Abschlussarbeit zum Thema Energieverbrauchsmodellierung einer Werkzeugmaschine & Steuerungsanbindung

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In modernen Produktionsumgebungen gewinnt die Energieeffizienz von Werkzeugmaschinen zunehmen an Bedeutung. Eine präzise Modellierung des Energieverbrauchs und die Integration dieser Modelle in eine Umgebung zur virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) bieten Potenzial für erhebliche Optimierungen. Ziel der Abschlussarbeit ist es, eine allgemein anwendbare, maschinenunabhängige Methode zur Energieverbrauchsmodellierung zu entwickeln. Die auf Grundlage dieser Methode entstehenden Modelle sollen in eine VIBN-Umgebung integrierbar sein, um eine effiziente Steuerung und Überwachung des Energieverbrauchs verschiedener Maschinentypen zu ermöglichen. Zur Validierung soll die Methode am Beispiel einer 4-Achs-Werkzeugmaschine umgesetzt werden. 

Diese Arbeit kann auf bereits vorhandenen Vorarbeiten und bestehenden Daten aufbauen, um die Entwicklung der Methode zu unterstützen. Sie ist nicht nur theoretischer Natur, sondern beinhaltet auch praktische Komponenten, einschließlich der Planung und Durchführung von Messungen direkt an der Werkzeugmaschine. Diese Messungen sind essenziell für den Abgleich und die Validierung des selbst zu erstellenden Modells, um eine hohe Genauigkeit und Verlässlichkeit zu gewährleisten. 

Schwerpunkte der Arbeit: 

• Recherche zum aktuellen Stand der Technik in der Energieverbrauchsmodellierung von Produktionsanlagen, Zusammenstellung relevanter wissenschaftlicher Arbeiten, Normen und Best Practices,
• Analyse der verschiedenen Energieverbrauchsquellen und deren Einflussgrößen, 
• Erarbeitung physikalischer und mathematischer Grundlagen einer maschinenunabhängigen Energieverbrauchsmodellierung,
• Ableitung eines methodischen Leitfadens,
• Validierung der Methode an einer Werkzeugmaschine, was folgende Schritte umfasst: 
  • Modellierung,
  • Planung, Durchführung und Auswertung von Messungen,
  • Parameteridentifikation, 
  • Modellabgleich,
• Integration des Modells in eine VIBN-Umgebung unter Verwendung verfügbarer Schnittstellen sowie Steuerungsanbindung,
• Analyse der Echtzeitfähigkeit des Modells sowie der Abbildungsgenauigkeit des Energieverbrauchs in der VIBN-Umgebung,
• Zusammenstellung der Ergebnisse und Erkenntnisse in einer schriftlichen Abschlussarbeit,
• Erstellung einer Präsentation zur Vorstellung der Arbeitsergebnisse,
• Diskussion der Ergebnisse und Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen und Anwendungen.