Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Knowledge modelling for rule-based supervision and control of production facilities
    ( 2008)
    Schreck, G.
    ;
    Lisounkin, A.
    ;
    Krüger, J.
    The technological complexity of modern production facilities and the increasing demands on operation procedures result in new tasks and requirements for automation solutions and operating staff qualification. On the one hand, supervision and control systems must assign tasks which have been carried out by operators - e.g. operative planning of resources, scheduling of maintenance, operation tuning. On the other hand, the operating principles and techniques must become more objective; operating experience and knowledge should be more easily collected, conserved and disseminated. The general objective of this paper is to develop methods and techniques for these issues. The studied approach is based on integrated use of several formalizations of facility operation knowledge - mathematical modelling, data-driven methods, and scenario-oriented supervision and control routines. Here, facility events in the past are classified by means of Data Mining. Cause-and-effect relations between process states and phenomena are expressed by equations. Facility operation routines are modelled in the form of 'if-then' scenarios. The functional chain, which begins with operator knowledge acquisition and moves to knowledge and facility modelling and finally to their integration into a real Supervisory Control and Data Acquisition system, have been implemented and tested for a water treatment and supply plant. Entnommen aus TEMA
  • Publication
    Simulation based training and assistant systems for biogas facilities
    ( 2006)
    Lisounkin, A.
    ;
    Sabov, A.
    ;
    Schreck, G.
    ;
    Krüger, J.
  • Publication
    Modellierung und Simulation elektrochemischer Beschichtungsprozesse im produktionstechnischen Umfeld
    ( 2006)
    Lisounkin, A.
    Der maßgeschneiderte, funktionsgerechte elektrochemische Beschichtungsprozess wird immer komplexer. Die hierzu eingesetzten Verfahren erfordern eine hohe Prozessbeherrschung und müssen immer stärker an die produktionstechnische Umgebung angepasst bzw. in die Produktionsabläufe integriert werden. In diesem Zusammenhang müssen folgende Aspekte besonders beachtet werden: 1. Gesicherte Qualität der Beschichtung im Bezug auf ihre funktionalen Anforderungen. 2. Optimierung der Prozessbedingungen und -führung (z.B. optimierte Zellengeometrie und Hydrodynamik. 3. An den Beschichtungsprozess angepasste Gestaltung der vor- und nachgelagerten Fertigungsschritte. 4. Optimale Integration des Beschichtungsprozesses in die Produktionsumgebung. In den meisten Anwendungen wird die Qualität einer Beschichtung über die Schichtdickenverteilung auf dem Werkstück bewertet. Einer den komplexen Anforderungen der Beschichtung gerecht werdende Betrachtung der Schichtqualität beinhaltet außerdem weitere Bewertungskriterien, die die Funktion der Schicht in der Zielanwendung wiedergeben (z.B. Einfluss der Rissbildung auf den Korrosionsschutz). Die Phänomene, die die Schichtentstehung im Wesentlichen bestimmen, sind neben den allgemeinen Prozessparameter (Elektrolytstreufähigkeit, Stromstärke, etc.) die Prozessdynamik, die Schichtmorphologie (Kristallwachstum, Keimbildung), der Stofftransport und die Hydrodynamik sowie die Geometrie (Beschichtungszellen, Werkstück). Eine adäquate Berücksichtigung der genannten Phänomene ist für die sichere, effiziente und wirtschaftliche Umsetzung von Beschichtungsprozessen von entscheidender Bedeutung. Dabei stellt sich die Frage nach einer umfassenden computergestützten Simulation zum Engineering. Im Forschungsvorhaben wurde der Ansatz verfolgt, die Bildung typischer Schichtmorphologien als Funktion des lokalen Schichtpotenzials bzw. der Stromdichte zum Bestandteil eines ganzheitlichen Simulationsszenarios zu betrachten und für die praktische Nutzung einzusetzen. Im Modellierungsansatz wurde ein gleichungsbasiertes Grundmodell mit einem experimentell gestützten phänomenologischen Modell für die Schichtmorphologie überlagert. Die vorgeschlagene Methodik ist mit Hilfe von kommerziellen Solver für FEM bzw. BEM Problemstellungen umsetzbar.
  • Publication
    Integrated knowledge and simulation-based facility supervision and control
    ( 2006)
    Schreck, G.
    ;
    Lisounkin, A.
    ;
    Krüger, J.
  • Publication
    Knowledge acquisition from historical data for case oriented supervisory control
    ( 2005)
    Lisounkin, A.
    ;
    Schreck, G.
    ;
    Schmidt, H.-W.
  • Publication
    Interaction of process algebra and network algebra models for technical network supervision
    ( 2005)
    Lisounkin, A.
    Due to a dramatic increase of the complexity of technical facilities, supervision, diagnostics, and control tasks are becoming more and more the subject of formal modeling and simulation. Formal approaches use algebraic systems as the formal basis for modeling and model calculus. The use of heterogeneous modeling structures means, that different algebraic systems may be involved. Given this, interaction of the algebraic systems within a model calculus must be considered. This paper is devoted to algebra-based modeling for technical networks. The focus of the paper is on use of process algebra and network algebra systems in a common context, e.g. for the resource management task. The technique developed in this study has been used for modeling and supervision related to water, oil, gas, and electrical power distribution networks.
  • Publication
    Knowledge modeling and processing for supervision of process facilities
    ( 2005)
    Krüger, J.
    ;
    Lisounkin, A.
    ;
    Sabov, A.
    ;
    Schreck, G.
    ;
    Pocher, M.
    Supervision of process facilities is a complex task which objective is to provide an efficient facility operation exploiting tolerances and variations of the process technology as well as workspaces and limitations of the technical components. In its dynamic phases, any technological facility may behave rather like an active and sometimes unpredictable system. That is why advanced process super-vision and control systems increasingly include model-based and rule-oriented components to support facility operators in processing of tasks. This paper discusses the modeling of supervision tasks for technical facilities with a network structure. The facility super-vision knowledge is represented in the form of "if-then" objects and operation patterns. For such distribution networks as gas, water, oil, and energy supply, a general data model and simulation-based architecture for a rule-based decision support system was developed.
  • Publication
    Construction of verified models for systems construction of verified models for systems represented as networks
    ( 2004)
    Yagüe, A.
    ;
    Alarcon, P.
    ;
    Garbajosa, J.
    ;
    Lisounkin, A.
    ;
    Schreck, G.