Teilvorhaben: CoMoDOS – Condition Monitoring and Diagnosis based on Online Simulations

Im Teilprojekt CoMoDOS (Condition Monitoring and Diagnosis based on Online Simulations) beschäftigt sich das IPR mit der wissenschaftlichen Fragestellung, wie parallel zu einem Prozess laufende Simulationen die Automatisierung, Überwachung und Diagnose eines komplexen technischen Systems unterstützen bzw. überhaupt erst möglich machen können. Speziell bei den Produktionssystemen, die beim ECUP3000 im Fokus stehen, ergeben sich Herausforderungen, die von komplexen Industrieanlagen oder auch klassischen Produktionsanlagen für Öl und Gas in dieser Art nicht oder in wesentlich geringerem Maße auftreten: die Datengewinnung von der Anlage kann im Betrieb nahezu ausschließlich aus installierten Sensoren erfolgen, Unterstützung durch physikalische Inspektion ist zeitnah nicht realisierbar. Die Durchführung von Wartungsarbeiten und die Untersuchung des Anlagenzustands ist extrem kostspielig und kann auf enge Zeitfenster im Jahr beschränkt sein (Wetterbedingungen, Eisgang, etc.)

Aus diesen zusätzlichen Herausforderungen neben den Forderungen nach Energieeffizienz und der möglichst geringen Beeinflussung der Umwelt ergibt sich die Notwendigkeit, die Prozesssteuerung weitestgehend zu automatisieren und so viele Diagnose- und Planungsaufgaben an der Anlage ohne direkten Eingriff zu lösen. Zu diesem Zweck sollen Modelle der Anlage verwendet werden, die den Anlagenzustand aus den Sensordaten im Rechner darstellen können.

Prinzipiell lassen sich die Arbeiten des IPR in drei grobe Bereiche aufteilen:

•  Automatisierung des Gesamtsystems und der Komponenten – hier wird das Wunschverhalten des Systems analysiert und daraus Automatisierungskonzepte für Einzelkomponenten abgeleitet. Bereits auf dieser Ebene werden integrierte Modelle eingesetzt, um die Diagnose einzelner Anlagenteile zu unterstützen.

•  Monitoring der Gesamtanlage – aus den in der Anlage erfassten Sensordaten und den zusammengesetzten Komponentenmodellen wird in diesem Schritt ein Monitoringkonzept entwickelt und implementiert. Dieses geht weit über das Sammeln und Präsentieren von Daten hinaus, vielmehr werden hier auch Information über den „Gesundheitszustand“ der Anlage und ihrer Teile abgeleitet. Eine wichtige Fragestellung ist in diesem Zusammenhang auch, wie eine Parallelführung von Modellen und realer Anlage sichergestellt und bewertet werden kann

• Integriertes Asset-Management – aufbauend auf den vorangegangen Arbeiten wird ein Framework erstellt, welches die Erstellung eines effektiven Asset-Management-Systems ermöglicht. Ziel dieses Systems wird es sein, den Betrieb und die Betriebsplanung der Anlage durch Handlungsempfehlungen und die Identifikation von Handlungsbedarf in kritischen Situationen zu unterstützen.