ORCA - Effiziente Orchestrierung modularer Anlagen
PROJEKTINFORMATION
Projektdauer: 11/2017-10/2020
Projektmanager: Prof. Dr.-Ing. Leon Urbas
Finanzierung: BMWI
Projektpartner:
ABB AG – Forschungszentrum Deutschland, Ladenburg
Evonik Technology & Infrastructure GmbH, Hanau & Marl
Sartorius Stedim Systems GmbH, Guxhagen
X-Visual Technologies GmbH, Berlin
Technische Universität Dortmund (Fakultät BCI), Dortmund
Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
PROJEKTBESCHREIBUNG
Die chemische Industrie gehört zu den Wirtschaftszweigen in Deutschland, die am energieintensivsten produzieren und in deren Produktionsverfahren noch immer erhebliche Energieeinsparpotentiale liegen. Dabei muss man zwischen der schon jetzt kontinuierlich und sehr energieeffizient betriebenen petrochemischen und Basischemikalienproduktion und der Pharma-, Fein- und Spezialchemikalienproduktion unterscheiden. Letztere erfolgt immer noch vorwiegend im Batchbetrieb in Mehrproduktanlagen mit einer Jahresproduktion von oft nur wenigen Tonnen. Solche Produktionsprozesse in kleinem Maßstab entziehen sich auf-grund der wachsenden Differenzierung derzeit vor allem aus wirtschaftlichen Gründen einer energetischen Optimierung.
Die Umstellung der Produktion von derzeit im Batchverfahren hergestellten Erzeugnissen in eine kontinuierliche Fahrweise beherbergt das Potential für enorme Effizienz. Vor allem wenn die verwendeten Apparate wiederverwendbar sind und die Produktion in modularen Anlagen erfolgen kann, bei denen Module in einfacher Weise ausgetauscht und Produktionskapazitäten flexibel angepasst werden können.
Hierbei sind allerding noch einige Hürden zu nehmen, wie eine ausreichende Anzahl an geeigneten Apparaten oder auch eine Standardisierung, die die Verwendung solcher Apparate als Module erlaubt. Zudem sind Automatisierungstechnik und Datenverarbeitung vonnöten, welche eine einfache und intelligente Zusammenarbeit der einzelnen Anlagenteile erst ermöglichen.
In der Initiative ENPRO haben sich große Akteure der deutschen chemischen Industrie mit Vertretern von Anlagenbetreibern, Modul- und Submodulherstellern, Modulautomatisierern, Systemintegratoren und Hochschulen zusammengetan um diese Problemstellungen zu bearbeiten. Es werden gemeinsame Konzepte entwickelt um Apparate modular aufbaubar, intelligent und flexibel zu gestalten.
Das Projekt ORCA erarbeitet Methoden, Modelle und Werkzeuge für die Orchestrierung und virtuelle Inbetriebnahme modularer Anlagen und demonstriert die Anwendbarkeit in Referenzimplementierungen.
Neben dem automatisierten Einbinden von Diensten und Bedienbildern eines intelligenten Moduls in ein übergeordnetes System, dessen grundsätzliche Machbarkeit schon gezeigt wurde, sollen in diesem Projekt diejenigen Aspekte behandelt werden, die eine automatisierte und vollständige Inbetriebnahme einer aus mehreren Modulen bestehenden Teilanlage ermöglichen.
