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INLINE – Neues Projekt für die Großserienproduktion von Brennstoffzellen

INLINE – Neues Projekt für die Großserienproduktion von Brennstoffzellen
Autor:

Sibylle Orgeldinger, Sarah Werner

Quelle:

Pressestelle des KIT 

Datum: 26.04.2017

Brennstoffzellen sind eine gute Antriebsalternative für die mobilen Anwendungen von Morgen: Im Vergleich zu Verbrennungsmotoren funktionieren sie gänzlich emissionsfrei. Auch gegenüber Elektromotoren bieten sie Vorteile, denn Brennstoffzellen lassen sich innerhalb weniger Minuten betanken und sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte leichter als Batterien. Bisher verhindern jedoch hohe Herstellungskosten ihre Verbreitung, denn Unternehmen müssen die hochkomplexen Einheiten bisher aufwendig manuell montieren.

Wie ein flexibler Prozess für die wirtschaftliche Großserienproduktion von Brennstoffzellen aussehen kann, untersucht das wbk Institut für Produktionstechnik im neuen Projekt „INLINE“: Gemeinsam mit den Unternehmen Profactor, Fronius, Elring Klinger und OMB Saleri designen die Ingenieure eine Produktionslinie, die bis zu 50.000 Teile pro Jahr fertigen kann. Flexible Montagestationen ermöglichen den schrittweisen Übergang von der manuellen Montage zu automatisierten Prozessen. Das wbk erstellt für INLINE ein Konzept für die Skalierung der modularen Montage der Brennstoffzelle, um flexibel auf schwankende Stückzahlen zu reagieren und das Investitionsrisiko zu minimieren. Zudem entwickeln die Ingenieure die Inline-Messtechnik, die während des Montageprozesses Daten erfasst, die zur Prozesssteuerung und Qualitätssicherung beitragen. Durch Simulationsmodelle können die Partner verschieden Designs der Produktionslinie sowie Produktionsszenarien analysieren und bewerten. Die EU fördert das Vorhaben mit 3,2 Millionen Euro aus dem Programm „Horizon 2020“.

Solidaritätsessen

„Essen und dabei helfen!“ So lautet das Motto einer Aktion zugunsten von Straßenkindern in Indien. Studierende spenden jeweils 25 Cent, wenn sie donnerstags in der Mensa am Adenauerring, auf dem Campus Süd des KIT, das „Solidaritätsessen“ genießen, und je zehn Cent, wenn sie einen „Soli-Muffin“ in einer der Cafeterien des Studierendenwerks in Karlsruhe und Pforzheim kaufen. Die Erlöse dieser gemeinsamen Aktion des Studierendenwerks, der Katholischen Hochschulgemeinde und der Evangelischen Studierendengemeinde Karlsruhe gehen im Zeitraum 2016/17 an das Misereor-Projekt „Butterflies“. Dieses verhilft Straßenkindern und Obdachlosen in Delhi zu sicheren Schlafplätzen, medizinischer Versorgung und warmen Mahlzeiten. Zu den konkreten Hilfen gehören ein Gesundheitsbus, Unterricht auf der Straße und eine Ausbildung in einer Kochschule.

Robustheit verketteter Produktionssysteme

„In der heutigen global vernetzen Welt muss sich die Produktion Veränderungen anpassen und dabei konstant hohe Leistungen erzielen“, sagt Nicole Stricker, Oberingenieurin am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT. Doch gerade bei stark verketteten Systemen können sich Störungen schnell fortpflanzen. So führen beispielsweise verspätete Zulieferteile oft zu Ausfällen und damit zu deutlichen Einbußen. „Wären Produktionssysteme robuster, könnten sie trotz Störungen eine stabile und hohe Leistung erbringen“, erklärt Stricker. Deshalb hat die Ingenieurin in ihrer Dissertation ein Modell entwickelt, das diese Systeme entsprechend verbessern kann. 

Als Basis dient ein Kennzahlensystem: Dieses beschreibt die Leistung einer Produktion und umfasst wichtige Informationen wie etwa Qualität oder Durchlaufzeiten. Störungen im Produktionssystem zeigen sich in diesen Größen, wenn sie von den Zielangaben abweichen. Um ihre Fertigung robuster zu gestalten, müssen Unternehmen die Kennzahlen auswählen, die für eine Fehleranalyse relevant sind. „Im Produktionsbereich gibt es allerdings derzeit über 150 solcher Zahlen. Hieraus die richtige Kombination zu finden, fällt oftmals sehr schwer“, so Stricker. Hier setzt ihr Modell an: Es vergleicht verschiedene Kennzahlen miteinander und zeigt diejenigen auf, die Probleme im Produktionssystem gesichert anzeigen können. Unternehmen können so Störungen sofort erkennen und mögliche Ursachen identifizieren. Aus dieser Analyse lassen sich verschiedene Verbesserungsmaßnahmen am System ableiten. Stricker untersucht anschließend, wie störungsfrei beziehungsweise -anfällig die Systemveränderungen sind und vergleicht parallel die Kosten einzelner Maßnahmen. So kann ihr Modell die Systemrobustheit stufenweise verbessern und einen transparenten Überblick in einer dynamischen Umwelt geben.

Für ihre Dissertation zum Thema „Robustheit verketteter Produktionssysteme“ erhielt Nicole Stricker Ende April den Südwestmetall-Förderpreis. Der Arbeitgeberverband vergibt den Preis jährlich für je eine herausragende Dissertation an den neun baden-württembergischen Universitäten.

Probanden für Studie gesucht

Für eine Studie am KIT zur Wahrnehmung elektromagnetischer Felder, eingesetzt beispielsweise bei WLAN oder Mobilfunk, werden Probanden gesucht. Diese erhalten Informationsmaterial, füllen online einen zirka zehnminütigen Fragebogen aus und testen bei einem Termin von rund 40 Minuten am KIT die Wahrnehmung einer Antenne. Für die komplette Teilnahme erhalten die Probandinnen und Probanden 20 Euro. Die Studie findet in den Monaten Mai und Juni statt. Weitere Informationen und Anmeldung bei Christoph Böhmert unter Telefon (0721) 608-41799 oder E-Mail christoph.boehmert@kit.edu. Teilnahme von Probanden ab 18 Jahren möglich.