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OptiPlant

DFG-Projekt: Kombinierte Optimierung und Virtuelle Inbetriebnahme von materialflussintensiven Produktions­systemen mit Multiskalen-Netzwerk-Modellen (OptiPlant)

Projektbeschreibung

Die zeitdeterministische Hardware-in-the-Loop-Simulation (HiLS) von Maschinen in einem materialflussintensiven Produktions­system, wie beispielsweise aus den Bereichen der Getränke- oder Verpackungs­technik, ist vielversprechend. Allerdings erfordert die Beschreibung von virtuellen Maschinen bei der HiLS die Umsetzung von zeitdeterministischen und recheneffizienten Algorithmen. Derzeit gibt es kein Materialfluss­modell, das eine zeitdeterministische Berechnung der Dynamik von Materialflüssen mit einer großen Anzahl bewegter Objekte (im Bereich der Getränketechnik ca. 20.000 - 50.000 Flaschen pro Stunde) garantiert. Der Einsatz eines Multiskalen-Netzwerk-Modells zur Simulation des Materialflusses im Rahmen einer HiLS ist neuartig. Dies soll im Rahmen des Forschungs­vorhabens betrachtet werden. Darüber hinaus kann mit dem Multiskalen-Netzwerk-Modell mit Hilfe des Fluss­modells eine mathematische Durchsatzoptimierung des Transportsystems zum Finden des optimalen betrieblichen Durchsatzes durchgeführt werden. Durchsatzoptimierungen werden bislang nur entkoppelt von der Machbarkeit in der Realisierungs­phase durchgeführt. Darüber hinaus finden sich hier meist nur ereignisdiskrete Materialflusssimulationen, die das Anlagenlayout nicht betrachten. Im Forschungs­vorhaben soll eine der HiLS vorgeschaltete mathematische Durchsatzoptimierung auf Basis des Fluss­modells in Kombination mit einer Leistungs­erbringung im Rahmen der Virtuellen Inbetriebnahme unter Einsatz des Multiskalen-Netzwerk-Modells am realen Steuerungs­system entwickelt werden.

Schlagwörter: Virtuelle Inbetriebnahme, Durchsatzoptimierung, Multiskalen-Netzwerk-Modell

 

Projekt­partner:

Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl (Universität Stuttgart), Institut für Steuerungs­technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungs­einrichtungen (ISW)
Prof. Dr. Simone Göttlich (Universität Mannheim), Institut für Mathematik

Projektmitarbeiter:

M.Sc. Annika Kienzlen (Universität Stuttgart)
M.Sc. Jennifer Kötz (Universität Mannheim)

Finanzierung: Sachbeihilfe der Deutschen Forschungs­gemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 04/2018 - 03/2020

 

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)