Transferzentrum »Verfahrenstechnik / Chemie«

Häufig gibt es zwischen modellgestützten Planungsdaten von Prozessanlagen und den real beim Anlagenbetrieb erfassten Prozessdaten substanzielle Unterschiede, deren Klärung für die Weiterentwicklung der Prozesse von hoher Relevanz ist.

Die scheinbar naheliegende Nutzung von Standardverfahren des Machine Learning ist hier nicht zielführend, da die aufwendige Sensorik und Analytik in Produktionsanlagen in der Regel das Input-Output-Verhalten nur unvollständig erfasst und darauf basierend nur bedingt erlernbar ist.

Deshalb ist es das wesentliche Ziel, durch die stark interdisziplinäre Zusammenarbeit im Transferzentrum »Verfahrenstechnik / Chemie« derartige systematische Lücken durch Modelle zu schließen und somit die Entscheidungsunterstützung und die Prozessentwicklung in der chemischen Industrie voranzutreiben.

Schwerpunkte auf einen Blick

  • Entscheidungsunterstützung in chemischer Industrie 
    • Robuste Prozessdesigns
    • Optimalsteuerung
    • Konzeptionelles Prozessdesign zum Lösen multinärer Trennaufgaben
  • Optimierte Auslegung  in der Trenntechnik (Destilllation, Filtration, Separation, Aufbereitung) und in der Reaktionstechnik (Katalyse, Elektrochemie)
    • Multiskalen-Auslegung von Trennapparaten 
    • Mikrostrukturauslegung katalytischer Prozesse
    • Kooperative Promotionen zu MSO in der Reaktionstechnik

In Industriekooperationen eingebrachte Kompetenzen

  • MESH-basierte Implementierung von Trenn- und Syntheseapparaten, z.B. reaktive Batchdestillationen, multiple Trennwandkolonnen, chemische und biotechnologische Apparate
  • Integration von maschinellen Lernverfahren und informierten KI-Verfahren
  • Schnittstellen zu kommerziellen Fließbildsimulatoren
  • Entscheidungsunterstützung bei konkurrierenden Zielfunktionen
  • Entscheidungsunterstützung unter Unsicherheiten, mehrstufige Optimierungsaufgaben
  • Robustheit/Resilienz als Zielfunktion
  • Modellbasierte Versuchsplanung
  • Bayes-Verfahren zur Optimierung und Versuchsplanung von Prozessen, Software-in-the-loop

Öffentlich geförderte Projekte

  • Smart-Form: mit Künstlicher Intelligenz die Entwicklung von Nanomedikamenten beschleunigen
  • BatCAT: Erstellung eines digitalen Zwillings für die Batterieherstellung, der datengesteuerte und physikalisch basierte Methoden integriert

Kooperationen

Wir arbeiten unter anderem zusammen mit der BASF, Bayer, Evonik, Lonza, Merck und Umicore.