Fraunhofer-Gesellschaft

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Virtual technologies for the development and operation of energy efficient technical systems - examples

Virtuelle Technologien zur Entwicklung und zum Betrieb energieeffizienter technischer Systeme - Beispiele
 
: Schenk, Michael; Schmucker, Ulrich

Neugebauer, Reimund; Drossel, Welf-Guntram ; Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik -IWU-, Chemnitz:
Innovations of sustainable production for green mobility. Energy-efficient technologies in production. Pt.2 : 3rd International Chemnitz Manufacturing Colloquium, ICMC 2014; 3rd International Colloquium of the Cluster of Excellence, eniPROD; Proceedings; 8.-9. April 2014, Chemnitz
Auerbach /Vogtl: Verlag Wissenschaftliche Scripten, 2014 (Berichte aus dem IWU 81)
ISBN: 978-3-95735-005-3 (Pt.2)
ISBN: 978-3-95735-004-6 (Pt.1)
S.63-65
International Chemnitz Manufacturing Colloquium (ICMC) <3, 2014, Chemnitz>
International Colloquium of the Cluster of Excellence (eniPROD) <3, 2014, Chemnitz>
Englisch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IFF ()

Abstract
Die Energiewende zu meistern, bedeutet aus Sicht der Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft in Deutschland, den Vorsprung des Landes bei der Erzeugung erneuerbarer Energien stärker für die Zukunftssicherung des verarbeitenden Gewerbes im Land zu nutzen. Eine Kernaufgabe ist in diesem Zusammenhang die Berücksichtigung der Volatilität regenerativer Energien, aus denen starke Energiepreisschwankungen resultieren. Es ist zu erwarten, dass sowohl die Energieversorger als auch die Bundesregierung zukünftig vermehrt Anreizsysteme schaffen, um Unternehmen an der Stabilisierung des Versorgungsnetzes zu beteiligen. Aus Sicht eines produzierenden Unternehmens besteht folglich zukünftig zum einen die Möglichkeit, durch eine verbesserte und abgestimmte Steuerung von Maschinen und Anlagen die Produktion energetisch günstiger zu fahren, zum Beispiel durch Vermeidung bzw. Abminderung von Lastspitzen. Zum anderen besteht die Möglichkeit, durch Verlagerung der energieintensiven Produktionsschritte in Zeiten niedriger Energiepreise erhebliche Kostenvorteile zu realisieren. Voraussetzung dafür ist die Integration der Energiebezugspreise und -verfügbarkeiten in die betrieblichen Planungs- und -steuerungssysteme. Die Entwicklung einer nachhaltig energieeffizienten Produktion verlangt also eine ganzheitliche Betrachtung vom Einzelaggregat über Teilprozesse bis zu einer unternehmensweiten Steuerung aller betrieblichen Prozesse unter dem gleichzeitigen Blickwinkel von Produktivität und Energieeffizienz. Darüber hinaus sind signifikante Einsparpotentiale zu erschließen, wenn eine energetische Steuerung unternehmensübergreifend, z.B. in einem Industriepark, unter Nutzung verschiedener lokal installierter erneuerbaren Energiequellen erfolgt. Entwurf und Planung solcher komplexen Systeme können heute wirkungsvoll durch Methoden des Digitalen Engineerings, also durch intensive Nutzung von Modellierungs-, Simulations- und Optimierungsverfahren auf verschiedenen Skalen unterstützt werden. Solche Verfahren werden vom IFF seit Jahren entwickelt und erfolgreich in industriellen Projekten eingesetzt. Seit einiger Zeit richtet sich dabei der Fokus verstärkt auf den Entwurf energie- und ressourcenoptimaler Systeme. Die Entwicklung und Anwendung der hierfür benötigten Verfahren, Technologien und Methoden zum modellbasierten Gestalten und Steuern von Produktionssystemen im Sinne einer »Smart Production« ist Gegenstand des Fraunhofer Innovationsclusters „Intelligente, energie- und ressourceneffiziente regionale Wertschöpfungsketten in der Industrie“ (ER-WIN). Im Fokus stehen dabei die beiden Kernthemen der energieverfügbarkeitsorientierten Produktionsplanung und –steuerung sowie das Energiemanagement von Industrie- und Gewerbeparks. Der Beitrag beschreibt, ausgehend von einer Motivation und der besonderen Bedeutung des Themas für das energieexportierende Sachsen-Anhalt, Lösungsansätze und Projektbeispiele einer energie- und ressourceneffizienten Produktion für verschiedene Komplexitätsebenen – von der Einzelmaschine bis zum kompletten Industriepark. Dabei wird intensiv das gesamte Werkzeugspektrum des Digitalen Engineerings von der physikalischen Modellierung von Maschinen und Prozessen über die Optimierung logistischer Abläufe bis zur Simulation, Prognose und Steuerung komplexer Netze von Energieerzeugern und –verbrauchern genutzt. Der Vortrag gibt dazu auch einen Einblick in die vom IFF entwickelten Methoden und Verfahren.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-332901.html