Unternehmen der Prozessindustrie sehen sich Herausforderungen bezüglich kürzerer Produktlebenszyklen und volatiler Absätze ausgesetzt. Im Kontext von Industrie 4.0 wird der Ruf nach spezifischeren und individuelleren Produkten sowie sinkenden Losgrößen vernehmbar. Die Folge dieser veränderten Bedingungen sind die Notwendigkeit der Verkürzung der time-to-market und eine wirtschaftliche Produktion unterschiedlicher Absatzmengen mit einer einhergehenden Wandlungsfähigkeit von Anlagen der Prozessindustrie.
Modularisierung ist ein Befähiger von Wandlungsfähigkeit. Vorteile ergeben sich unter anderem bei der Erhöhung von Kapazitäten durch Numbering-Up anstelle von Scale-Up sowie Flexibilität durch Rekonfigurierbar- und Erweiterungsfähigkeit von modularen Anlagen.
Innerhalb des Engineering von Anlagen und der Entwicklung von mechatronischen System sind verschiedene Gewerke beteiligt. Die Modularisierung in den Bereichen der Mechanik, Elektrik und Verfahrenstechnik ist bereits möglich. Für die Nutzung der sich ergebenden Vorteile ist eine Automatisierung notwendig, die diese Modularität und Flexibilität unterstützt. Durch die Trennung der Modulentwicklung von dem Engineering der Anlagen wird der projektabhängige Engineeringaufwand für das Engineering der jeweiligen Anlage gesenkt.
Die aktuelle Forschung an der Professur für Automatisierungstechnik beschäftigt sich in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern (u.a. ABB, WAGO, BASF, Bayer) sowohl mit der Automatisierung von Modulen (PEA – Process Equipment Assembly) als auch mit der übergeordneten Prozessführungsebene (POL – Process Orchestration Layer). Zudem engagiert sich das Institut für Automatisierungstechnik in vielfältigen Arbeitskreisen der NAMUR (u.a. AK 4.19), des ZVEI (u.a. AK 2.4.1) sowie des VDI (u.a. GMA FA 5.16) zur Standardisierung der modularen Automatisierung.
Die Entwicklung einer Schnittstelle zwischen den Modulen und der POL in Form eines Module Type Package (MTP), die Anforderungen an Module und die POL im Kontext der modularen Automation und die Steuerung modularer Anlagen werden untersucht. Hierzu gehören: Eine Methodik zum sicheren Umschalten von Modulzuständen, Methoden zur Orchestrierung der Prozess-Dienste auf Basis einer Service-orientierten Architektur und Methoden zur effizienten Kommunikation, sowohl zwischen unterschiedlichen Modulen als auch zwischen Modulen und POL. Zudem werden neue Ansätze zur Reduzierung des Engineeringaufwands entwickelt und implementiert.
Das Thema wird derzeit bearbeitet durch Herrn M.Sc. Artan Markaj, Frau M.Sc. Michelle Blumenstein
Bis zu ihrem Wechsel in die Industrie wurde dieses Thema an der Professur maßgeblich durch Herrn Dr.-Ing. Thomas Holm (WAGO Kontakttechnik) und M.Sc. Henry Bloch (Semodia) bearbeitet. Das Startup Semodia wurde von ehemaligen wissenschaftlichen Mitarbeitern (u.a. Henry Bloch) der beiden Universitäten Technische Universität Dresden und Helmut-Schmidt-Universität Hamburg ausgegründet.
Letzte Änderung: 4. November 2021