Hybride Simulationsumgebung

Die entwickelte hybride Simulationsumgebung ist im Grundprinzip ein ``virtueller'' biochemischer oder lebensmitteltechnologischer Betrieb. Standard Open Source Software wurde zusammen mit selbstentwickelten Programmen zu einem Software-Toolkit zusammengefügt, um unterschiedliche Modellierungsansätze zu kombinieren und in einem Prozessabbild zu realisieren. Dabei ist Art und Umfang des Abbilds vollkommen flexibel, es kann beispielsweise die komplette Produktion abgebildet werden oder auch nur das Energienetzwerk mit seinen Erzeugern und Verbrauchern herausgegriffen werden. Lösungen und Vorschläge für Planungsprobleme bezüglich Kapazität, Scheduling, Energiemanagement und ähnlichem werden in der Grundidee wie folgt berechnet.

Die Abstraktions- und Steuerungsschicht bestimmt die zu berechnenden Kombinationen, Sequenzen oder Varianten und legt, optional unter zu hilfenahme von Suchalgorithmen (z.B. genetische oder Tabu Suche), den Suchraum fest. Dieser Suchraum wird an den ``virtuellen'' Betrieb zur Simulation und Bewertung übermittelt. Alle Zustände der Simulation werden in einer Datenbank festgehalten. Ausgehend von den aufgezeichneten Daten werden, je nach vorher festgelegten Optimierungsparametern, Berichte und zusammenfassende Auswertungen generiert (vgl. Abbildung, klicken vergrößert)

In der hybriden Simulationsumgebung werden zeitdiskreten und kontinuierlichen Ansätze mit Hilfe der objektbasierten Referenznetze integriert. Die Referenznetze repräsentieren den zeitdiskreten Teil, einzelne Ereignisse, Resourcen und Bedingungen oder Beschränkungen, sowie Schrittketten von Prozessen. Benötigte Parameter von kontinuierlichen Prozessen - Fermentationszeiten, Inhaltsstoffe, Dampferzeugung - werden von der Abstraktions- und Steuerungsschicht durch ihre Anbindung an Fuzzysysteme, künstliche neuronale Netze und andere Modellierungsansätze zur Verfügung gestellt. In der anderen Richtung werden Schlüsseldaten, die von den kontinuierlichen Modellierungsansätzen benötigt werden, z.B. Rohstoffe, Zustände und Bedingungen, von den Referenznetzen aus über die Abstraktions- und Steuerungschicht übermittelt.

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