In the context of the ongoing climate change and increasingly strict climate goals of the European Green Deal, industry faces a growing challenge to decrease its high demand for electrical energy and its greenhouse gas emissions. Demand-Side Integration measures have a great potential to reduce the greenhouse gas emissions of the industrial sector. However, there is still no definition and consistent characterising terms for Industrial Demand-Side Integration. The lack of clarity in concepts and definitions may impose hurdles in the transfer of results and methodologies from research activities and thus, in the implementation of measures in the industry. Furthermore, the economic value of implementing these measures is often unclear but of high relevance to industrial consumers. This paper proposes a comprehensive Industrial Demand-Side Integration definition and a methodology to classify and characterise its measures. The methodology is aimed at helping industrial consumers decide which measures can be implemented in their specific setting and how these measures can be monetised. The methodology is validated by applying it to eight relevant use cases in the ETA Research Factory.

Energy optimization of factory operations has gained increasing importance over recent years since it is understood as one way to counteract climate change. At the same time, the number of research teams working on energy-optimized factory operations has also increased. While many tools are useful in this area, our team has recognized the importance of a comprehensive framework to combine functionality for optimization, simulation, and communication with devices in the factory. Therefore, we developed a framework that provides a standardized interface to research energy-optimized factory operations with a rolling horizon approach. The optimization part of the framework is based on the OpenAI gym environment. The framework also provides connectors for multiple communication protocols including Open Platform Communication Unified Architecture and Modbus via Transmission Control Protocol. These facilities can be utilized to implement rolling horizon optimizations for factory systems easily and directly control devices in the factory with the optimization results. In this article, we present the framework and show some examples to prove the effectiveness of our approach.

The following paper examines the practicality of a methodical approach for energy-flexible and energy-optimal operation in the field of metal-cutting production. The analysis is based on the example of a grinding machine and its central cooling-supply system. In the first step, an energy-flexibility data model is built for each subsystem, which describes energy flexibility potentials generically. This is then extended to enable combined energy cost-optimal production planning. As a basis for the links between the data model representations, the cold flows between the subsystems are modeled using parameter-estimation methods, which have a mean absolute error of only 2.3 percent, making the subsequent installation of heat meters unnecessary. Based on the presented approach, the results successfully validate the possibility of energy-flexible cost-optimal and sensor-reduced production planning by reducing energy costs by 6.6 percent overall and 1.9 percent per workpiece produced.

In der Online-Zeitschrift für Forschung und Entwicklung in der Produktion – wt Werkstattstechnik online – werden die aktuellsten Forschungsergebnisse aus Wissenschaft, Technischer Hochschule und Industrie veröffentlicht - praxisbezogen und zukunftsorientiert. Die wt Werkstattstechnik online erscheint inklusive neun produktionsspezifischen Ausgaben pro Jahr unter der Internetadresse www.werkstattstechnik.de. Die in der wt Werkstattstechnik veröffentlichten Fachaufsätze sind wissenschaftlich-methodisch aufbereitet und grundsätzlich Erstveröffentlichungen. Viele Fachaufsätze sind peer-reviewed: von Experten auf diesem Gebiet – anonym sowie unabhängig von den Autoren – wissenschaftlich begutachtet und freigegeben. Die wt Werkstattstechnik online ist Organ der VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) sowie der wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP). Schwankende Strompreise erhöhen den Bedarf an Systemen zur elektrischen Lastprognose für Industrieunternehmen. Zur Bereitstellung eines Prognoseservice sind Kenntnisse über gängige Methoden, die spezifischen Anforderungen und die Einflussfaktoren erforderlich. Je nach Anwendung erzielen Prognosemethoden unterschiedliche Genauigkeiten. Dieser Beitrag beschreibt ein Vorgehen, das mit einem Benchmark die Genauigkeit einer Prognosemethode evaluiert, so dass diese einheitlich mit anderen Methoden verglichen werden kann. Fluctuating electricity prices increase the need for electrical load forecasting systems for industrial companies. To provide a forecasting service, knowledge of common methods, the specific requirements and influencing factors is required. Depending on the application, forecasting methods achieve different prediction performance indicators. This contribution presents an approach that uses a benchmark to evaluate the accuracy of a forecasting method and compare it consistently with other methods. Durch die Dekarbonisierung industrieller Produktionssysteme und die Stabilisierung der Stromnetze wird die Bereitstellung von Energieflexibilität immer wichtiger. Der Energiebedarf elektrisch betriebener Kompressionskältemaschinen (KKM) kann in Kombination mit thermischen Kältespeichern auf die fluktuierende Erzeugung von erneuerbaren Energien angepasst werden und somit Energieflexibilität bereitstellen. Diese Arbeit bewertet die Funktionalität eines energieeffizienten und energieflexiblen Kältedemonstrators, der diesen Anwendungsfall abbilden soll. The decarbonization of industrial production systems and stabilization of electricity grids increases the importance of energy flexibility. Electrically operated compression chillers (CCM) can be adapted to the fluctuating generation of renewable energies in combination with a thermal cold storage to provide energy flexibility. This work evaluates the functionality of a laboratory-scale energy-flexible refrigeration demonstrator designed to replicate this use case. In der metallverarbeitenden Industrie wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen die Bedeutung der Bauteilreinigung und -trocknung in der Wertschöpfungskette. Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise und klimapolitischer Ziele besteht die Motivation, die Energieeffizienz der Bauteiltrocknung zu steigern. Zu diesem Zweck sollen neben einem Referenzfall die Infrarot- und die Induktionstrocknung als alternative Trocknungstechnologien untersucht sowie deren Energieeinsparpotenzial ermittelt werden. Higher quality requirements in the metal-processing industry are increasing the importance of processes such as parts cleaning and drying along the value chain. Rising energy prices and climate policy goals provide an incentive to improve energy efficiency in parts drying. This paper assesses infrared and induction drying as alternative drying technologies aginst a reference case, and determines the energy-saving potentials of these technologies. Die Mikrotextur von Oberflächen im tribologischen Kontakt beeinflusst das Tribosystem und kann durch die Stellgrößen beim Drehen eingestellt werden. Die begrenzte Dynamik der Werkzeugmaschine beschränkt dies jedoch und erlaubt nur eine Einstellung über die kinematische Rauheit. In diesem Beitrag wird die Auslegung eines neuartigen piezoelektrischen Werkzeugsystems vorgestellt. Es ermöglicht eine hochdynamische Positionierung von Zerspanungswerkzeugen zur Oberflächentexturierung durch plastische Verformung. The microtexture of surfaces in tribological contact influences the tribosystem and can be adjusted by the actuating variables during turning. However, the limited dynamics of the machine tool restrict this and usually only allow adjustment by kinematic roughness. This work presents the design of a novel piezoelectric tool system that enables highly dynamic positioning of cutting tools for surface texturing by plastic deformation. Um thermische Spritzschichten mit erhöhter Haftfestigkeit zu realisieren, erfolgte am Institut für Spanende Fertigung (ISF) der Technischen Universität Dortmund und dem Institut für Werkstoffkunde (IW) der Leibniz Universität Hannover die Entwicklung einer innovativen Verfahrenskombination. Darauf aufbauend wurde untersucht, ob die Schichteigenschaften durch einen zusätzlichen Prozessschritt weiter optimierbar sind, um zukünftig Verschleißschutzbeschichtungen ohne eine Substrataktivierung durch Strahlen zu ermöglichen. To enable thermal sprayed coatings with increased adhesion, the Institute of Machining Technology (ISF) of TU Dortmund University together with the Institute of Materials Science (IW) of Leibniz Universität Hannover developed an innovative process combination. This serves as a basis for investigating whether the coating properties can be further optimized by an additional process step to allow for the...