Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Mathematik Prozesse in der Industrie optimieren

09.01.2008
Mit mathematischen Verfahren optimiert Siemens industrielle Prozessabläufe und macht sie dadurch rentabler. Derzeit konzentriert sich ein Team der Bergbauexperten von Industry Solutions in Erlangen und Corporate Technology (CT) in München auf die Verfügbarkeit und Energieeffizienz von Anlagen im Tagebau.

Nach den bisherigen Erfahrungen mit anderen Systemen sind Kosteneinsparungen zwischen zehn und 15 Prozent denkbar. Die höhere Effizienz trägt indirekt auch zu Energieeinsparungen bei.


Im Tagebau arbeiten Bagger mit 20 Meter großen Schaufelrädern, die kilometerlange Förderbänder befüllen und pro Tag tausende Tonnen Material bewegen. Für Betreiber solcher Förderstätten fallen für die Wartung und Instandhaltung ihrer Maschinen hohe Kosten an. Ein optimales Zusammenspiel der Komponenten kann nicht nur die Förderleistung erhöhen, sondern auch den Verschleiß und damit Wartungskosten verringern, etwa durch möglichst gleichmäßige Bewegungen knapp unterhalb der Lastgrenzen aller Teile.

Die Forscher von CT analysieren dazu sämtliche Komponenten und übersetzen deren gegenseitige Abhängigkeiten in mathematische Gleichungen und Simulationsmodelle. Mit speziell entwickelten Algorithmen erschließen sie dann das Optimierungspotential der Abläufe in der Prozesskette. Die Optimierungsmöglichkeiten einer Industrieanlage sind häufig bei weitem noch nicht ausgeschöpft, auch wenn alle Einzelkomponenten aus Effizienzgesichtspunkten bereits ausgereizt sind.

Im ersten Schritt untersuchen die Forscher Abläufe und Funktion aller Komponenten sowie deren gegenseitige Beeinflussung. Ausführliche Gespräche mit Ingenieuren und Betriebsleitern stehen deshalb am Anfang. Erst mit diesem Wissen kann das mathematische Modell einer Verfahrenskette entstehen. Dann geben die CT-Forscher in einem mathematischen Modell die Abhängigkeiten wieder und entwickeln ein Software-Werkzeug, das einen Fahrplan für optimale Prozessabläufe in der gesamten Anlage erstellt. Das funktioniert auch z.B. bei Wasserversorgungssystemen, Fertigungsstraßen oder Nahverkehrslösungen. Nach einem eingehenden Feldtest setzen schließlich spezielle Algorithmen, die in die Betriebssoftware der jeweiligen Anlage eingepflegt werden, die Optimierung in der Praxis um.

Die Experten von Siemens sind dank jahrelanger Erfahrung bestens vorbereitet: Alle bisher entwickelten Basisalgorithmen haben sie als Standardkomponenten in einer speziellen Datenbank gespeichert. Da Tagebau-Förderbänder im mathematischen Modell beispielsweise Rohrleitungen von Wasserversorgungsnetzen ähneln, können auf dieser Grundlage neue Aufgaben mit älteren Projekten abgeglichen und so häufig schnell gelöst werden. (RN 2008.01.1)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens ResearchNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

Weitere Berichte zu: Algorithmus Mathematik Prozessabläufe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Ein stabiles magnetisches Bit aus drei Atomen
21.09.2017 | Sonderforschungsbereich 668

nachricht Drohnen sehen auch im Dunkeln
20.09.2017 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften