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Zum Sommersemester 2022 bietet das PTW zusammen mit dem Fachgebiet DiK erstmalig die Master-Vorlesung Digitalisierung in der Produktion an. Die Produktion unterliegt durch die fortschreitende Digitalisierung einem tiefgreifenden Wandel in Richtung Industrie 4.0. Dies verlangt Ingenieur:innen zusätzliche Kompetenzen ab, welche im Rahmen der neuen Vorlesung von Prof. Dr. Ing. Matthias Weigold und Prof. Dr. Ing. Reiner Anderl praxisnah vermittelt werden. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auch auf der Nachhaltigkeit der Produktion. In der Vorlesung wird gezeigt, wie Digitalisierung zu Zielen wie Energie- und Ressourceneffizienz, Energieflexibilität und der Vision der klimaneutralen Produktion beitragen kann. Während die Vorlesung ins Audimax an der Lichtwiese zurückkehrt, bleibt die Lehre mit einer Aufzeichnung und Live-Übertragung der Vorlesung aus dem Hörsaal gleichzeitig digital und ermöglicht den Studierenden die flexible Aneignung des Wissens.

Die Energiewende ist derzeit in aller Munde. Der Weg dorthin ist unter anderem zentral mit dem Thema der Energieeffizienz verbunden. Die Forschung in Industrie und Gewerbe ebnet diesen und ermöglicht es, langfristig die Klimaziele zu erreichen. Im daran angelehnten Forschungsprojekt EE4InG ist das PTW an der dafür notwendigen Forschungsarbeit sowie projektleitend tätig gewesen, dessen Ergebnisse nun am 17. & 18. Mai 2022 in Berlin in Präsenz wie auch online vorgestellt werden. Der vom Fördergeber BMWK und Projektträger PtJ, sowie Partner ETA-Solutions organisierte Kongress widmet sich den Trends und Herausforderungen, vor denen sich Unternehmen und Forschende in den kommenden Jahren sehen. Die Teilnahme bietet Ihnen die Möglichkeit, sich mit anderen Mitgliedern des Forschungsnetzwerkes Energie in Industrie und Gewerbe auszutauschen sowie mit Akteuren aus Politik, Forschung und Wirtschaft in Kontakt zu treten. Als Veranstaltungsort dient dabei das Tagungswerk der Besondere Orte GmbH in Berlin, wo bis zu 250 Gäste vor Ort teilnehmen können. Die Konferenz bietet zudem nationalen und internationalen Gästen, die nicht persönlich anreisen können, die virtuelle Teilnahme an. Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann schauen Sie doch gerne auf der Veranstaltungswebseite vorbei oder melden Sie sich direkt unter https://www.forschungsnetzwerke-energie.de/kongress_energieeffizienzforschung_fuer_industrie_und_gewerbe_mai_2022 an – Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme. Direktlink Anmeldung: https://keef-iug2022.scoocs.co/kongressplattform/preregistration

Im Projekt ETA-Transfer hat das PTW mit neun Industrieunternehmen Fertigungsbereiche hinsichtlich ihrer Energieeffizienz untersucht. Dabei haben wir auf einen ganzheitlichen Ansatz gesetzt und neben den Produktionsmaschinen auch die Produktionsinfrastruktur und technische Gebäudeausrüstung miteinbezogen. In kurzen Tutorial-Videos geben wir Hinweise, wie Sie auch in Ihrem Unternehmen die Energieeffizienz steigern können. Ein Thema im Projekt sind Produktionsanlagen. Wir haben im Rahmen des Projekts über 50 Werkzeugmaschinen, Reinigungsmaschinen und Wärmebehandlungsanlagen auf ihre Energieeffizienzpotenziale hin untersucht. Das Video-Tutorial zu diesem Thema beschäftigt sich zum Beispiel mit Energieeffizienzmaßnahmen wie Standbymanagement, energieeffiziente Maschinen- und Schaltschrankkühlung oder Wärmedämmung.

Im Projekt ETA-Transfer hat das PTW mit neun Industrieunternehmen Fertigungsbereiche hinsichtlich ihrer Energieeffizienz untersucht. Bei der Rolls-Royce Power Systems AG in Friedrichshafen konnten Energieeffizienzmaßnahmen sowohl an den Produktionsmaschinen als auch an der Produktionsinfrastruktur umgesetzt werden, die nun ca. 200 t CO2 pro Jahr einsparen. Dabei war die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen von zentraler Bedeutung. Mit Herrn Wellner haben wir über die Zusammenarbeit gesprochen.

Im Rahmen des Kopernikus-Projekt Synergie wird u.a. von der Eta-Fabrik erforscht, wie sich die Industrie dem schwankenden Angebot erneuerbarer Energien anpassen kann. Der E-Flex Scanner ist eine vom PTW Darmstadt entwickelte Potenzialanalyse-App zur vereinfachten Wirtschaftlichkeitsbewertung des energetischen Flexibilitätspotentials in der Produktionsinfrastruktur. Wollen Sie das energieflexibilitätspotenzial Ihrer Industrieanlagen bewerten und von schwankenden Strompreisen profitieren? Dann nutzen Sie den E-Flex Scanner! Link zum E-Flex Scanner: www.synergie-projekt.de/ergebnis/e-flex-scanner.de

Um die CO2-Emissionen zu reduzieren, ist eine flexible Anpassung des industriellen Strombedarfs an das volatile Energieangebot aus erneuerbaren Energien notwendig. Zur Untersuchung der Energieflexibilität klimatisierter Räume in der Industrie wurde im Rahmen des Kopernikus-Projektes Synergie in der Eta-Fabrik ein innovativer Klimaraum aufgebaut. Für die Kühlung des Raumes sorgt eine smarte Kältemaschine, auf der Algorithmen zur Nutzenergiebedarfsprognose und Betriebsoptimierung implementiert werden. Das kurze Vorstellungsvideo gibt einen Überblick über die Versorgungstechnik des Klimaraums und der smarten Kältemaschine.

An der ETA-Fabrik werden am PTW vielfältige Fragestellungen der energie- und ressourceneffizienten Produktion mittels Simulation in Modelica/Dymola untersucht. Dazu gibt es nun auch ein Tutorium als Master-Lehrveranstaltung, das Studierenden praxisnahe Einblicke in die Anwendung dieser Simulationstechnologie ermöglicht. Hier erfahren Sie mehr. Die Simulation gilt im Rahmen des Konzepts der Digitalen Fabrik als etabliertes Werkzeug zur Analyse und Bewertung komplexer Systeme und Prozesse. In der energieorientierten Fabrikplanung können damit Planungsaufgaben über den gesamten Lebenszyklus der Fabrik hinweg unterstützt werden. In der Forschungsgruppe ETA wird die Simulation am Fallbeispiel der ETA-Fabrik und weiterer technischer Demonstratoren von Industrieprozessen – stets mit dem Bezug zu Fragestellungen der Energie- und Ressourceneffizienz in der industriellen Produktion – angewendet. Vor diesem Hintergrund wurde am PTW das Tutorium „Simulation von Versorgungssystemen in der Produktion“ ins Leben gerufen. Hauptziel der Master-Veranstaltung ist es, Studierende in die Simulation als ein mögliches Werkzeug zur Unterstützung der Entscheidungsfindung im Rahmen energieorientierter Planungsprozesse einzuführen. Als Methode kommt hier die kontinuierliche Simulation mit Modelica/Dymola zum Einsatz. Der Betrachtungsfokus liegt dabei vor allem auf Betrieben der Metall verarbeitenden Industrie. Neben der Vermittlung theoretischer Grundlagen stehen in der Veranstaltung die Durchführung von Rechnerübungen zur praktischen Anwendung der Modellierung und Simulation im Vordergrund. In einem Abschlussprojekt untersuchen die Studierenden ein Fallbeispiel von realer Komplexität nach dem Vorbild der ETA-Fabrik. Die neue Lehrveranstaltung findet nun jährlich im Wintersemester statt.

In Städten schlummert viel Potenzial: Abwärme beispielsweise, die ungenutzt aus Industrieanlagen strömt. In Gebäuden mit intelligentem Energiemanagement wird diese Wärme wertvoll. Diese Potenziale wollen die Mitarbeiter*innen des PTW in Zusammenarbeit mit Expert*innen aus Darmstädter Hochschulen und Wirtschaft sowie der Wissenschaftsstadt Darmstadt mit dem nun gestarteten Reallabor DELTA (kurz für „Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung“ (www.delta-darmstadt.de)) nutzen – und urbane Energiesysteme effizienter, flexibler und klimafreundlicher machen.

Am vergangenen Freitag war Startschuss für das Verbundprojekt KI4ETA. Das Konsortium mit 12 Forschungspartnern aus Wissenschaft und Industrie unter Leitung des PTW der TU Darmstadt hat das Ziel den Energieregelkreis der Fabrik zu schließen – von der Feldebene bis in die Cloud. In KI4ETA sollen

Lösungen zur urbanen Energiewende in die breite Anwendung bringen – dieses Ziel verfolgt das Forschungsprojekt DELTA. Nach erfolgreichem Projektstart wurde nun auch die Kickoff-Veranstaltung in digitaler Form abgehalten. Ein Mitschnitt des Livestreams steht nun zur Verfügung.

Wie Stadtquartiere energieoptimiert interagieren können – dieser Fragestellung widmet sich das Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung (DELTA). Als Schaufenster für die urbane Energiewende zeigt das Projekt Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz und -flexibilisierung auf. Dazu dienen geplante Umsetzungen wie die Übergabe industrieller Abwärme an Fernwärmenetze oder die Erzeugung von Wasserstoff am Müllheizkraftwerk in Darmstadt. Insgesamt sollen durch das Projekt 14.500 t CO2 pro Jahr eingespart werden. Das PTW übernimmt gemeinsam mit dem Institut für Statik und Konstruktion die Koordination des Großprojektes mit einem Volumen von 110 Mio. Euro. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. DELTA Darmstadt

Ressourceneffizienz in industriellen Wertschöpfungsketten? Ja, bitte! Das PTW und die Partner des ArePron-Transferprojekts stellen die Projektergebnisse bei der PIUS-Länderkonferenz vor.

In der Beiratssitzung des Projekts „ArePron“ standen nach der ersten Produktionswoche im Sommer 2019 weitere Umsetzungen und Erkenntnisse der zweiten Produktionswoche im Juli 2020 im Fokus. Die Berechnung des CO2-Fußabdrucks eines Produkts bei der Maul GmbH für die Pulverbeschichtungsanlage zeigt die Praktikabilität der Methode und stellt eine wichtige Basis für die CO2-Neutralität der Produktion dar. Nach der Implementierung passte das DiK die IoT-Plattform durch weitere Programmierung so an, dass, es in der zweiten Produktionswoche als „Nachhaltigkeitsplattform“ eingesetzt werden konnte. Die Schnittstellen zu etablierten Unternehmensplattformen gilt es zum Einsatz in der industriellen Praxis weiter auszugestalten. Mit der ökobilanziellen Modellierung auf den Ebenen Produktionssystem, Maschine und Prozess beschäftigte sich das SuR und stellte wesentliche Treiber der Wirkungskategorie Klimawandel heraus. Das PTW analysierte durch die Auswertung der Traceability-Zeitdaten mit Process Mining die Prozesseinhaltung sowie den Einfluss von Liegezeiten auf die Gesamtdurchlaufzeit. Zudem wurde gezeigt, wie Traceability-Zeitdaten in Kombination mit Ergebnissen der analysierten Ressourcenaufwendungen je Maschine für die PPS unter Berücksichtigung der Zielgrößen Ressourceneffizienz, Zeit und Kosten genutzt werden können. Der Vortrag der Weiss Umwelttechnik GmbH zur PPS-Logik zeigte auf, mit welchen Maßnahmen das Thema Ressourceneffizienz in der industriellen Praxis etabliert werden kann.