Entwicklung selbstüberwachender energieoptimierter Montagesysteme

Projektpartner: ISyM – Institut für Systemdynamik und Mechatronik der FH Bielefeld, ITQ GmbH, Fluidon GmbH, Böllhoff GmbH & Co. KG

Beschreibung:

Der Faktor Energie gewinnt auch bei Montagesystemen zunehmend an Bedeutung, da in Folge der stetig steigenden Energiekosten diese einen signifikanten Anteil an den gesamten Fertigungskosten darstellen. Eine Möglichkeit den Energieverbrauch bei Montagesystemen zu senken, besteht in der Wahl geeigneter konstruktiver Maßnahmen sowie Materialien. Ein weiterer, wesentlicher Einflussfaktor auf den Energieverbrauch von Montagesystemen ist die gewählte Betriebsstrategie. Hierbei gilt es zu beachten, dass die Betriebsstrategie durch softwaretechnisch realisierte Regelungs-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen beeinflusst wird.

Vor diesem Hintergrund wurde im Projekt ESEMO für Maschinen aus dem Bereich Montagetechnik auf der Grundlage einer objektorientierten Modellierung ein durchgängiges, strukturiertes Regelungs- und Steuerungskonzept und entwickelt, welches einen energieoptimierten Betrieb von Montagesystemen ermöglicht. Am Beispiel der Leitanwendung konnte gezeigt werden, dass der gewählte Lösungsansatz es ermöglicht, einen signifikanten Teil der ursprünglich aufgewendeten Energie einzusparen. Um den optimierten Betrieb auch bei Systemveränderungen bedingt durch Alterungseffekte oder aufgetretene Fehler weitestgehend sicherzustellen wurde ferner auch ein Überwachungs- bzw. Diagnosekonzept erarbeitet. Hierbei gestattet die Überwachungsfunktion neben der reinen Fehlererkennung und –lokalisierung auch die Fehleridentifikation. Die Grundlage des Überwachungskonzeptes bildet hierbei eine hybride Zustandsschätzung für Systeme, welche in Folge des verwendeten objektorientierten Modellierungsansatzes durch einen Satz von nichtlinearen differential-algebraische Gleichungen beschrieben werden.

Nutzen:

  • Energetische Optimierung bereits bestehender Systeme ohne Änderung des mechanischen Aufbaus durch modellbasiert entworfenen Regelungs- und Steuerungsfunktionen.
  • Reduktion des Einflusses von Veränderungen und Fehlern auf das Betriebsverhalten durch die Identifikation der Veränderungen bzw. Fehler mit Hilfe der Überwachungsfunktion und geeigneter Adaption der Regelungen und Steuerungen.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Dirk Weidemann. ISyM – Institut für Systemdynamik und Mechatronik der FH Bielefeld, Tel. 0521.106-7212, dirk.weidemann@fh-bielefeld.de

Ansprechpartner
Thore Arendt
OWL GmbH, Projektleiter Industrie 4.0
T 0521 96733-288