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TU Berlin

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Ressourcen- und energieeffiziente Produktion

Herausforderung

Die begrenzte Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen, also die Endlichkeit nicht-erneuerbarer Rohstoffe und die begrenzte Regenerationsrate erneuerbarer Rohstoffe, führt bereits heute zu Ressourcenengpässen und schlägt sich in langfristig steigenden Rohstoff- und Energiekosten nieder. Zukünftige Aufgabe von Herstellern und Betreibern von Fertigungsanlagen ist damit die Realisierung möglichst ressourceneffizienter Fertigungssysteme, um Kosten zu sparen und Umweltbelastungen zu senken. Diese Forderung kaum beachtend liegt der Fokus in Auslegung und Betrieb von Produktionsanlagen jedoch derzeit noch weitestgehend auf der Optimierung der Anlagenfunktionalität, obwohl beispielsweise bei den produzierenden Unternehmen eine Senkung der anfallenden Energiekosten von bis zu 30% bei gleicher Ausbringung möglich ist. Aktuelle Studien weisen neben technologischen Verbesserungen in Produktionsprozessen und Produktionsbetriebsmitteln, beispielsweise durch Erhöhen der Prozessstabilität oder den Einsatz energiesparender Motoren, auch den Bedarf an Methoden zum Energiemanagement in Produktionssystemen auf.

Ziele

Ziel der Arbeiten am Fachgebiet Montagetechnik und Fabrikbetrieb ist die Entwicklung ganzheitlicher Analyse-, Bewertungs-, Optimierungs- und Synthesemethoden zur Verbesserung der Energieeffizienz von Produktionssystemen. Sowohl in der Planung als auch in der Betriebsführung von Produktionssystemen sollen Energiebedarfsprofile herangezogen werden, um Produktionssysteme nicht nur nach Kosten, Durchlaufzeit oder Prozessgüte, sondern auch nach dem Energiebedarf zu optimieren. Die so entwickelten Methoden unterstützen den Anlagenentwickler bei der Auswahl energetisch günstiger Komponenten, der Festlegung und Verfeinerung von Steuerungs- und Regelungsstrategien sowie der Betriebsführung. Für die Produktentwicklung ergibt sich die Möglichkeit, bereits in der Produktgestaltung Abschätzungen über den Ressourcenbedarf einer späteren Prozesskette zur Produkterstellung zu treffen.

Arbeitsfelder

  • Integration von Energieeffizienzzielen in Methoden der Produktionsplanung und –steuerung zur Senkung der Energiekosten und zur Verbesserung der CO²-Bilanz
  • Simulation der Energieaufnahme von Produktionssystemen zur Optimierung des Produktionssystems sowie des Produktionsablaufs unter wechselnden Rahmenbedingungen
  • Simulation der Energieaufnahme von Produktionsbetriebsmitteln in unterschiedlichen Betriebszuständen zur Bestimmung von Optimierungspotentialen
  • Nutzung von Energieverbrauchsprofilen zur Instandhaltungsplanung durch frühzeitiges Erkennen von Verschleißerscheinungen und Schadensfällen

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