Auf Grund der politischen, gesellschaftlichen und ökonomischen Veränderungen nimmt die Energieeffizienz von Produktionsprozessen und Fabriksystemen eine immer größer werdende Rolle ein, die einen wesentlichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens hat. Aus politischer und damit verbunden gesellschaftlicher Sicht müssen Fabriken immer mehr Auflagen erfüllen um einerseits den globalen Primärenergiebedarf zu reduzieren, als auch die Ausstoßung von CO2 zu minimieren. Aber die Steigerung der Energieeffizienz bringt auch wirtschaftliche Vorteile mit sich, welche sich durch Kosteneinsparungen bemerkbar machen und somit einen Wettbewerbsvorteil darstellen.
Insbesondere die Digitalisierung und die vierte industrielle Revolution stellen neue Möglichkeiten zur Verfügung die Energieeffizienz einerseits detaillierter zu analysieren und andererseits zu optimieren. Vor allem der vermehrte Einsatz von Sensorik zum Monitoring aller Produktionsprozesse im Einzelnen erlaubt die detaillierte Analyse aller Produktionsprozesse im Hinblick auf ihren Energiebedarf und der damit gekoppelten Effizienz. Diese neuen Möglichkeiten sollen im Rahmen eines intelligenten Energieeffizienzzyklus genutzt werden, welcher an die Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld angelehnt ist. Teil des Zyklus ist demnach zum einem die kontinuierliche Überwachung des Effizienzzustands des Produktionssystems und dessen Bewertung. Zum anderen wird ebenso die Optimierung des Effizienzzustands berücksichtigt, welche insbesondere durch die Nutzung von simulativen Experimenten durchgeführt wird.
Ein wichtiger Kernaspekt des intelligenten Energieeffizienzzyklus ist die Bewertung des Effizienzzustands des Fabriksystems. Hierzu wird ein Kennzahlensystem entwickelt, welches in der Lage ist, die Effizienz eines einzelnen Prozesses in Abhängigkeit aller physikalischen Ein- und Ausgangsgrößen zu beschreiben. Dementsprechend werden sowohl energetische Größen, wie beispielsweise elektrische Leistung, Druckluft oder Abwärme, betrachtet als auch materielle Größen, wie beispielsweise die produzierten Erzeugnisse. Weiterführend werden jedoch auch die Interdependenzen bezüglich der Effizienz zwischen den unterschiedlichen Prozessen innerhalb des Kennzahlensystems abgebildet. Dies ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung der Energieeffizienz eines Produktionssystems und damit ebenfalls eine ganzheitliche Optimierung.
Matthias Meißner
matthias.meissner@tu-dortmund.de
Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft
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