Dec 31, 2019
Abschluss des Projektes "HBEB" - Häufigkeitsbasierte Effizienzbewertung
Es gibt im Wesentlichen zwei Treiber sich mit der Energieeffizienz von Baumaschinen zu beschäftigen. Das sind zum einen ökologische Aspekte, um Emissionsgrenzwerte einzuhalten und Ressourcen zu sparen und zum anderen ökonomische Aspekte, die insbesondere die Maschinenbetreiber unterstützen wirtschaftlicher arbeiten zu können. Aufgrund der stark variierenden Umgebungsbedingungen und dem bedienergeführten Prozess bei Baumaschinen können jedoch keine Referenzzyklen zur Effizienzbewertung herangezogen werden, wie dies beispielweise in der Automobilbranche getan wird. Es bedarf einer Methodik zur speichereffizienten Erfassung aller im Lebenszyklus der Maschinen auftretenden, energierelevanten Betriebspunkte sowie einer Zuordnung dieser zu Prozessmustern.
Das Forschungsprojekt „Häufigkeitsbasierte Effizienzbewertung parallel betriebener Antriebssysteme mobiler Arbeitsmaschinen“ greift diese Problemstellung auf. An den beiden unten aufgeführten Forschungsstellen wurde eine Prozessmustererkennung entwickelt, die online auf mobilen Steuergeräten in der Lage ist, sowohl vordefinierte als auch unbekannte Muster zu erkennen und dabei die energierelevanten Betriebspunkte speichereffizient abzulegen. Unter der Nutzung von Hidden-Markov-Modellen konnten Erkennungsraten von 7 – 100 % erreicht werden. Die Größe der Streuung ist dabei durch die Kompromissauslegung zwischen der Erkennung unbekannter Muster und hoher Erkennungsraten für bekannte Muster zurückzuführen. Des Weiteren ist eine Methodik entstanden, mit der aus den Potential- und Flussgrößen an den Achsen der Maschine modellbasiert die zugehörigen Zustandsgrößen im System berechnet werden. Der Begriff „Effizienzmodell“ wurde dazu eingeführt. Dieses ist in der Lage aus den abgespeicherten Betriebspunkten über dem Produktlebenszyklus die notwendige Systemeingangsenergie (mechanische Energie oder chemische Energie / Kraftstoffverbrauch) mit einer Genauigkeit im einstelligen Prozentbereich bei Berechnungszeiten von wenigen Minuten.
Link: Schlussbericht