Der Erfolg in der modernen Industrie hängt heute mehr denn je von der nahtlosen Integration von Maschinen, Prozessen und smarten Systemen ab. Unsere Arbeitsgruppe liefert hierfür die entscheidenden Werkzeuge: Durch die Verknüpfung von fortschrittlicher Regelungstechnik und innovativen Energieversorgungskonzepten optimieren wir Ihre Abläufe ganzheitlich. So machen wir komplexe industrielle Prozesse nicht nur transparenter, sondern bereiten den Weg für eine nachhaltige und profitable Wertschöpfung.

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Softsensorik: Messen, wo Hardware an Grenzen stößt

Überwachen und steuern Sie kritische Prozessgrößen präzise, auch wenn direkte Messungen technisch schwierig oder wirtschaftlich nicht darstellbar sind. Durch den Einsatz moderner Sensortechnologien und KI-gestützter Datenanalyse entwickeln wir für Sie virtuelle Sensoren (Softsensoren). Diese lassen sich nahtlos in Ihre bestehenden Prozessleitsysteme integrieren, um eine lückenlose Transparenz Ihrer Anlagen zu gewährleisten – ohne teure Hardware-Investitionen.

Präzise Zustandsüberwachung durch intelligente Filterung

Hier im Beispiel nutzt der Algorithmus (der „Unscented Kalman Filter“) ein physikalisches Modell Ihrer Anlage. Er vergleicht kontinuierlich verfügbare Messdaten mit Modellvorhersagen und berechnet so die unsichtbaren Werte präzise und in Echtzeit.

Zustandsschätzung in einem System 2. Ordnung mithilfe eines "Unscented Kalman Filters"
Zustandsschätzung in einem System 2. Ordnung mithilfe eines "Unscented Kalman Filters"

Prozesssimulation: Sicherheit durch digitale Absicherung

Minimieren Sie Risiken und verkürzen Sie Entwicklungszeiten, indem Sie neue Strategien virtuell testen, bevor sie in der realen Welt implementiert werden. Wir nutzen die Prozesssimulation, um das Verhalten Ihrer komplexen Systeme exakt vorherzusagen. So optimieren Sie Ihre Regelungsalgorithmen in einer geschützten Umgebung und stellen sicher, dass Ihre Prozesse vom ersten Tag an stabil und effizient laufen.

Mathematische Modellierung für Anlagen

Mathematisches Modell eines Kreiselpumpensystems

Modellierung statt Blackbox

Statt die Pumpe nur als Blackbox zu betrachten, beschreiben wir ihr dynamisches Verhalten durch präzise mathematische Gesetzmäßigkeiten.

Virtuelle Testläufe

Durch Modellierung können Grenzsituationen (z. B. Druckstöße oder Kavitation) simulierert werden, die an einer realen Anlage zu schweren Schäden führen würden.

Algorithmus-Training

Regelungsalgorithmen können vorab perfekt eingestellt werden. So „weiß“ die Steuerung schon vor dem ersten Start der echten Pumpe, wie sie auf jede kleinste Schwankung reagieren muss.

Regelungsalgorithmen: Adaptive Intelligenz für Ihre Anlagen

Steigern Sie die Leistungsfähigkeit und Robustheit Ihrer Prozesse durch Systeme, die selbstständig auf Veränderungen reagieren. Wir entwickeln für Sie fortschrittliche Algorithmen, von der modellprädiktiven Regelung bis hin zu neuronalen Netzen. Das Ergebnis sind adaptive Steuerungen, die Ihre Prozesse kontinuierlich am optimalen Betriebspunkt halten und flexibel auf wechselnde Bedingungen antworten.

Vom mathematischen Modell zur realen Performance

Beschleunigungsverhalten einer Flüssigkeitssäule bei unterschiedlichen Drehzahlen
Beschleunigungsverhalten einer Flüssigkeitssäule bei unterschiedlichen Drehzahlen; Versuch und Modelle

Statische Systeme stoßen bei wechselnden Lasten oft an ihre Grenzen. Wie die Abbildung verdeutlicht, variiert das Systemverhalten signifikant mit der Drehzahl. Wir nutzen solche Messreihen, um adaptive Regelungsalgorithmen zu trainieren. Diese erkennen den aktuellen Betriebszustand in Echtzeit und passen die Steuerparameter autonom an. Das Ergebnis: Ein optimales Beschleunigungsverhalten der Anlage über den gesamten Drehzahlbereich hinweg. Effizient, materialschonend und zuverlässig.

Energieversorgung: Nachhaltigkeit für Quartiere und Industrie

Sichern Sie sich eine zuverlässige und zukunftssichere Energieversorgung durch die intelligente Integration regenerativer Quellen. Wir unterstützen Sie bei der Implementierung innovativer Speichertechnologien für Strom und Wärme. Unsere Lösungen sind darauf ausgelegt, nahtlos in bestehende Netze zu fließen, wodurch Sie maßgeblich zur Dekarbonisierung von Industrieanlagen, Gemeinden und urbanen Quartieren beitragen.

Vernetzte Infrastrukturen

Integration von Wärme- und Stromspeicherung im bestehenden Energienetz
Integration von Wärme- und Stromspeicherung im bestehenden Energienetz

Eine nachhaltige Energieversorgung erfordert mehr als nur die Installation von PV-Anlagen oder Windrädern. Die Abbildung zeigt unser Konzept der Sektorenkopplung: Durch die intelligente Integration von thermischen und elektrischen Speichern puffern wir die Volatilität regenerativer Quellen ab. Unsere Automatisierungslösungen steuern das Zusammenspiel zwischen Industrie, urbanen Quartieren und Erzeugern so, dass Energieüberschüsse effizient zwischengespeichert und bedarfsgerecht verteilt werden – für eine maximale Ausnutzung grüner Energie.

Häufig gestellte Fragen

Benötige ich neue Hardware für die Softsensorik?

Nein, das ist der entscheidende Vorteil. Wir nutzen Ihre bestehenden Datenströme aus dem Prozessleitsystem und berechnen die Zielgrößen virtuell. Es sind keine zusätzlichen physischen Sensoren in der Anlage nötig.

Wie sicher sind die simulierten Ergebnisse?

Unsere Modelle werden durch reale Prozessdaten validiert. Durch die Kopplung von physikalischen Gesetzen mit KI-Algorithmen erreichen wir eine Vorhersagegenauigkeit, die herkömmlichen Schätzungen weit überlegen ist.

Lassen sich die Speicherlösungen in bestehende Netze integrieren?

Ja. Unsere Forschung fokussiert sich explizit auf die Schnittstellen zu vorhandenen Strom- und Wärmenetzen, um eine nahtlose Transformation hin zu regenerativen Energien ohne Systembrüche zu ermöglichen.

Projekte im Bereich der Prozess- und Versorgungstechnik

Ansprechpartner in diesem Bereich

Name Kontakt
Johannes Göhring Johannes Göhring
M.Sc.
Dominic Häuslein Dominic Häuslein
M.Sc.
Benedikt Mumelhofer Benedikt Mumelhofer
M.Sc.