Häufigkeitsbasierte Effizienzbewertung
Aufgabe / Zielsetzung
Der Betrieb mobiler Arbeitsmaschinen ist durch wechselnde Umgebungs- und Einsatzbedingungen geprägt. Hinzu kommt der Faktor Geräteführer, dessen Fahr- und Bedienverhalten einen erheblichen Einfluss auf die Maschine ausübt. Hydraulische Antriebe besitzen betriebspunktabhängige Effizienzeigenschaften, die anwenderspezifisch zu einem unterschiedlichen Primärenergiebedarf führen. Neben dem Einsatzprofil der Baumaschine sind daher Informationen über die Effizienz jeder ausgeführten Tätigkeit (Muster) wichtig, um den aktuellen Betrieb zu optimieren oder den Entwicklungsprozess zielgerichtet zu gestalten.
Lösungsweg
In Kooperation mit der Stiftungsprofessur für Baumaschinen haben wir deshalb ein Verfahren entwickelt, welches das Einsatzprofil einer mobilen Arbeitsmaschine im Betrieb erfasst und klassifiziert. Als Ergebnis liegt eine Häufigkeitsverteilung der aufgetretenen Muster (bekannte sowie unbekannte) vor. Ein spezielles Effizienzmodell erweitert dieses Verfahren um die Berechnung der Systemverluste für jedes Muster aus gemessenen Fluss- und Potentialgrößen der einzelnen Aktoren (Betriebspunktsimulation). Diese Art der Systembeschreibung erlaubt somit die Identifikation von Systemverlusten in einem frühen Stadium des Entwurfsprozesses. Daraus ergeben sich Rückschlüsse auf Optimierungs- und Entwicklungspotentiale. Gegenüber zeitaufwendigen Simulationskampagnen erlaubt diese Beschreibungsform ein Ergebnis für das komplette Einsatzspektrum der Maschinen in Sekundenschnelle.
Einsatzspektrum mobiler Arbeitsmaschinen und die sich daraus ableitenden Projektziel
Das IGF-Vorhaben 19613 BR/1 der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Der Schlussbericht des Vorhabens kann über das Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. bezogen werden (Postanschrift: Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt am Main, E-Mail: info@fkm-net.de).