Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ausgangspunkt des Projektes war die Beobachtung in der industriellen Praxis, dass die Trockenbearbeitung bzw. die Bearbeitung mit Minimalmengenk\u00fchlschmiermittel nicht in allen Fertigungsstufen und bei allen Fertigungsverfahren realisierbar ist, dass aber in vielen Bereichen Verbesserungsma\u00dfnahmen zum Mindern der Umweltbelastung durch K\u00fchlschmiermittel m\u00f6glich sind. Da die Durchf\u00fchrung von Ma\u00dfnahmen immer auch mit Investitionen verbunden ist, ist eine Absch\u00e4tzung der zu erwartenden Kosten aber auch der erreichbaren Verbesserungen vor der Umsetzung erforderlich. Aufgrund der komplexen Wirkzusammenh\u00e4nge und der Abh\u00e4ngigkeiten der einzelnen Systemkomponenten von einander, ist eine derartige Absch\u00e4tzung au\u00dferordentlich schwierig. Deshalb wurde ein System zum Simulieren der K\u00fchlschmierstoffkreisl\u00e4ufe entwickelt, mit dem alternative Strukturen modelliert und simuliert werden k\u00f6nnen, um so zielgerichtet Minderungsma\u00dfnahmen zur Reduktion der Umweltbelastungen infolge des Einsatzes von K\u00fchlschmiermitteln zu erarbeiten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAus dieser Zielsetzung ergaben sich unterschiedliche Arbeitsschwerpunkte, die in enger Abstimmung mit den Industriepartnern realisiert wurden, um eine hohe Praxisrelevanz und Anwendbarkeit zu gew\u00e4hrleisten.
\nKern des Systems stellt die Simulationstechnik dar. Da kein neues Simulationssystem sondern eine Erweiterung des Anwendungsbereichs der Simulationstechnik angestrebt wurde, erfolgte im ersten Schritt eine Auswahl und Festlegung des Simulationskerns auf das System AweSim der Pritsker Corp. Dieser Simulationskern wurde im Rahmen des Projektes um die entsprechenden Module zur Modellierung, Dateneingabe und -ausgabe und zur Visualisierung erweitert. Zum Modellieren der umweltrelevanten KSS-Str\u00f6me und der dabei in den Unternehmen eingesetzten Systemkomponenten wurden eine Datenbank aufgebaut. Sie enth\u00e4lt einerseits verallgemeinerte Be-schreibungen der Anlagenkomponenten und Ger\u00e4te. Damit ist gew\u00e4hrleistet, dass beim Modellieren der Strukturen die entsprechenden Anlagenteile gegeneinander ausgetauscht werden k\u00f6nnen, ohne dass weitere Anpassarbeiten der Beschreibungen erforderlich sind. Andererseits waren Datenbankbereiche mit Informationen \u00fcber die K\u00fchlschmierstoffrelevanten Prozesse und Materialfl\u00fcsse zu realisieren.
\nDie Daten wurden durch Untersuchungen im Labor sowie in den beteiligten Unternehmen ermittelt und verallgemeinert. Die Arbeiten in den Unternehmen sollten zudem zum Verifizieren der Modelle und der erarbeiteten Beschreibungen und Abh\u00e4ngigkeiten genutzt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen der Projektbearbeitung wurde der Prototyp eines Systems zum Simulieren der Energie- und insbesondere der K\u00fchlmittelstr\u00f6me in Unternehmen der Metallverarbeitung entwickelt. Dieses System wurde in Zusammenarbeit mit und auf der Basis von Daten der kooperierenden Industrieunternehmen erprobt und verifiziert. Dabei wurden unternehmensspezifische Verbesserungsma\u00dfnahmen erarbeitet und mit Hilfe des Systems im Hinblick auf die Auswirkungen und Minderungen analysiert. Diese Ma\u00dfnahmen wurden weitestgehend umgesetzt und f\u00fchrten zu entsprechenden \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Entlastungen der Betriebe. Diese unternehmensspezifischen Ma\u00dfnahmen wurden dann verallgemeinert und in einer Datenbank gespeichert. Damit steht eine Wissensbasis zur Verf\u00fcgung, die auf andere Anwendungen \u00fcbertragbar ist.
\nErwartungsgem\u00e4\u00df handelt es sich bei der Entwicklung um ein sehr komplexes System, so dass in dieser ersten Entwicklungsstufe nicht alle denkbaren Anwendungen abgedeckt werden konnten. Zudem ist der Leistungsumfang st\u00e4ndig an die sich \u00e4ndernden Randbedingungen der Fertigungstechnologie und der Unternehmensstrukturen anzupassen. Diese Arbeiten werden quasi automatisch mit der industriellen Anwendung realisiert werden. Weiterhin wird das System z.Z. im Rahmen eines weiteren Entwicklungsprojektes eingesetzt und erweitert. Schwerpunkt der Arbeiten ist die Erg\u00e4nzung um ein Bewertungssystem, mit dem die Machbarkeit alternativer Fertigungstechnologien mit dem verf\u00fcgbaren Maschinenpark analysiert werden kann. Dabei werden auch die m\u00f6glicherweise erforderlichen Umbauma\u00dfnahmen bewertet.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse der Arbeiten wurden auf verschiedenen Tagungen pr\u00e4sentiert, der Abschlu\u00dfbericht in einer Schriftenreihe ver\u00f6ffentlicht:
\nG. Petuelli (Hrsg.): Simulation des K\u00fchlschmierstoffkreislaufs zur Optimierung einer umwelt- und ressourcenschonenden Produktionstechnik, Berichte des Wrangell-Instituts f\u00fcr Umweltgerechte Produktionsautomatisierung, Bd 8, 2002, ISBN 3-8322-0120-3.
\nG. Petuelli, U. M\u00fcller und J. Puschmann: SimKSS – Simulation der Emission in K\u00fchlschmierstoffkreisl\u00e4ufen, Proc. zum 8. Symposium Simulation als betriebliche Entscheidungshilfe: Neuere Werkzeuge und Anwendungen aus der Praxis, ISBN 3-930185-21-0, S 99-119.
\nG. Petuelli, U. M\u00fcller und J. Puschmann: Kopplung von Maschinensteuerung und Simulation zur Auftragplanung, Proc. zum 8. Symposium Simulation als betriebliche Entscheidungshilfe: Neuere Werkzeuge und Anwendungen aus der Praxis, ISBN 3-930185-21-0, S 205-216.
\nG. Petuelli, U. M\u00fcller und J. Puschmann: Simulation des K\u00fchlschmierstoffkreislaufs, ASIM Fortschrittsberichte Simulationstechnik, S. 459-466, ISBN 1-56555-229-6
\nG. Petuelli und R. Heinemann: Hochgeschwindigkeits-Tieflochbohren kleiner Durchmesser mit Minimalmengenschmierung, Tribologie-Fachtagung 2001, Reibung, Schmierung und Verschlei\u00df, ISBN 3-00-003404-8.
\nG. Petuelli, U. M\u00fcller und J. Puschmann: SimKSS-grafische Oberfl\u00e4che zum Modellieren und Simulieren von K\u00fchlschmierstoffkreisl\u00e4ufen, ARGESIM Report Nr. 18, 2000, ISBN 3-901608-18-4, S.29-34.
\nG. Petuelli und U. M\u00fcller: Simulationsgest\u00fctztes Mindern der KSS-bedingten Umweltbelastungen. Proc. zum 7. Symposium Simulation als betriebliche Entscheidungshilfe: Neuere Werkzeuge und Anwendungen aus der Praxis, ISBN 3-930185-18-0, S. 187-199.
\nG. Petuelli und U. M\u00fcller: Simulation des K\u00fchlschmiermittelkreislaufs, in Frontiers in Simulation, 13. Symposium Simulationstechnik, 1999, ISBN 1-56555-130-3, S. 171-176.
\nG. Petuelli und U. M\u00fcller: Minimizing the Environmental Pollution by Aid of Simulation of Coolant Flow in Manufacturing, Proc. of the IASTED Intern. Conf. Applied Modelling and Simulation, 1999, Cairns, pp 340-345.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurde der Prototyp eines Simulationssystems entwickelt, der zum zielgerichteten Mindern der Umweltbelastungen eingesetzt werden kann. Durch weitere Arbeiten muss dieses System hin zur industriellen Anwendbarkeit im Sinne von Dienstleistungen verbessert werden. Entsprechende Projekte wurden bereits beantragt. Dar\u00fcber hinaus stellt das Fachgebiet derzeit Mittel zur Verf\u00fcgung, so dass das System, unabh\u00e4ngig von einer \u00f6ffentlichen F\u00f6rderung, weiterentwickelt wird.Insgesamt kann das Projekt als erfolgreich betrachtet werden, es ist davon auszugehen, dass hiermit auch entsprechende Arbeiten in der Industrie durchgef\u00fchrt werden, mit denen insbesondere in kleinen Unternehmen die Probleme der K\u00fchlschmiermittelanwendung verbessert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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