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Smart Process Chain: Industrie 4.0 umgesetzt auf Batch-Prozesse

 

Nach aktuellem Stand der Technik werden in der Prozessindustrie zum einen einzelne Teilprozesse einer Prozesskette unabhängig voneinander geregelt. Zum anderen ist eine vollständige Inlineprüfung der Produkteigenschaften nach jedem Prozessschritt nur in wenigen Fällen möglich. Beides hat zur Folge, dass Prozessschwankungen unentdeckt bleiben. Für einen Weltmarktführer in der Elastomer verarbeitenden Industrie entwickelt Industrial Science ein adaptives Automatisierungskonzept auf Basis eines hybriden Sensornetzwerks (Messdaten + Modelle → realer Sensor + Softsensor) zum prozessübergreifenden Qualitätsnachweis und zur systematischen Optimierung der Prozessparameter für die Herstellung von standortübergreifend reproduzierbaren High-End Elastomerprodukten. Adaptiv bedeutet offen, lernfähig und skalierbar, ganz im Sinne von Industrie 4.0.

 

Ziel: Erschaffung einer Infrastruktur, um Prozessgüte und Produktqualität nachzuweisen und Erarbeitung eines lernfähigen Systems, um Prozesswissen zu steigern und gewinnbringend in globale Qualitätssicherung, Ressourceneffizienz und Customizing einzusetzen.

 

Methode: Modularisierung der Prozesskette, Datenerfassung und hybride Modellierung (realer Sensor + Softsensor) zur Generierung von Prozesswissen, Bereitstellung und Verarbeitung von Information in Form von prozessübergreifender Regelung, Monitoring bis zur Entwicklung neuer Geschäftskonzepte.

 

Herausforderung: Viele Prozesse sind geprägt durch nichtlineares Materialverhalten. Die Konsequenz ist zum einen, dass die physikalisch-chemischen Modellierungsansätze häufig aufgrund unbekannter Einflussgrößen an ihre Grenzen stoßen. Zum anderen können wichtige Gütekriterien, auch unter Laborbedingungen, nicht direkt oder inline gemessen werden. Damit ist die Qualität hochgradig abhängig vom Bedienpersonal. Die elegante Lösung hier ist die Softsensorik mit geschickten hybriden Modellierungsansätzen.

 

Vorgehensweise: Der erste Schritt ist eine Bestandsaufnahme, d.h. die Analyse Ihrer Prozesskette und der relevanten sowie verwandten Technologien. Für die Bewertung des Status quo und die Synthese einer bedarfsgerechten Infrastruktur nutzen wir unser Know-how und Ihre langjährige Produkt- und Prozesserfahrung. Ihr roter Faden ist unser 5M-Konzept:

 

MODULARIZE      Analytische Trennung in handhabbare Teilprozesse!

 

MEASURE             Substituierung von offline Messung durch online Messung!

 

MINE                     Nutzung eines standardisierten Datenformats für Datenablage, Auswertung
                               und Bereitstellung!

 

MODEL                 Ergänzung der realen Sensoren durch modellbasierte Softsensoren zu einem
                              Netzwerk!

 

MINIMIZE             Minimierung der Prozessunsicherheit durch adaptive, modellbasierte Regelung
                               und Monitoring!

 

Wir entwickeln das Konzept und setzen es um bzw. begleiten Sie bei dessen Integration in Ihre vorhandene Infrastruktur. Der Abschluss ist ein Proof-of-Concept anhand von gemeinsam zu Beginn definierten Szenarien.
 

Kundennutzen: Es bleiben keine Wünsche übrig! Die verketteten Prozesse werden online dokumentiert, besser verstanden und intelligenter gemacht. Dadurch wird nicht nur die Ausschussrate erheblich gesenkt (Ressourcen- und Energieeffizienz, globaler Qualitätsstandard unabhängig vom Bedienpersonal) und die Anlagenverfügbarkeit erhöht sondern auch eine hohe Agilität bei der Skalierung Prototype to Production sowie bei Customizing erzielt (Lean Development). Davon profitieren unser Kunde und seine Kunden! 

 

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