MIT DEM ZIEL ZUM ZIEL DIE FABRIK DER
MIT DEM » ZIEL « ZUM ZIEL DIE FABRIK DER ZUKUNFT IST EIN » SMART-GRID « Kassel 12. September 2019 Marian Süße, Hanns-Martin Strehle, Bastian Prell, Mark Richter © Fraunhofer IWU 1
Fraunhofer-Institut Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Kurzprofil n Gründung 1991 n Institutsteile in Chemnitz, Dresden, Zittau, Wolfsburg n Ca. 530 Mitarbeiter. Innen n ca. 40 Mio. Euro Forschungsvolumen Chemnitz Forschung unter dem Leitthema » Ressourceneffiziente Produktion « Kompetenzbereiche: o Werkzeugmaschinen und Automatisierung o Mechatronik und Leichtbaukomponenten o Spanende Technologien o Umformtechnologie o Fügen und Montage o Produktionsmanagement © Fraunhofer IWU 2
Wind. NODE - Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands 1 2 IKTVernetzungsplattform 4 Flexible Erzeugung 5 7 Lastverschiebepotenzial (industrielle Lasten) © Fraunhofer IWU Effiziente Betriebskonzepte für Stromnetze 6 Marktdesign und Regulierung Vernetzter Endkunde 3 3 8 Neue Flexibilitätsoptionen 9 Quartierskonzepte (Smart City) Partizipation und Dissemination
AP 7. 1 » ZIEL « - Algorithmen und Methoden für ein Zukunftsfähiges Intelligentes Energie- und Lastmanagement n Aktives Energiemanagement Steuerung/Regelung Energiequellen, -senken, -wandlern und -speichern Energiemärkte EVU MES n Geschlossene Kreisläufe Energiespeicherung/rückführung GLT n Regenerative Energien Dezentrale Erzeugung/Nutzung » ZIEL « n Gebäudeinfrastruktur/ leittechnik Verknüpfung mit Produktionstechnik ZIEL* Maschine Halle/Standort © Fraunhofer IWU 4 Anlage ZIEL* n Produktionsplanung/steuerung (MES) Energie-/kostenadaptiv
AP 7. 1 » ZIEL « - Aktives Energiemanagementsystem Simulationstools und Workflow BHWK, PV-Anlage Produktnachfrage Prognose Eigenerzeugung Szenario (Referenzplan) Referenzbetrieb © Fraunhofer IWU 5 Prognose Preisverlauf Identifikation und Beschreibung relevanter Eingangsgrößen Logikmodul Startlösung Produktionsplan Maschinenbelegungsplan Variabler Energietarif Fester Energietarif Simulation Leistungsfluss Steuerung/Regelung+ Bewertung Rescheduling Maschinenbelegungsplan Signal Neuplanung ZIEL -System Planung und Optimierung OK? Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation (Betrieb mit ZIEL-System) Validierter Produktionsplan
AP 7. 1 » ZIEL « - Aktives Energiemanagementsystem Produktionsplanung und Optimierung Produktnachfrage Startlösung Produktionsplan Minimierung Zykluszeit • Maschinenfolge • Auftragsreihenfolge • Bearbeitungszeiten • Früheste Fertigstellung • Rüstzeiten • Späteste Fertigstellung • … Logikmodul • Zielfunktion • Nebenbedingungen • PBearbeitung • PRüsten Rescheduling © Fraunhofer IWU 6
AP 7. 1 » ZIEL « - Aktives Energiemanagementsystem Simulationstools und Workflow BHWK, PV-Anlage Produktnachfrage Prognose Eigenerzeugung Szenario (Referenzplan) Referenzbetrieb © Fraunhofer IWU 7 Prognose Preisverlauf Identifikation und Beschreibung relevanter Eingangsgrößen Logikmodul Startlösung Produktionsplan Maschinenbelegungsplan Variabler Energietarif Fester Energietarif Simulation Leistungsfluss Steuerung/Regelung+ Bewertung Rescheduling Maschinenbelegungsplan Signal Neuplanung ZIEL -System Planung und Optimierung OK? Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation (Betrieb mit ZIEL-System) Validierter Produktionsplan
AP 7. 1 » ZIEL « - Aktives Energiemanagementsystem Simulation Leistungsfluss – Steuerung/Regelung & Bewertung Demonstratorszenarien Matlab-Simulink © Fraunhofer IWU 8
AP 7. 1 » ZIEL « - Aktives Energiemanagementsystem Simulationstools und Workflow BHWK, PV-Anlage Produktnachfrage Prognose Eigenerzeugung Szenario (Referenzplan) Referenzbetrieb © Fraunhofer IWU 9 Prognose Preisverlauf Identifikation und Beschreibung relevanter Eingangsgrößen Logikmodul Startlösung Produktionsplan Maschinenbelegungsplan Variabler Energietarif Fester Energietarif Simulation Leistungsfluss Steuerung/Regelung+ Bewertung Rescheduling Maschinenbelegungsplan Signal Neuplanung ZIEL -System Planung und Optimierung OK? Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation (Betrieb mit ZIEL-System) Validierter Produktionsplan
AP 7. 1 » ZIEL « - Aktives Energiemanagementsystem Kombinierte Energie- und Materialflusssimulation n Logistik- und Energiesimulation für Produktionsanlagen UND Gebäude- sowie Versorgungstechnik n Abstrakte Modellierung für taktische und organisatorische Fragestellungen n Fokus: Zusammenspiel Planung, Produktion und Technik Fördertechnik Beleuchtung Druckluftstation Freie Parametrierung Produktionsanlage, Produktionshalle Trafostation, Energiespeicher Generischer Energiebaustein (Plant Simulation) © Fraunhofer IWU 10 Energiesensitive Materialflussplanung Lüftungsanlage
Vielen Dank! Marian Süße, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Abteilung Zukunftsfabrik Gruppenleiter Fabrikgestaltung und Simulation Telefon +49 371 5397 -1517 marian. suesse@iwu. fraunhofer. de © Fraunhofer IWU 11
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