Simplified Implementation of Energy-Aware Production Scheduling in Job Shops
von Benedikt GroschDer Klimawandel erfordert dringende Maßnahmen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Diese Arbeit fokussiert auf den Industriesektor als bedeutenden Energieverbraucher und zielt darauf ab, die Implementierung von energiebewussten Produktionsplanungs-Systemen in realen Produktionsumgebungen zu vereinfachen. Dafür werden in der Arbeit ein Implementierungsverfahren und eine Systemarchitektur unter Berücksichtigung von produktions- und energiebezogenen Zielfunktionen vorgeschlagen.
Das Ziel der Forschungsarbeit ist eine einfachere Implementierung einer energiebewussten Produktionsplanung in realen Produktionssystemen. Hierfür untersucht die Arbeit zunächst, ob das Fehlen standardisierter Verfahren reale Implementierungen behindert. Im zweiten Schritt wird ein strukturiertes, teilweise automatisiertes Implementierungsverfahren vorgeschlagen und im dritten Schritt mit einer Systemarchitektur, welche die Abbildung von Produktionssystemen als cyber-physische Systeme ermöglicht, untermauert.
Eine Evaluierung des vorgeschlagenen Implementierungsverfahrens und der Systemarchitektur für das energiebewusste Produktionsplanungssystem in der ETA-Forschungsfabrik zeigt, dass das System die Energiekosten senken kann, mit durchschnittlichen Kosteneinsparungen von 13 % bis 18 %, während produktionsbezogene Ziele beibehalten oder leicht verbessert werden. Die Arbeit trägt zur Forschung im Bereich der energiebewussten Produktionsplanung bei und bietet Lösungen für deren Einführung in der Industrie. Zudem identifiziert sie Bereiche für zukünftige Forschung zur Weiterentwicklung dieser nachhaltigen Planungsverfahren.
Das Ziel der Forschungsarbeit ist eine einfachere Implementierung einer energiebewussten Produktionsplanung in realen Produktionssystemen. Hierfür untersucht die Arbeit zunächst, ob das Fehlen standardisierter Verfahren reale Implementierungen behindert. Im zweiten Schritt wird ein strukturiertes, teilweise automatisiertes Implementierungsverfahren vorgeschlagen und im dritten Schritt mit einer Systemarchitektur, welche die Abbildung von Produktionssystemen als cyber-physische Systeme ermöglicht, untermauert.
Eine Evaluierung des vorgeschlagenen Implementierungsverfahrens und der Systemarchitektur für das energiebewusste Produktionsplanungssystem in der ETA-Forschungsfabrik zeigt, dass das System die Energiekosten senken kann, mit durchschnittlichen Kosteneinsparungen von 13 % bis 18 %, während produktionsbezogene Ziele beibehalten oder leicht verbessert werden. Die Arbeit trägt zur Forschung im Bereich der energiebewussten Produktionsplanung bei und bietet Lösungen für deren Einführung in der Industrie. Zudem identifiziert sie Bereiche für zukünftige Forschung zur Weiterentwicklung dieser nachhaltigen Planungsverfahren.