Leitungsquerschnitt-Optimierer

LAPP Leitungsquerschnitt-
Optimierer

LAPP Hackathon 2026 · TCO- & CO₂-Optimierung von Kupferleitungen

Optimierer starten Maschine visualisieren
TCO
Total Cost of Ownership
CO₂
Emissionsberechnung
Live
LAPP Shop Daten

LAPP Leitungsquerschnitt-Optimierer

LAPP Hackathon 2026 · TCO- & CO₂-Optimierung von Kupferleitungen

Team
Sascha Roelofs Morelle Fopa Mamene Tobias Eglseder
Informatik Computer Engineering Management
Hochschule Aalen VDI / Universität Duisburg-Essen JBT

Challenge

Maschinen- und Anlagenbauer wählen bei der Planung oft den kleinstmöglichen Kabelquerschnitt nach Norm, um Anschaffungskosten zu minimieren – die sogenannte CAPEX-Falle. Über die Lebensdauer einer Anlage (10–30 Jahre) übersteigen die vermeidbaren Energieverluste durch den höheren Widerstand jedoch den Einkaufspreis um ein Vielfaches. Gleichzeitig steigen die CO₂-Emissionen durch die dauerhaften Stromverluste massiv an.

Die Leitfrage: Wie können die finanziellen und ökologischen Vorteile optimierter Kabelquerschnitte auf Basis von Kabelparametern, Anlagendaten und Marktwerten transparent dargestellt werden – und so die rein einkaufsorientierte Entscheidungslogik durchbrochen werden?

Dieses Tool ist unser Prototyp als Antwort auf diese Challenge.

Überblick

Dieses Tool hilft Maschinen- und Anlagenbauern, den wirtschaftlich und ökologisch optimalen Leitungsquerschnitt für Kupferkabel zu bestimmen. Es kombiniert Live-Produktdaten aus dem LAPP Online Shop, eine EPLAN-basierte Maschinenvisualisierung und eine präzise TCO/CO₂-Kalkulation.

Features

Leitungsquerschnitt-Optimierer

Maschinenvisualisierung

LAPP Shop Integration

Einstellungen

Mathematisches Modell

Die Verlustleistung pro Kabel:

$$P_{loss} = I^2 \cdot R_{total} \cdot n_{cores}$$

mit $R_{total} = \frac{R_{km}}{1000} \cdot L$

Energieverluste über die Nutzungsdauer:

$$E_{loss} = P_{loss} \cdot h_{day} \cdot d_{year} \cdot y \cdot \frac{1}{1000}\ [\text{kWh}]$$

Total Cost of Ownership:

$$TCO = C_{cable} + C_{loss} = C_{cable} + E_{loss} \cdot p_{energy}$$

CO₂-Gesamtemissionen:

$$CO_{2,total} = m_{Cu} \cdot f_{Cu} + E_{loss} \cdot f_{el}$$

Spannungsfall (3-phasig AC):

$$\Delta U = \sqrt{3} \cdot I \cdot R_{total}$$

Technologie-Stack

Schicht Technologie
Backend Python · FastAPI
Frontend HTML · Tailwind CSS · Alpine.js · Chart.js · Dagre
Daten LAPP OCC REST API · EPLAN JSON Export

Installation & Start

# Abhängigkeiten installieren
pip install -r requirements.txt

# Server starten
python -m uvicorn app:app --reload

Danach ist die Anwendung unter http://localhost:8000 erreichbar.

Seiten

Pfad Beschreibung
/ Diese Startseite
/optimizer Leitungsquerschnitt-Optimierer
/machine Maschinenvisualisierung (EPLAN-Import)
/search LAPP Online Shop Suche
/settings Einstellungen (Strom- & CO₂-Preise)

API-Endpunkte

Methode Pfad Beschreibung
POST /api/calculate TCO/CO₂-Berechnung für Kabeloptionen
GET /api/shop/search Produktsuche im LAPP Shop
GET /api/shop/product/{code} Produktdetails & Varianten
GET /api/shop/product/{code}/prices Live-Preise für alle Varianten
GET /api/shop/product/{code}/cable-options Kabeloptionen für Optimierer
GET /api/machine-db Maschinengraph aus EPLAN-Export
GET /health Liveness-Check

Projektstruktur

app.py                  # FastAPI-Anwendung & API-Endpunkte
optimizer.py            # Berechnungslogik (TCO, CO₂, Amortisation)
machine_db.py           # EPLAN-JSON-Parser & Graphaufbau
lapp_shop_proxy.py      # LAPP Shop OCC REST API Proxy
templates/
  index.html            # Startseite (diese Seite)
  optimizer.html        # Leitungsquerschnitt-Optimierer
  machine.html          # Maschinenvisualisierung
  search.html           # Shop-Suche
  settings.html         # Einstellungen
graph_store/            # Gespeicherte Maschinengraphen (JSON)

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