ICSTCC Best Paper Award geht an Herrn Alexander Rose

Co-Autoren des Papers sind Prof. Dr.-Ing. Martin Grotjahn, Dr.-Ing. Axel Schild (IAV) und Dr.-Ing. Bennet Luck (IAV).

Das Paper entstand im Zusammenhang mit dem vom Europäischen Fonds für regionale Förderung (EFRE) geförderten Projekt „Prädiktive Optimalsteuerung energieintensiver Produktion (PrOP)“. Im Fokus des Projektes PrOP steht die Steigerung der Energieeffizienz industrieller Produktionsprozesse durch die Kombination von Methoden des maschinellen Lernens und der Echtzeit-Optimalsteuerung. An dem Projekt PrOP sind neben der Hochschule Hannover drei regionale Unternehmen beteiligt.

Inhalt des Papers

In dem Paper wird ein Ansatz zur optimalen Steuerung (feedback-corrected optimal scheduling) am Beispiel der Reduktion des Energiebedarfs des Mischprozesses einer Eisengießerei vorgestellt.

In der Eisengießerei produzieren zwei parallele Mischer chargenweise Formstoff zur Herstellung der Gussformen für den Gussprozess. Der Formstoff wird in mehreren Bunkern zwischengepuffert. Wobei der Bedarf an Formstoff, beispielsweise aufgrund von Produktionsschwankungen, variiert. Ab- bzw. Anschalten der Mischer benötigt Zeit und Energie. Daher werden die Mischer, auch bei geringem Formstoffbedarf, konventionell im Leerlauf betrieben, anstatt abgeschaltet zu werden. Somit resultieren aus den Bedarfsschwankungen Leerlaufphasen, in den die Mischer Energie verbrauchen ohne Formstoff zu produzieren.

Der neuartige Ansatz ermöglicht die modellbasierte Steuerung der Formstoffmischer in Echtzeit. Dabei werden in dem Ansatz die Prozesszeiten, die gepufferte Formstoffmasse in den Bunkern und der Formstoffbedarf erfasst. Das Ziel ist die Minimierung des Gesamtenergiebedarfs des Mischprozesses. Zudem werden neben dem Energiebedarf im Leerlauf und beim Starten der Mischer auch zusätzliche Aspekte, wie Verschleiß der Getriebe beim Starten der Mischer, berücksichtigt. Im Vergleich zur konventionellen Steuerung führt die optimale Steuerung zu einer Verringerung des Energieverbrauchs von etwa 6,5 %.

Zum Award-Gewinner

Herr Alexander Rose hat seinen Bachelor of Engineering Mechatronik (dual) an der Hochschule Hannover im Jahr 2016 als Jahrgangsbester abgeschlossen. Seinen Master of Science Mechatronik an der Leibniz Universität Hannover schloss er im Jahr 2018 mit Auszeichnung und mit Ehrung durch den Dr. Jürgen Ulderup Preis ab. Derzeit ist Herr Alexander Rose wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe „Advanced Control“ am Institut für Konstruktionselemente, Mechatronik und Elektromobilität (IKME) der Fakultät II – Maschinenbau und Bioverfahrenstechnik der Hochschule Hannover und promoviert an der Fakultät für Maschinenbau der Leibniz Universität Hannover. Die Betreuung seiner Promotion an der Hochschule Hannover übernimmt Herr Prof. Dr.-Ing. Martin Grotjahn, Vizepräsident für Forschung, Entwicklung und Transfer, Weiterbildung sowie Leiter der Arbeitsgruppe Advanced Control an der Hochschule Hannover.