GFB - Green Factory BAVARIA

Entwicklung von Planungs- und Simulationssystematiken für die energieeffiziente Konzeptionierung von roboterbasierten Produktionsanlagen in der Automobilindustrie

Zielsetzung

Bislang sind die Lebenszeitkosten und speziell der Energieverbrauch kein maßgebender Faktor bei der Planung und Beschaffung von Produktionsanlagen. Optimierungen hinsichtlich der Energieeffizienz erfolgen i. d. R. nach Inbetriebnahme der Anlage. Die Bestimmung der Laufkosten ist im Vorfeld der Planung teilweise schwer abzuschätzen, v. a. die zukünftigen Energieverbrauchswerte sind kaum bekannt bzw. bestimmbar. Nicht zuletzt aufgrund steigender Energiekosten und der Verankerung des Nachhaltigkeitsgedankens gewinnt die Analyse und Senkung des Energieverbrauchs von komplexen Fertigungsanlagen an Bedeutung. Die bisherigen Forschungsansätze in diesem Bereich beziehen sich allerdings auf bereits genau bekannte Produktionsanlagen. Ein standardisierter Ansatz zur Bestimmung und Optimierung von Anlagen und deren Steuerungsprogrammen, die aufgrund verschiedener Rahmenbedingungen noch nicht komplett ausgeplant werden können, wie es in der Automobilproduktion üblich ist, existiert jedoch nicht. In diesem Kontext ist das Ziel des Projektes EffiPLAS einerseits die Entwicklung eines Unterstützungstools mit modularen Energiebausteinen zur Unterstützung des Planungsprozesses in einer frühen Phase unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen im Automobilbau und andererseits der Aufbau eines standardisierten Simulationsmodells zur Energieverbrauchsermittlung von Industrierobotern.





Lösungsansätze

In enger Zusammenarbeit der Audi Planung GmbH und des Lehrstuhls FAPS werden folgende Schritte zur Realisierung adressiert:

  • Entwicklung eines standardisierten Simulationsmodells zur Energieverbrauchsermittlung von Industrierobotern (FAPS)
  • Untersuchung der Genauigkeit und Optimierung des Simulationsmodells (FAPS)
  • Analyse der Beeinflussungsmöglichkeiten in der frühen Planungsphase (Audi)
  • Erstellung einer Energiebausteinmethode für Fertigungstechnologien (Audi)
  • Erstellung eines Demonstrators zur Planungsunterstützung (Audi)
  • Validierung und Optimierung der Ergebnisse anhand realer Anlagendaten (FAPS + Audi)



Ergebnisse

  • Das prototypische Modell des Industrieroboters zur Analyse seines dynamischen Bewegungsmodells und der davon abgeleitete Stromverbrauch wurde erstellt.
  • Es erfolgte eine Ausarbeitung geeigneter Strategien zur Senkung des Energieverbrauchs von Industrierobotern für Fertigungsanlagen.
  • Der Methods-Energy Measurement (MEM) Ansatz zur frühzeitigen Energieplanungsunterstützung ist konzipiert und wird anhand realer Produktionsanalgen validiert.

Die aufgeführten Ergebnisse wurden im Rahmen der Green Factory Bavaria Konferenz vorgestellt und in einem wissenschaftlichem Journal veröffentlicht.



Publikationen

  • Paryanto, et. al.: Energy consumption and dynamic behavior analysis of a six-axis industrial robot in an assembly system. Procedia CIRP 2014 (accepted)
  • M. Bornschlegl, et. al.: Energy planning of manufacturing systems with methods-energy measurement (MEM) and multi-domain simulation approach. Adv. Sci. Tech. 2014 (accepted)
  • Paryanto, et. al.: Reducing energy consumption of industrial robots in manufacturing systems. Int. J. Adv. Manuf. Tech. (submitted)
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