Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion

Vision der Forschungsgruppe

Richtungsweisende Forschung für die klimaneutrale Produktionstechnik unter Berücksichtigung einer Vielzahl an Aspekten rund um die Themen Energieeffizienz, Energieflexibilität und Ressourceneffizienz

Forschungsthemen

Unsere Vision erreichen wir durch unsere fünf Forschungsschwerpunkte:

  • Strategisches Energie- und Ressourcenmanagement
  • Klimaneutrale Produktionsinfrastruktur
  • Energetische Systemanalyse und Optimierung von Produktionsmaschinen
  • Energieoptimierter Fabrikbetrieb
  • Cyber-physische klimaneutrale Produktionssysteme

Die Forschung reicht dabei von einzelnen Maschinen bis zur ganzheitlichen energetischen Optimierung der Produktionsumgebung. Sowohl die effiziente Auslegung von Komponenten und Systemen (Maschinen, Versorgungstechnik) als auch das synergetische Zusammenwirken von vernetzten Systemen und regelungstechnischen Fragestellungen sind Bestandteil der Forschung. Aufgrund unseres realitätsnahen Versuchsfelds ETA-Fabrik zeichnet sich unsere Forschung dabei durch ihre hohe Übertragbarkeit und Anwendungsnähe aus. Integraler Bestandteil ist unser ganzheitliches Energiemanagementsystem, mit dem in Echtzeit zahlreiche Datenpunkte unterschiedlichster Anlagen der Produktionslinie und -infrastruktur erfasst werden können. Dies bilden das Fundament für die Anwendung digitaler Forschungsansätze wie der dynamischen Simulation des Produktionssystems, sowie Verfahren des Maschinellen Lernens, der Künstlichen Intelligenz und der mathematischen Optimierung.

Struktur der Forschungsgruppe
Struktur der Forschungsgruppe

Strategisches Energie- und Ressourcenmanagement
Anwendungsfelder: Strategieprozesse, Szenarien, Kompetenzen, Technologien

  • Entwicklung von Transformationsstrategien für Produktionsstandorte
  • Technischen Voraussetzungen im Fabrikumfeld
  • Kennzahlen und Bilanzierungsmethoden
  • Kompetenzen für die klimaneutrale Produktion

Klimaneutrale Produktionsinfrastruktur
Anwendungsfelder: Kälte, Wärme, Druckluft, Klimatisierung, Lüftung

  • Modellbasierte Planung
  • Technologiebenchmarking
  • Topologieplanung
  • Multimodale Vernetzung
  • Regelbasierte Betriebsstrategien

Energetische Systemanalyse und Optimierung von Produktionsmaschinen
Anwendungsfelder: Zerspanung, Reinigung, Trocknung, Wärmebehandlung

  • Industrietaugliche Messkonzepte zur Transparenzsteigerung
  • Datengestützte Energiesystemanalyse
  • Energieeffizienz und -flexibilität von Anlagen und Prozessen
  • Effiziente Querschnittstechnologien und thermische Vernetzung

Energieoptimierter Fabrikbetrieb
Anwendungsfelder: Produktion, TGA, Flexibilität, Regelstrategien

  • Optimierte Betriebsstrategien
  • Mathematische- und Simulationsmodelle
  • Status-quo Erfassung und Bewertung
  • Befähigung von Anlagen (Soft- und Hardware)
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Cyber-physische klima-neutrale Produktionssysteme
Forschungsfelder: CPPS, Digitaler Zwilling, Verwaltungsschale

  • Begriffsdefinition und Nomenklatur
  • Systemanalyse, Modellbildung und CPPS-Architektur
  • Datenmodelle für Transparenz und energieflexiblen, optimierten Fabrikbetrieb
  • Programmierschemata für Automation, Simulation & Connectivity Layer

Über uns

Die Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion forscht in einem interdisziplinären Team an Technologien zur Realisierung der klimaneutralen Produktion. Im Zentrum unserer Tätigkeiten steht dabei die ETA-Fabrik. Diese ist dabei mehr als nur ein Forschungslabor – sie ist ein Werkzeug und Demonstrator für Innovationen in den Bereichen Energieeffizienz, Energieflexibilität und Ressourceneffizienz in der Produktion. Wir arbeiten Hand in Hand mit Industrie- und Forschungspartnern, um Lösungen zu entwickeln und zu erproben, die eine klimaneutrale Produktion ermöglichen. Unser Ansatz verbindet Gebäude und Maschinen in einem ganzheitlich vernetzten Energiesystem und erprobt reale, energie- und ressourceneffiziente Prozessketten. Wir bieten interaktive Workshops und Führungen an, um unsere Forschungsarbeit und Methoden zu vermitteln.

Unsere Entwicklung

Eine nachhaltige, d.h. ökonomisch optimierte und umweltgerechte Produktion, ist ein Erfolgsfaktor für das zukünftige Handeln produzierender Unternehmen. Vor diesem Hintergrund wurde im Jahr 1996 die Forschungsgruppe „Umweltgerechte Produktion“ am PTW gegründet. In den folgenden Jahren erarbeitete sich die Forschungsgruppe zunächst grundlegendes Know-how zur Entwicklung umweltgerechter Produkte und sammelte einschlägige Erfahrung im Bereich der umweltgerechten Gestaltung der industriellen Produktion. Nach der Ausarbeitung des Konzepts einer ETA-Fabrik und der Klärung von Rahmenbedingungen wurden im Jahr 2013 – pünktlich zum Anlass des 120-jährigen Bestehens des Lehrstuhls – die Bauarbeiten zur Errichtung dieser eingeleitet. Nur durch ein hohes gemeinschaftliches Engagement und mit der Unterstützung des BMWi, des Landes Hessen sowie der Technischen Universität Darmstadt gelang bereits drei Jahre später die Eröffnung der Fabrik. Seither wird dort die produktionstechnische Forschung greifbar gemacht und es werden neue Impulse für die umweltgerechte Produktion von morgen gesetzt. Die ETA-Fabrik als reales Forschungsgroßgerät bietet eine einzigartige Möglichkeit, um das Forschungsfeld der klimaneutralen Produktion praxisnah zu erproben und zu erweitern.

Ihre Ansprechpartner:innen

Foto Name Kontakt
Teamleitung
Fabian Borst M.Sc.
Teamleitung ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-684
L6|03 (ETA-Fabrik) 105
Forschungsleitung
Heiko Ranzau M.Sc.
Forschungsleitung ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-720
L6|03 (ETA-Fabrik) 105
Assistenz
Jan Hohlbein M.A.
Assistenz ETA
+49 6151 8229-717
L6|03 (ETA-Fabrik) 204
Mitarbeiter:innen
Andreas Clement M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-630
L6|03 (ETA-Fabrik) 103
Benedikt Engel M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-623
L6|03 (ETA-Fabrik) 104
Michael Georg Frank M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-643
L6|03 (ETA-Fabrik) 101
Tim Frieß M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-627
L6|03 (ETA-Fabrik) 104
Daniel Fuhrländer-Völker M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-734
L6|03 (ETA-Fabrik) 101
Borys Ioshchikhes M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-773
L6|03 (ETA-Fabrik) 103
Tobias Koch M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-683
L6|03 (ETA-Fabrik) 102
Thomas Kohne M.Sc. M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-647
L6|03 (ETA-Fabrik) 202
Tobias Lademann M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-622
L6|03 (ETA-Fabrik) 105
Martin Lindner M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-680
L6|03 (ETA-Fabrik) 101
Jonathan Magin M.Sc. M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-637
L6|03 (ETA-Fabrik) 202
Lukas Nagel M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-628
L6|03 (ETA-Fabrik) 102
Oskay Ozen M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-635
L6|03 (ETA-Fabrik) 203
Stefan Seyfried M.Sc. M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-678
L6|03 (ETA-Fabrik) 203
Arthur Stobert M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-711
L6|03 (ETA-Fabrik) 201
Lukas Theisinger M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-741
L6|03 (ETA-Fabrik) 203
Adrian von Hayn M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-721
L6|03 (ETA-Fabrik) 102
Andreas Wächter M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-744
L6|03 (ETA-Fabrik) 104
Jonas Wendt M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-774
L6|03 (ETA-Fabrik) 201
Astrid Weyand M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-674
L6|03 (ETA-Fabrik) 201
Jan Zangenberg M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-670
L6|03 (ETA-Fabrik) 105
Robin Zink M.Sc.
ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
+49 6151 8229-638
L6|03 (ETA-Fabrik) 203
Versuchsfeldtechniker
Benjamin Arzt
Versuchsfeldtechniker ETA-Fabrik | geprüfter Industriemeister Metall (IHK) B.CCI
+49 6151 8229-779
L6|03 (ETA-Fabrik) 204

Einblick in die ETA-Fabrik

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