Modulare Verfahrenstechnik
Die Verfahrenstechnik steht vor einem tiefgreifenden Wandel. Kleinere Losgrößen, steigende Produktvielfalt und der Bedarf an schnell anpassbaren Produktionsanlagen verlangen nach neuen Konzepten für Planung, Betrieb und Weiterentwicklung industrieller Anlagen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Modularisierung von Produktionssystemen: Einzelne Verfahrensschritte werden durch spezialisierte Process Equipment Assemblies (PEA) realisiert, aus denen sich Gesamtprozesse zusammenschalten lassen. Diese Zusammenschaltung passiert nicht nur physisch über festgelegte Schnittstellen, sondern auch auf der Steuerungsebene (Process Orchestration Layer) über die standardisierte Automatisierungsschnittstelle Module Type Package (MTP).
Projektziele
In REUNION arbeiten Zulieferer, Betreiber, Universitäten und Genehmigungsbehörden zusammen, um die Anforderungen an solche Module zu klären und anschließend in die Praxis umzusetzen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Verknüpfung von Forschung und industrieller Anwendung. Die neu- und weiterentwickelten Module werden MTP-automatisiert und ihre Energieeffizienz über Energie-KPIs transparent gemacht. Dabei soll auch der MTP-Standard weiterentwickelt werden. Die Kompatibilität verschiedener Module wird in gemeinsamen Aufbauten nachgewiesen. Die Weiterentwicklung des MTP mit Energie-KPIs und die Einbindung in die Prozess Orchestration Layer wird an Demonstratoren umgesetzt und verifiziert. Die Dokumentation der Module erfolgt nach den FAIR (findable, accessible, interoperable, reusable) Prinzipien und ermöglicht eine flexible Prozessentwicklung und Genehmigung von modularen chemischen Anlagen.
REUNION am FST
Unsere Forschung untersucht, wie modulare Anlagen nicht nur technisch realisiert, sondern auch systematisch beschrieben, vernetzt und optimiert werden können. Im Zentrum steht dabei die Entwicklung semantischer, maschinenlesbarer Dokumentation, die über den gesamten Lebenszyklus von Anlagen nutzbar bleibt. Hierfür werden Informationen in Wissensmodelle überführt und in einer Graphendatenbank verknüpft, um Datenzugriffe für unterschiedliche Stakeholder wie PEA-Hersteller, Automatisierer, Betreiber modularer Anlagen und Genehmigungsbehörden zu ermöglichen.
Auf dieser Grundlage entwickeln wir Ansätze zur Auswahl, Verschaltung und zum Betrieb modularer Anlagen, die technische, organisatorische und informationstechnische Aspekte gemeinsam berücksichtigen. So entstehen Werkzeuge, mit denen modulare Produktionssysteme nicht nur flexibler, sondern auch transparenter und nachhaltiger gestaltet werden können. Damit leisten wir einen Beitrag zur wissenschaftlichen Fundierung und praktischen Umsetzung modularer Verfahrenstechnik als Schlüsseltechnologie der zukunftsfähigen Produktion.
