbank
– ReVista-Cockpit
– Methode zur Ressourcen schonenden und verfügbarkeitsorientierten Produktions- und Instandhaltungsplanung.
Der Einsatz dieser Lösungsbausteine ermöglichte produzierenden Unternehmen den prozess- bzw. produktspezifischen Ressourcenverbrauch zu ermitteln und ganzheitlich zu bewerten. Dadurch wurden Unternehmen in die Lage versetzt, ihre Produktion und Instandhaltung verfügbarkeitsorientiert und zugleich Ressourcen schonend auszurichten.
In der folgenden Liste sehen Sie Ihre ausgewählten Projekt-Favoriten.
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