BAP-KLX: Bananenprozessoptimierung - Prozessstabilisierung von unreifen Prozessen und Optimierung an Hand von Nachhaltigkeitskriterien in Elektrolyseur-Produktionsanlagen

Abstract

In der Industrie wächst die Summe an Herausforderungen: kürzere Planungs- und Inbetriebnahmezeiten, Marktschwankungen, Lieferkettenprobleme, eine immer höhere Zahl von Produktvarianten, steigender kompetitiver Kostendruck, neue Technologien oder die hohe Komplexität auf Grund von neuen/wenig bekannten Produkten. Zwei aktuelle Beispiele sind die Massenfertigung von Elektrolyseuren und Hochvoltbatterien, da dort komplexe und wenig bekannte Prozesse und teure Elemente verarbeitet werden. Aber auch das im Alltag allgegenwärtige Thema Nachhaltigkeit treibt die Industrie und Wissenschaft um. Dies ist eine weitere Dimension im komplexen Geflecht der Anforderungen, Zielgrößen und Möglichkeiten bei hochautomatisierten komplexen Produktionsanlagen. Anlagenplaner können Produktionsprozesse daher jetzt und in Zukunft kaum noch vollständig und fehlerfrei ausspezifizieren. Diese so genannten Bananenprozesse gehen also unreif in den Anlauf und den Betrieb und müssen dort weiter reifen. Hierfür sollen als Basis Informationen aus der Virtuellen Inbetriebnahme weiter genutzt werden. Der dynamische Digitale Zwilling der Anlage, der in der Virtuellen Inbetriebnahme aufgebaut wird, wird in der Anlaufphase und im Betrieb zum Digitalem Schatten. Die so gesammelten Information aus dem Engineering, aber auch aus dem Produktionsprozess sollen aufbereitet und mit weiteren Informationen überlagert werden, um clevere Analysen für die Optimierung der Elektrolyseur-Stack-Fertigungsanlagen auf Nachhaltigkeitskriterien zu realisieren. Die Daten sollen visuell dargestellt werden, um durch interaktive visuelle Schnittstellen das analytische Schlussfolgern zu unterstützen und zu erleichtern. Um die kombinierten Information (Anlagentopologie, Zeitreihendaten, CO2-Fußabdruck) auch für weitere Ansätze und Methoden nutzbar zu machen, werden sie basierend auf Standards (z.B. AutomationML) exportiert. Die entwickelten Konzepte und Methoden sollen an Hand von Softwaremodulen gekoppelt mit so genannten Digitalen Schatten von Produktionsanlagen der Industrie (speziell für die Entwicklung und Aufbau neuer Elektrolyseur-Stack-Produktionsanlagen) angeboten werden. So können Anlagenbetreiber von Elektrolyseur-Fertigungsanlagen bei der Stabilisierung und Optimierung unterstützt werden.