Digitalisierung (bio-)verfahrenstechnischer Anlagen und Anlagenbau

Unser Alleinstellungsmerkmal

Wir kombinieren Prozesswissen mit Digitalisierung. Wir verstehen Ihre Prozesse und digitalisieren Ihre Daten für die kosteneffiziente Optimierung Ihrer Prozessführung. Dies gelingt uns durch eine erste Datenanalyse, eine effiziente Daten-Kommunikation und simulationsgeschützte Steuerung mittels digitaler Zwillinge. 

Datenstrukturierung: Wir schaffen die Voraussetzung für die Anwendung von KI in der Prozesstechnik

Damit analysierte Prozessdaten zur digitalen Optimierung und Steuerung von Prozessen eingesetzt werden können, müssen sie zunächst für die jeweiligen Nutzer (Prozessbetreiber, Planer, Wissenschaftler) zugänglich gemacht werden.

Hierfür schaffen wir am Fraunhofer IGB eine organisierte und prozessorientierte Daten-Struktur. Diese ist Voraussetzung für die Anwendung jeglicher KI-Tools zur Datenauswertung und Modellierung oder Simulation. Die Strukturierung der vorliegenden Daten ist damit ein grundlegender Meilenstein auf dem Weg zur Digitalisierung von Prozessen. 

Datenmanagement: Wir sorgen dafür, dass Ihre Daten miteinander kommunizieren und machen sie KI-Fähig

Unser Hauptaugenmerk am Fraunhofer IGB liegt auf einem integrierten und prozessorientierten Datenmanagement. Hierfür analysieren wir Ihre Messdaten und sorgen dafür, dass alle Daten erhoben und in die Struktur integriert werden und miteinander kommunizieren können: Die Vernetzung verschiedenster Daten und Protokollformate, ein automatisierter Transfer und die Sicherung von Anlagendaten (inkl. Offline-Daten wie Analytikdaten) schaffen die Voraussetzung für eine smarte Prozessteuerung und Automatisierung sowie eine effiziente Datenbearbeitung (Betriebsanalyse, Modellierung…).

Unser Datenmanagement ist kosteneffizient, da es nur geringen Hardware-Einsatz benötigt und auf teure kommerzielle Lösungen verzichtet.

Wir optimieren die Betriebsführung durch Fernüberwachung in Echtzeit

Durch die effiziente Datenstruktur können die Prozessdaten gleichzeitig für die Visualisierung als auch für die Automatisierung sowie Modellierungsaufgaben genutzt werden. So ziehen wir sie zur Visualisierung des Prozesses, für die Prozessoptimierung durch Betriebsanalyse und die Entwicklung innovativer Automatisierungskonzepte heran. Mit diesem Wissen realisieren wir für Ihren Prozess eine Anlagenüberwachung und Anlagensteuerung als Fernüberwachung in Echtzeit.

Dabei wählen wir die notwendigen Sensoren und Aktoren so aus, dass auch die richtigen Daten zur Steuerung der Anlage erhoben werden. Um Kosten für aufwändige Messtechnik, beispielsweise Durchflusssensoren, zu sparen, entwickeln wir dabei auch Softsensoren. Diese können mithilfe der richtigen Programmierung die erforderlichen Daten aus bereits erhobenen Messpunkten berechnen.

Darüber hinaus entwickeln wir Modelle, sogenannte digital twins, mit deren Hilfe wir eine simulationsunterstützte Steuerung programmieren können, um ihren Prozess zu optimieren. So ist es möglich, Prozessparameter dynamisch zu variieren, um beispielsweise Energieeintrag zu minimieren bzw. Produktertrag zu maximieren.

Anlagenplanung: Design und Szenarienbewertung durch Prozesssimulation

Wir legen Ihre Anlage mit den benötigten Anlagenkomponenten aus. Hierzu bilanzieren und modellieren wir Ihre Prozesse anhand von Massen- und Energiebilanzen. Dabei greifen wir auf Methoden der physikalischen Modellierung zurück, setzen bei Bedarf aber auch KI-Tools oder hybride Modelle ein. Anhand von Prozesssimulationen können wir die Effizienz ihrer geplanten Anlage vorhersagen und so die Wirtschaftlichkeit Ihres Projekts erhöhen. Für den optimalen Betrieb von Anlagen sind oft auch nicht vorhersagbare Parameter entscheidend: durch unterschiedliche Standorte, Jahreszeiten oder Wetterverhältnisse werden Anpassungen der Prozessführung erforderlich. Diese dynamischen Daten können in unsere Berechnungen (MatLab/Simulink) einfließen und so sind wir in der Lage, mit unseren Simulationen Prognosemodelle für verschiedene Szenarien zu generieren.