Digitaler Zwilling zur Optimierung der Energie- und Ressourceneffizienz energieintensiver Prozesse am Beispiel des Schleudergusses (OptiGuss)

Abstract

Die kontinuierliche Optimierung der Energie- und Ressourceneffizienz in Gießereien mit sehr hohem Energieeinsatz während der Produktion ist sowohl eine notwendige, grundlegende Voraussetzung für den Unternehmenserfolg, als auch eine Pflichtaufgabe zur nachhaltigen Ressourcen- und Umweltschonung. Nur auf Basis stabiler, gleichbleibender und abgesicherter Prozesse kann man sicher in hoher Qualität produzieren und die Energieeffizienz der gesamten Wertschöpfungskette der Produkte maximieren. Mit den heutigen Möglichkeiten in der Messtechnik, Datenerfassung und -auswertung, Automatisierung und Integration (Stichworte: Digitalisierung und Industrie 4.0) wird in diesem Projekt ein allererster Ansatz einer Optimierungsplattform bis auf Anlagenebene in Gießereibetrieben mit integrierten KI-basierten Optimierungsmethoden entwickelt, die den Schleudergussprozess im Edelstahl für Einzelteile und Kleinserien über ein sehr breites Spektrum unterschiedlicher Abgussgewichte und Abmessungen in Bezug auf die selbstständige Optimierung der Temperaturerhaltung auf ein neues Energieeffizienz-Niveau hebt. Innerhalb dieser Plattform wird es ermöglicht vorhandene Material- und Prozesssimulationen mit realen Prozessdaten zu verknüpfen und damit prozessnah zu optimieren. Diese Plattform wird modular erweiterbar sein, um in Folge die gesamte prozessstufenübergreifende Produktionskette abzubilden. Hierfür wird im Rahmen des Projektes „OptiGuss“ eine Art digitaler Zwilling entwickelt, der aus automatisierter Übergabe optimierter Prozessparameter für exemplarische Prozessaggregate, KI-basierter Datenanalyse und Simulation besteht, um gemeinsam mit der zentralen Optimierungs-Toolbox die Steuerung der Produktion in Bezug auf Energie- und Ressourceneffizienz zu verbessern. Hierdurch werden allein am hier ausgewählten Beispiel der Tem-peraturhaltung im Schleudergussprozess durch innovative Entwicklungen erhebliche Einsparpotentiale gehoben.