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Betrieb energiebedarfsorientierte Kühlschmierstoffsysteme

Ausgangslage

Das produzierende Gewerbe in Deutschland umfasst nahezu 200.000 Industrie­unternehmen, wovon rund 98 % klein und mittelständische Unternehmen (KMU) sind. In den Industrie­unternehmen der EU27 werden dabei ca. 750.000 CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen betrieben. Verbunden mit diesen Werkzeugmaschinen ist ein europaweiter Energieverbrauch von geschätzten 200 bis 300 TWh pro Jahr, welcher ca. 6,3 % des Gesamtenergieverbrauchs des industriellen Sektors (EU 27) entspricht. In nahezu 75% dieser Industrieunternehmen befinden sich Kühlschmierstoffsysteme im Einsatz. Die zahlreichen Variationen und Komponenten der KSS-Systeme, resultieren, durch den prozessbedingt notwendigen Betrieb, in einem hohen Energiebedarfsanteil. Dieser Energieanteil beträgt in einem Fertigungssystem ca. 30-35% (Tendenz steigend).

Projektinformationen

  • Förderung: 06/2020-05/2023, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Projektpartner

  • Online IAT GmbH
  • ASCon-Systems GmbH
  • Robert Bosch GmbH

Zielsetzung

Die Eindämmung bzw. optimierte Nutzung dieses Energieanteils von Werkzeugmaschinen mit KSS-Systemen sind in Einzelfällen bereits betrachtet. Ein ganzheitlicher Ansatz, der digitale Konzepte, Simulationen oder die systematische Datenverarbeitung berücksichtigt, existiert nicht. Im Rahmen der Forschungsarbeit wird daher ein Cyber-physisches Produktionssystem entwickelt, welches sich von der Datenakquise bis hin zur Visualisierung der Referenz- sowie Transfersysteme erstreckt.

Durch die Integration von Sensorik und geeigneten Schnittstellen, wird die  Aufnahme der Maschinen- sowie KSS-Systemdaten ermöglicht, wodurch die Modellierung auf der Cyber-Ebene des CPPS auf Methoden wie bspw. die Systemsimulation oder einen digitalen Zwilling zurückgreifen kann. Diese simulative Umgebung lässt sich mit den Prozess- und Bearbeitungsparametern zur Optimierung des Gesamtsystems Werkzeugmaschine kombinieren. Letztendlich entsteht dadurch ein ganzheitliches Regelungssystem, welches mithilfe des CPPS eine Einsparung von bis zu 25% des ursprünglichen Energiebedarfes erreichen kann.

Mitglieder

Christopher Rogall
+49 531 391 - 7647
c.rogall(at)tu-braunschweig.de
Johanna Sophie Hagen
+49 531 391 - 7615
j.hagen(at)tu-braunschweig.de
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