The following paper examines the practicality of a methodical approach for energy-flexible and energy-optimal operation in the field of metal-cutting production. The analysis is based on the example of a grinding machine and its central cooling-supply system. In the first step, an energy-flexibility data model is built for each subsystem, which describes energy flexibility potentials generically. This is then extended to enable combined energy cost-optimal production planning. As a basis for the links between the data model representations, the cold flows between the subsystems are modeled using parameter-estimation methods, which have a mean absolute error of only 2.3 percent, making the subsequent installation of heat meters unnecessary. Based on the presented approach, the results successfully validate the possibility of energy-flexible cost-optimal and sensor-reduced production planning by reducing energy costs by 6.6 percent overall and 1.9 percent per workpiece produced.
Im Rahmen des Projekts LoTuS wird die Bauteiltrocknung untersucht und hinsichtlich der Energieeffizienz optimiert. Zu diesem Zweck wird eine energieeffiziente Durchlaufreinigungsanlage als Forschungsanlage entwickelt und in Betrieb genommen. Zur Steigerung der Energieeffizienz wird eine Wärmerückgewinnung aus verschiedenen Anlagenkomponenten und deren Nutzung in maschineninternen Prozessen untersucht. Hierzu werden verschiedene Abwärmenutzungskonzepte simuliert und bewertet, um diese bereits bei der Anlagenkonstruktion zu berücksichtigen.
The objective of the LoTuS project is to investigate and optimize parts drying, including the development and construction of a throughput cleaning machine as a research prototype. To increase energy efficiency, the waste heat of various machine components as well as their utilization in internal machine processes are examined. Different waste utilization schemes are simulated and assessed and then considered during machine construction.
Die Bedeutung der Bauteiltrocknung wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen im metallverarbeitenden Gewerbe. Damit wächst das Erfordernis, den Energiebedarf von Trocknungsprozessen zu reduzieren. Im Forschungsprojekt LoTuS wird mit verschiedenen Ansätzen die Gestaltung einer Durchlaufreinigungsanlage mit energieeffizientem Trocknungsprozess angestrebt. Neben dem Einsatz alternativer Trocknungstechnologien soll eine Prozessdigitalisierung für einen bauteilspezifischen Prozess Transparenz bieten. Hier kommen, neben umfassender Sensorik, auch Methoden der künstlichen Intelligenz zum Einsatz, um eine praxistaugliche Prozessüberwachung zu entwickeln. Mithilfe eines intelligenten Lastmanagements sollen Lastspitzen der gesamten Anlage weiter gesenkt werden.
In der metallverarbeitenden Industrie wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen die Bedeutung der Bauteilreinigung und -trocknung in der Wertschöpfungskette. Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise und klimapolitischer Ziele besteht die Motivation, die Energieeffizienz der Bauteiltrocknung zu steigern. Zu diesem Zweck sollen neben einem Referenzfall die Infrarot- und die Induktionstrocknung als alternative Trocknungstechnologien untersucht sowie deren Energieeinsparpotenzial ermittelt werden.
Higher quality requirements in the metal-processing industry are increasing the importance of processes such as parts cleaning and drying along the value chain. Rising energy prices and climate policy goals provide an incentive to improve energy efficiency in parts drying. This paper assesses infrared and induction drying as alternative drying technologies aginst a reference case, and determines the energy-saving potentials of these technologies.
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