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SUPPLy

SimUltane Produkt- und Prozessentwicklung eines automatisierungsgerechten Ladestation-Outlet-Moduls
(Projektlaufzeit Januar 2020 bis De­zem­ber 2022)

Problemstellung und Motivation

Aufgrund der aktuellen Ent­wick­lungen im Kontext der Energie­wende sowie der neuartigen klimapolitischen Rah­men­be­ding­ung­en gehört die Elektromobilität zu den Effizienztechnologien der Zukunft. Dies stellt ins­be­son­de­re die Automobilindustrie in Deutsch­land sowie alle hiermit in Ver­bin­dung stehenden Branchen vor neue He­raus­for­de­run­gen.

Die von der Bun­des­re­gie­rung angestrebten Ziele hinsichtlich der Elektromobilität lassen sich nur durch die Gewährleistung einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur erreichen. Eine stark an­stei­gen­de Anzahl an Elektrofahrzeugen erfordert demnach eine entsprechend um­fang­rei­che Bereitstellung ge­eig­ne­ter Ladesäulen.

Diese Ent­wick­lung befindet sich aktuell noch in ei­nem frühen Stadium. Die vergleichsweise geringe Nachfrage nach Ladestationen hat zur Folge, dass Hersteller um­fang­rei­che Investitionen in Automatisierungslösungen scheuen. Zudem lässt sich eine automatisierte Pro­duk­tion, aufgrund des derzeitigen technologischen Designs der Ladestationen, nicht umsetzen. Daher erfolgt die Montage der Ladesäulen bisher überwiegend manuell. Bei den prognostizierten signifikanten Stückzahlsteigerungen ist jedoch zu erwarten, dass die manuelle Pro­duk­tion schnell an ih­re Grenzen stoßen wird.

Zielsetzung

Aufgrund der oben dargestellten Problemstellung ist das Gesamtziel des Forschungsvorhabens SUPPLy daher die Ent­wick­lung einer durchgängigen, di­gi­ta­len und simultanen Produkt- und Prozessentwicklung einer modularen, automatisierungsgerechten Ladestation. Dies beinhaltet neben der Ent­wick­lung des technologischen Produktdesigns die Konzeption eines robusten, skalierbaren Fertigungsprozesses durch den durchgängigen Ein­satz digitaler Werkzeuge.

Für die Konzeptionierung eines neuartigen Montagesystems wird die komplette Wertschöpfungskette einer Ladesäule betrachtet, die Ver­bes­se­rung einzelner bestehender Prozessschritte ist nicht zielführend. Abbildung 1 zeigt die daraus resultierenden fünf Teilziele des Vorhabens.

 

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Vorgehensweise und Arbeitsteilung

Das Projektkonsortium ist interdisziplinär aufgestellt und setzt sich neben dem Institut für Pro­duk­tions­sys­te­me (IPS) der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund aus dem Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) an der Friedrich-Alexander-Uni­ver­si­tät Erlangen-Nürnberg und der Compleo Charging Solutions GmbH, ei­nem Hersteller von Ladesäulen, zu­sam­men. Die genannten Mitglieder verfolgen dabei einen dreidimensionalen Lösungsansatz (s. Abb. 2).

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Die Produktentwicklung des Outlet-Moduls obliegt der Compleo Charging Solutions GmbH. Im Fokus des Lehrstuhls FAPS steht neben der Erarbeitung der An­for­der­ungen an ein automatisierungsgerechtes Produktdesign die Ent­wick­lung automatisierungsgerechter Prozesse. Das IPS koordiniert die Ent­wick­lung eines skalierbar automatisierbaren Produktionskonzepts. Dieses Teilvorhaben ist in die folgenden zehn Arbeitspakete gegliedert (s. Abb. 3).

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Ein wei­te­res Teilziel von SUPPLy ist es, den erarbeiteten Referenzplanungsprozess in eine Industrienorm zu überführen, um eine hohe Verbreitung zu generieren. Die Thematik der stückzahlabhängigen Automatisierungskonzepte wird zudem unter Laborbedingungen prototypisch un­ter­sucht und im Anschluss in einer realen Versuchsumgebung praxis­nah optimiert und validiert.  Die Er­geb­nisse des Forschungsvorhabens wer­den in ver­schie­de­nen Fachzeitschriften ver­öf­fent­licht, auf Konferenzen vorgestellt und in die universitäre Lehre übernommen. Durch die enge Zu­sam­men­arbeit mit Industrienetzwerken wird die Publikation der Er­geb­nisse zusätzlich ge­för­dert.

Förderhinweis

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird/wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) in einer ge­mein­samen Förderinitiative zur För­de­rung von For­schung und Ent­wick­lung im Bereich der Elektromobilität (Förderkennzeichen 01MV19001B) ge­för­dert und vom DLR Projektträger betreut.   

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Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.

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