Eine Softwareumgebung zur Modellierung, Simulation und Produktionsplanung von Pipeless plants

Bei der Herstellung von Feinchemikalien, Klebstoffen, Farben, etc. ist ein Trend erkennbar hin zu kleineren Produktionsvolumina bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Qualität. Häufig werden diese Produkte durch Chargenprozesse in rezepturgesteuerten Mehrproduktanlagen hergestellt. Allerdings stößt selbst dieser Anlagentyp an seine technischen Flexibilitätsgrenzen. Rohrlose Anlagen oder Pipeless Plants sind eine modularere Alternative zu traditionellen Mehrproduktanlagen. Die Besonderheit besteht darin, dass der Transport der Stoffe nicht in Rohrleitungen, sondern mittels fahrbarer Behälter erfolgt. Die Prozessschritte werden nacheinander an fest in der Anlage installierten Stationen durchgeführt. Sowohl während der Anlagenplanung als auch des Betriebs resultiert aus der erhöhten Modularität eine große Zahl diskreter Entscheidungsvariablen, die den unterstützenden Einsatz von Simulationssoftware sinnvoll machen. Das in dieser Arbeit entwickelte Programmpaket PPSiM - Pipeless Plant Simulation - ist eine Modellierungs- und Simulationsumgebung, die auf die spezifischen Charakteristika von Pipeless Plants zugeschnitten ist. PPSiM ermöglicht eine komfortable graphische Modellierung gemäß dem im Standard IEC 61512-1 definierten Modellierungskonzept für Chargenprozesse. Die ereignisdiskrete Simulation berücksichtigt nicht nur die verfahrenstechnischen Prozessschritte, sondern auch auf detaillierter Ebene das Routing der mobilen Behälter. Konfliktfreie Fahrtrouten werden automatisch durch einen Ansatz aus der Graphentheorie berechnet. Die notwendige Zuteilung der Ressourcen bei der Produktionsplanung kann manuell oder automatisch erfolgen. Der simulationsgestützte automatische Zuteilungsalgorithmus berechnet zulässige Apparatekombinationen für die einzuplanenden Prozessschritte und evaluiert die Kombinationen anhand der Ergebnisse der Prozess und Routingsimulation.