2023-01-01  –  2025-12-31

174.366,66 EUR

Universität Stuttgart - Fakultät 7 Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik - Institut für Systemdynamik (ISYS), Stuttgart, Baden-Württemberg

03EN4050B

Energiesparende Industrieverfahren - Digitalisierung, Künstliche Intelligenz und Datenverarbeitung [EA3258]

01254089/1  –  OekEffDatA

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Der effiziente Umgang mit Ressourcen und Energie ist eine essenziele Größe zum Erreichen der global gesetzten Klimaschutzziele. Insbesondere für die pneumatische Antriebs- und Vakuumtechnik zeigt sich ein bedeutendes Einsparpotenzial von bis zu 60 % des Druckluftverbrauchs, welches jedoch aufgrund von fehlenden Auslegungs- und Überwachungsstrategien unausgeschöpft bleibt. Des Weiteren besteht in der Automatisierungsindustrie ein Bedarf nach einer transparenten Vorgehensweise zur ökologischen Bilanzierung, die trotz der enormen Wichtigkeit kaum durchgeführt wird. Vor diesem Hintergrund ist das zentrale Vorhabenziel die Energieeffizienzsteigerung und die damit einhergehende Reduktion der Umweltauswirkungen der Antriebs- und Vakuumtechnik. Hierfür wird eine Methodik entwickelt, die den energetischen Anlagenzustand überwacht sowie Degradation und Fehlerfälle erkennt und prädiziert. Die Methodik wird durch eine ganzheitliche Bilanzierung der Umweltauswirkungen auf Anlagenebene erweitert und durch die Einbeziehung weiterer Kriterien wie Auslastung oder Robustheit einer Lösung praktisch nutzbar gemacht. Somit wird die Anlage aus ökologischer Sicht von den ersten Schritten der Planungsphase über den Betrieb bis zur Außerbetriebnahme begleitet und so der systematische Einsatz von energieeffizienten Automatisierungslösungen erleichtert. Am ISYS werden datenbasierte Ansätze zur Überwachung, Adaption und Auslegung pneumatischer Systeme mithilfe maschineller Lernverfahren entwickelt. Für die Überwachung erfolgt eine Analyse der Detektierbarkeit von Fehlerfällen, um diese zuverlässig detektieren zu können. Ziel der Ansätze zur Adaption der Steuerung und Regelung ist die Erhöhung der Fehlertoleranz und Robustheit von Vakuum- und Antriebslösungen bei minimalem Energieverbrauch. Modelle sowie Betriebsdaten werden genutzt, um optimierte Auslegungen von Systemen und Anlagen zu erhalten. Die Ansätze werden an Demonstratoranlagen der Industrieprojektpartner experimentell validiert.