Die lang vorhergesagte Rohstoffknappheit, steigende Energiepreise und der fortlaufende Klimawandel treiben die Gesellschaft und somit auch die Industrie bereits seit Jahrzehnten zu einem Umdenken. Ein energieeffizientes und umweltfreundliches Portfolio ist für Unternehmen heutzutage ein unverzichtbarer Aspekt der Unternehmensphilosophie und Wettbewerbsfähigkeit.
Maßgeblich dafür verantwortlich sind seit Jahren auch strengere gesetzliche Auflagen. Die Deutsche Regierung beschleunigte diesen Umdenkprozess mit der 2011 beschlossenen Energiewende und lenkte dadurch das Augenmerk auch auf Teile der Industrie, welche zuvor nicht im Rampenlicht standen.
So ist der Bereich der Logistik zunehmend stärker auf effiziente Energienutzung angewiesen und etablierte Technologien werden durch neuartige Lagerkonzepte ergänzt und teilweise ersetzt. Shuttle-Systeme, auch Kanalfahrzeuge genannt, erlebten somit 2011 einen unverhofften Schub an Interesse sowie Nachfrage und gelten, u.a. aufgrund der hohen hochdynamischen Lagervorgänge, als optimales Lagersystem für eine große Anzahl von Gütern. Diese Arbeit befasst sich mit dem Energieverbrauch der aktuell auf dem Markt etablierten Shuttle-Systeme. Die vorhandenen Konzepte werden in ihrer Gesamtheit untersucht und die Unterscheide hervorgehoben. Die interessantesten Konzepte werden dann mithilfe von MATLAB/Simulink unter Berücksichtigung möglichst aller interferierenden Faktoren, z.B. Antriebsart, Fördergut, Hebemechanismus oder Energiesparmaßnahmen mit Blick auf den Energieverbrauch durch Eingabe von variablen Parametern analysiert.
Inhaltsverzeichnis
- Kurzzusammenfassung
- Abstract
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1. Aufgabenstellung
- 1.2. Vorgehensweise
- 1.3. Aufbau der Arbeit
- 2. Energieeffiziente Intralogistik
- 2.1. Ökologische und Gesellschaftliche Faktoren
- 2.2. Ökonomische Faktoren
- 2.3. Green Intralogistics.
- 3. Shuttle-Systeme
- 3.1. Das Shuttle-System als Bestandteil der Intralogistik
- 3.1.1. Anforderungen an die Intralogistik
- 3.1.2. Vorteile und Nachteile von Shuttle-Systemen
- 3.2. Stand der Technik
- 3.2.1. Freiheitsgrade.
- 3.2.2. Energieversorgung
- 3.2.3. Lastaufnahme.
- 3.2.4. Lagergrößen.
- 3.2.5. Steuerung
- 4. Berechnungsgrundlagen
- 4.1. Mechanische Grundlagen.
- 4.1.1. Geschwindigkeit und Beschleunigung
- 4.1.2. Kräfte und Momente
- 4.2. Energetische Grundlagen.
- 4.2.1. Arbeit, Energie und Leistung
- 4.3. Umrechnungen und Verluste.
- 4.3.1. Wirkungsgrade
- 4.3.2. Übersetzung.
- 4.3.3. Reibung
- 4.3.4. Radschlupf
- 5. Modellbeschriebung
- 5.1. Modellabgrenzugen
- 5.2. Steuerung
- 5.2.1. Koordinatenbeschreibung
- 5.2.2. Fahrkriterien und Abbruchbedingungen
- 5.3. Berechnungen der Prozesse im Antriebsstrang
- 5.3.1. Fahrwerk
- 5.3.2. Getriebe
- 5.3.3. Motor
- 5.3.4. Regler
- 5.4. Energie- und Verbrauchsanalyse.
- 5.4.1. Leistungsbedarf der Antriebsstränge
- 5.4.2. Energieeffiziente Auslegung des Shuttle-Systems.
- 5.4.3. Energiebedarf des Systems unter Berücksichtigung der Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz
- 5.4.4. Weitere Maßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs.
- 6. Simulink Implementierung
- 6.1. Einführung in Simulink
- 6.2. Modellaufbau in Simulink
- 6.2.1. Verwendete Blöcke
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Studienarbeit untersucht die energieeffiziente Auslegung eines Shuttle-Systems für die Intralogistik. Im Vordergrund stehen die Analyse des Energieverbrauchs von Shuttle-Systemen und die Entwicklung eines Modells zur Optimierung der Energieeffizienz. Das Modell berücksichtigt verschiedene Einflussfaktoren, wie Antriebsart, Fördergut, Hebemechanismus und Energiesparmaßnahmen.
- Analyse des Energieverbrauchs von Shuttle-Systemen
- Entwicklung eines Modells zur energieeffizienten Auslegung
- Berücksichtigung von Einflussfaktoren wie Antriebsart, Fördergut, Hebemechanismus
- Untersuchung von Energiesparmaßnahmen
- Modellierung in MATLAB/Simulink
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel führt in die Thematik der energieeffizienten Intralogistik ein. Hier werden die ökologischen, gesellschaftlichen und ökonomischen Faktoren, die den Fokus auf energieeffiziente Logistiklösungen lenken, beleuchtet. Kapitel 2 beschäftigt sich mit dem Konzept der Shuttle-Systeme, deren Einsatz im Kontext der Intralogistik sowie den Vor- und Nachteilen dieser Technologie. Der dritte Abschnitt beleuchtet den Stand der Technik in Bezug auf Shuttle-Systeme, wobei verschiedene Aspekte wie Freiheitsgrade, Energieversorgung, Lastaufnahme, Lagergrößen und Steuerung betrachtet werden. Die Kapitel 4 und 5 konzentrieren sich auf die Berechnungsgrundlagen und die Modellierung des Shuttle-Systems. Dabei werden sowohl mechanische als auch energetische Grundlagen diskutiert, sowie wichtige Parameter wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kräfte, Momente und Wirkungsgrade. Darüber hinaus werden verschiedene Energieverbrauchsaspekte des Systems analysiert und die verschiedenen Methoden zur Optimierung der Energieeffizienz vorgestellt. Schließlich wird die Implementierung des entwickelten Modells in Simulink beschrieben.
Schlüsselwörter
Die Arbeit beschäftigt sich mit der energieeffizienten Auslegung eines Shuttle-Systems für die Intralogistik. Im Mittelpunkt stehen Themen wie Energieverbrauch, Antriebsarten, Fördergut, Hebemechanismus, Energiesparmaßnahmen, Modellierung und Simulation in MATLAB/Simulink. Die Arbeit liefert wichtige Erkenntnisse für die Optimierung der Energieeffizienz von Shuttle-Systemen und trägt somit zu einer nachhaltigen Intralogistik bei.
- Arbeit zitieren
- Stanislav Plohotski (Autor:in), 2013, Entwicklung eines Modells zur energieeffizienten Auslegung eines Shuttle-Systems für die Intralogistik, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1224809
