Vereinfachte Prozessmodellierung für technische Prozesse

Neben den rechen­auf­wen­di­gen CFD oder FEM Simu­la­ti­ons­me­tho­den ist es häu­fig not­wen­dig bezie­hungs­wei­se sinn­voll tech­ni­sche Pro­zes­se durch ver­ein­fach­te Pro­zess­mo­del­lie­rung abzu­bil­den. Typi­sche Ein­satz­ge­bie­te von ver­ein­fach­ten Pro­zess­mo­del­len wären dabei zum Beispiel:

  • Schnel­le Simu­la­ti­ons­mo­del­le für die Betriebs­pla­nung bestimm­ter Anla­gen oder Prozesse
  • Berech­nung von Rand­be­din­gun­gen für Mate­ri­al­ei­gen­schafts­mo­del­le zur Qualitätssicherung
  • Opti­mie­rung von Regelparametern
  • Model­le für Onlineregler

Gene­rell exis­tie­ren meh­re­re Model­lie­rungs­an­sät­ze aus denen je nach Anfor­de­rung an das Pro­zess­mo­dell gewählt wer­den kann. Typi­sche Model­lie­rungs­an­sät­ze sind dabei sowohl der Ein­satz phy­si­ka­li­scher Glei­chun­gen als auch der Ein­satz Metho­den künst­li­cher Intel­li­genz oder Regres­si­ons­tech­ni­ken sowie Misch­for­men aus bei­den Ansätzen.

Ein neue­rer Ansatz sind die soge­nann­ten Redu­cing Order Methods bei denen ein ent­wi­ckel­tes 3D Modell mit Hil­fe mathe­ma­ti­scher und rechen­in­ten­si­ver Metho­den auf ein ver­ein­fach­tes Modell redu­ziert wird. Die­se Metho­den sind Bestand­teil der­zei­ti­ger For­schung und wer­den in der nähe­ren Zukunft zuneh­mend an Bedeu­tung gewinnen.

Zudem bestehen diver­se Mög­lich­kei­ten Resul­ta­te von CFD-Simu­la­tio­nen auf­zu­be­rei­ten und in ver­ein­fach­ten Model­len als Rand­be­din­gungs­pa­ra­me­ter zu ver­wen­den. Dies ist aller­dings nur für eine gerin­ge Anzahl vari­ie­ren­der Para­me­ter in der CFD Simu­la­ti­on möglich.

Beispiele

Im Fol­gen­den erfolgt eine kur­ze bespiel­haf­te Über­sicht über ver­schie­de­ne Arten und Anwen­dun­gen von Prozessmodellen: