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METAV 2012: Energieeffizienz im Fokus

Die Beschaffung energieeffizienter Produktionsmittel ist bei den meisten Automobilherstellern mittlerweile fest im Lastenheft vorgegeben. Dabei werden den Maschinenlieferanten Kriterien und Komponenten, wie energieeffiziente Motoren oder Bearbeitungsspindeln, bindend vorgeschrieben. Das Thema "Effiziente Produktion" steht deshalb auf der METAV 2012 in Düsseldorf ganz besonders im Fokus.

Christian Eisele, Diplom-Ingenieur und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fuer Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt

Halb zog sie ihn, halb sank er hin - dem mehr oder weniger sanften Zwang der Automobilisten beugen sich die Werkzeugmaschinenhersteller mittlerweile gar nicht mehr so widerstrebend: Energieeffizienz wird zunehmend zum Marketingargument. In der Praxis besteht dabei bis heute das Problem, dass der zu erwartende Energieverbrauch von den Herstellern nicht quantifiziert werden kann. Die Folge sind häufig anzutreffende Überdimensionierungen oder energetisch ungünstig gesteuerte oder betriebene Komponenten. Um eine Beurteilung der Gesamtwirtschaftlichkeit von Werkzeugmaschinen zu ermöglichen, wurde das Verbundprojekt "e-Sim-Pro" im Rahmen der Innovationsplattform "Effizienzfabrik" initiiert - eine gemeinsame Initiative von Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF und VDMA. Dabei sollen exemplarisch energieoptimierte Maschinen- und Komponentenkonzepte entwickelt werden.

Komponenten bedarfsgerecht dimensionieren
Wie die dabei gewonnenen Erkenntnisse in die praktische Produktentwicklung einfließen, erläutert Christian Eisele, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt: "Im Verbundprojekt e-Sim-Pro wurde eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, den Energiebedarf verschiedener Baugruppen einer Werkzeugmaschine mit Hilfe von Simulationsmodellen zu berechnen. Dadurch kann der Maschinenhersteller bereits im Entwicklungsprozess der Maschine verschiedene konstruktive Lösungen hinsichtlich des zu erwartenden Energieverbrauchs bewerten und somit sicherstellen, sowohl eine kosten- als auch eine energetisch optimierte Maschine am Markt anbieten zu können."

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Bis heute, so Eisele, "fehlen objektive, standardisierte Vergleichsmöglichkeiten für den Energiebedarf spanender Werkzeugmaschinen". Die im Projekt entwickelte Simulationssoftware ermögliche es, die zu erwartende elektrische Leistungsaufnahme der einzelnen Maschinenkomponente zu quantifizieren. Mit Hilfe des Nutzungsprofils der Werkzeugmaschine könne somit der Energieverbrauch einer spezifischen Bearbeitungsaufgabe in den verschiedenen Maschinenzuständen berechnet werden. Damit habe der Maschinenhersteller die Möglichkeit, Maschinen auch energetisch optimal auf den Bearbeitungsfall abzustimmen und somit Überdimensionierungen von Komponenten zu vermeiden.

Diese Bemühungen entsprechen genau den Vorstellungen der Hauptanwendergruppe, denn "gerade aus der Automobilindustrie stammt die Forderung, den Nutzen von Energieeffizienzmaßnahmen ausreichend und transparent bewerten zu können". Dies sei bei Werkzeugmaschinen bislang nicht oder nur unzureichend möglich. Eisele: "Die e-Sim-Pro-Software macht die zu erwartenden Energieeinsparungen quantifizierbar und auch die Wirtschaftlichkeit klar nachvollziehbar." Zudem werde der Hersteller damit in die Lage versetzt, eventuell entstehende Mehrkosten für Energieeffizienz-Lösungen dem monetären Nutzen gegenüberzustellen und dies seinen Kunden zu kommunizieren. Durch die Beteiligung der VW AG am Projekt sei im Übrigen sichergestellt, dass auch die Anforderungen aus der Automobilindustrie adäquat berücksichtigt werden.

Mit den entwickelten Simulationsmodellen können Anwender von Werkzeugmaschinen auch Optimierungspotenziale in Bezug auf eine Erhöhung der Energieeffizienz ihrer im Betrieb befindlichen Maschine, etwa im Rahmen von Retrofit-Maßnahmen, identifizieren und wirtschaftlich bewerten. Grundsätzlich, so Eisele, "ist vorstellbar, dass dadurch ermittelte Verbesserungen wiederum zu Änderungen an Lastenheftvorgaben der Automobilindustrie führen". lg

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