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PROJEKT SHREDIT4.0 – MODELLIERUNG UND OPTIMIERTE BETRIEBSFÜHRUNG VON INDUSTRIELLEN SHREDDERN

Das globale Ziel des Projektes ShredIT4.0 ist die kundenspezifische Optimierung der Betriebsführung von industriellen Shreddern zur Senkung der Produktionskosten und Erhöhung des Durchsatzes.

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Dr. Thomas ARNOLD

Researcher
Photonic Systems

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FORSCHUNGSPROGRAMM

Dieses Projekt wird aus Mitteln der FTI-Initiative "Produktion der Zukunft" gefördert und von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) abgewickelt.

INDUSTRIELLE SHREDDER

Obwohl industrielle Zerkleinerer (Shredder) eine wichtige Rolle bei der effizienten Verarbeitung von Abfallstoffen spielen und ihre Leistung und Standfestigkeit wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der gesamten Produktionsanlage beiträgt, wird der Zustand der Shredder und ihrer Komponenten aktuell nur in festen Zeitintervallen und weitestgehend manuell überprüft, was Produktivitätseinbußen und Produktionsausfälle zur Folge hat. Das globale Ziel des Projektes ShredIT4.0 ist daher die kundenspezifische Optimierung der Betriebsführung von industriellen Shreddern zur Senkung der Produktionskosten und Erhöhung des Durchsatzes durch eine kontinuierliche Überwachung und Modellierung von wesentlichen Komponenten der Maschine, die Einfluss auf Kosten (Energieverbrauch, Standzeiten) und Durchsatz haben. Im Rahmen des Projekts werden innovative Ansätze basierend auf physikalischer und statistischer Modellierung erforscht, um sowohl die Antriebsriemenspannung und die Messerschärfe im realen Betrieb laufend bestimmen zu können und Vorhersagen über ihren wahrscheinlichen zeitlichen Verlauf treffen zu können. Diese Modelle werden mit Messungen zum Energieverbrauch und Durchsatz der Maschine in Abhängigkeit von ihrer Betriebsart zu einem Simulationsmodell der gesamten Maschine zusammengefügt, mit dessen Hilfe die Betriebsführung individuell optimiert werden kann.

PROJEKTZIEL

Zur effizienten Verarbeitung von Abfallstoffen kommen hochautomatisierte Produktionsanlagen zum Einsatz, die aus den verschiedenen Eingangsstoffen (Hausmüll, Kunststoff-, Holz-, Metallabfälle) teils hochwertige Ausgangsstoffe generieren. Das Anwendungsspektrum reicht dabei von einfacher Papiervernichtung und Altholzverarbeitung bis hin zu Metallrecycling und der Herstellung von alternativen Brennstoffen. In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle müssen die Eingangsstoffe (Abfälle) zunächst zerkleinert werden, um anschließend weiterverarbeitet werden zu können. Dafür werden industrielle Zerkleinerer (Shredder) eingesetzt, die mittels eines Messerrotors die Abfälle auf die erforderliche Größe reduzieren. Für die Wirtschaftlichkeit der Produktionsanlagen spielen Durchsatz und Kosten pro Tonne produziertes Material eine entscheidende Rolle. Beide werden maßgeblich von der Leistung und Standfestigkeit der Shredder mitbestimmt. Trotz ihrer großen Bedeutung in der gesamten Produktionsanlage wird der Zustand der Shredder und ihrer Komponenten aktuell nur in festen Zeitintervallen manuell überprüft. Zwischenzeitliche Produktivitätseinbußen aufgrund von Verschleißerscheinungen in der Maschine werden so nicht erkannt und können erst mit der nächsten Inspektion behoben werden. Gleichzeitig führt der manuelle Kontrollvorgang zu einem Stillstand der gesamten Anlage und somit zu Produktionsausfällen und erhöhten Kosten.

Das globale Ziel des Projektes ShredIT4.0 ist daher die kundenspezifische Optimierung der Betriebsführung von industriellen Shreddern zur Senkung der Produktionskosten und Erhöhung des Durchsatzes. Hierzu soll der Zustand von wesentlichen Komponenten der Maschine, die Einfluss auf Kosten (Energieverbrauch, Standzeiten) und Durchsatz haben, kontinuierlich überwacht und modelliert werden, um Vorhersagen zu ihrem Zustand und zu ihrer Restlebensdauer treffen zu können. Durch die Korrelation der Zustände der Komponenten mit dem Energieverbrauch und dem Durchsatz in Abhängigkeit von der Betriebsart der Maschine und der Abfallart kann nun ein Simulationsmodell der gesamten Maschine erstellt werden mit dem kundenspezifisch die besten Betriebsparameter und Wartungsintervalle zur Kosten-Nutzen-Optimierung bestimmt werden können. Gemeinsam soll dadurch eine signifikante Flexibilisierung des Recyclingprozesses erzielt, die Durchlaufzeit, Termintreue und Qualität des Recyclingmaterials verbessert und eine effiziente, flexible und ressourcenschonende Verarbeitung des Recyclingmaterials ermöglicht werden.

PROJEKTFAKTEN

Titel: ShredIT4.0 – Modellierung und optimierte Betriebsführung von industriellen Shreddern

Programm: Produktion der Zukunft

Programmkoordination: FFG Forschungsförderungsgesellschaft mbH

Konsortialführung: CTR Carinthian Tech Research AG

Industriepartner: Lindner-Recyclingtech GmbH

Laufzeit: 2 Jahre (Start am Februar 2019)

Forschungsvolumen: € 400.000, -

 

Lindner Polaris Shredder

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