Simulations-Agent

Das Forschungsprojekt Simulations-Agent an der Hochschule Offenburg ist ein Kooperationsprojekt mit der Firma Peter Huber Kältemaschinenbau in Offenburg. Das Ziel des Kooperationsprojekts ist die Entwicklung einer simulationsgestützten Reglertechnologie zur standortübergreifenden Prozessoptimierung in internationalen Produktionsstrukturen.

Problemstellung:
Die Firma Huber gilt in der Branche als Technologieführer für hochgenaue Temperierlösungen in Forschung und Industrie. Weltweit sorgen Huber-Produkte für eine präzise Temperaturführung in Laboratorien, Technikumsanlagen und Produktionsverfahren. Das Produktprogramm bietet Lösungen für Temperieraufgaben von -125 bis +425 °C.

In den letzten Jahren wurden große Fortschritte im Bezug auf hochleistungsfähige Serienmodelle gemacht. Mit diesen Seriensystemen wird heute eine solide Marktabdeckung erreicht. Mit zunehmender Spezialisierung der Prozesse der Kunden sowie insbesondere im Zusammenhang mit der Ausreizung der Prozesse an technische Grenzen heran, werden immer häufiger individualisierte Lösungen angefragt. Der Anteil an "Nicht-Seriengeräten" wird in den nächsten Jahren stark ansteigen. Gleichzeitig steigt die Internationalisierung der Prozessindustrie. Pharma-, Biotechnologie- oder Chemie-Unternehmen produzieren weltweit und in dynamischen Strukturen. Die Folge ist, dass lokal häufig Prozessvariationen stattfinden. Prozesstechnische Anwendungen sind praktisch nie 1:1 von einem Gerät auf das andere kopierbar, sondern müssen auch bei weitestgehend identischer Anlage und identischem Verfahren individuell vor Ort eingefahren - und vor allem eingeregelt - werden.

Generell ist das Problem beherrschbar, wenn gleichzeitig die Regelungsumgebung angepasst wird. Genau hier entsteht heute ein immenser Aufwand zur experimentellen Suche nach optimierten Thermostatstrukturen und Einstellparametern. Die Folge sind höhere Kosten - und zwar sowohl bei der Firma Huber als auch beim Kunden.

Projektansatz:
Ein Ausweg wäre die Modellierung des Zusammenspiels "Thermostat <=> Prozess". Dann wird der personelle Aufwand durch eine technische Lösung unterstützt oder sogar substituiert. Für diesen Ausweg werden harmonisierte Strukturen von Anlagenmodell (Fa. Huber) und Prozessmodell (Kunde) benötigt.

Die Aufgabe der Hochschule Offenburg ist die Entwicklung eines reglerintegrierten Simulations-Agenten, welcher die Adapterfunktion zwischen Anlagenmodell und Prozessmodell realisiert. Das wesentliche Verbindungsglied zwischen dem Datenbankserver, den simulierten Modulen und den Simulationsmodellen, ist ein Simulationsadapter.

Mit dem neuen Lösungsansatz soll es möglich sein:

  1. Anlagenparametrierungen dynamisch zu portieren, d. h. unter Einbeziehung von örtlich individuellen Rahmenbedingungen oder sonstigen Aspekten
  2. individualisierte Anlagen effizient und möglichst ohne expliziten Know-how-Träger vor Ort in Betrieb zu nehmen
  3. Betriebsparameter von Anlagenkomponenten zu variieren, damit diese mit dem Prozess besser korrelieren - ohne dies aber mit Experimenten vorbereiten zu müssen
  4. und eine gezielte Anlagenerweiterung durchzuführen.