atp magazinPub Date : 2022-08-12DOI: 10.17560/atp.v63i9.2599
Anselm Klose, Julius Lorenz, L. Bittorf, Katharina Stark, Mario Hoernicke, A. Stutz, Hannes Weinhold, N. Krink, W. Welscher, M. Eckert, S. Unland, Anna Menschner, Polyana da Silva Santos, N. Kockmann, L. Urbas
{"title":"Orchestration of modular plants","authors":"Anselm Klose, Julius Lorenz, L. Bittorf, Katharina Stark, Mario Hoernicke, A. Stutz, Hannes Weinhold, N. Krink, W. Welscher, M. Eckert, S. Unland, Anna Menschner, Polyana da Silva Santos, N. Kockmann, L. Urbas","doi":"10.17560/atp.v63i9.2599","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i9.2599","url":null,"abstract":"In Modular Automation, the orchestration creates the link between process equipment assemblies (PEA) and processes towards operation. This paper presents a general methodology, so-called type-based orchestration, on how to design a fully functional modular process plant based on the module type package (MTP). In a number of discussion rounds, the steps were identified, generalized, and formulated as a method. Existing standards were applied to describe additional required information. The resulting phases and steps, as well as the practical application, have shown that a large part of the planning can be done using only the type-information of planned modules. The type-based orchestration is later completed with instance information. The methodology was tested against a modular distillation plant from the Technical University of Dortmund.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"230 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-08-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128858051","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-08-12DOI: 10.17560/atp.v63i9.2601
M. Jakschik, Bernd Kulenkötter, Alfred Hypki
{"title":"Roboterprogrammierung mithilfe von AutomationML","authors":"M. Jakschik, Bernd Kulenkötter, Alfred Hypki","doi":"10.17560/atp.v63i9.2601","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i9.2601","url":null,"abstract":"Inmitten der Energiewende wird mit dem Leitprojekt H2Giga durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Weiterentwicklung der Wasserstoffproduktion fokussiert. Das Teilprojekt HyPLANT100 befasst sich mit der automatisiertenMontage von Elektrolyseanlagen. Im folgenden Beitrag wird ein Konzept präsentiert, welches die AutomationML-basierte Konzeptionierung und Implementierung selbstkonfigurierender Roboterprogramme für die Elektrolyseurfertigung auf Basis eines Algorithmus beschreibt. Dieser generiert aus dem spezifischen Montageplan den Programmcode für die Robotersysteme.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"67 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-08-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128278337","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-08-12DOI: 10.17560/atp.v63i9.2600
Tim Rensmeyer, S. Multaheb, Julian Putzke, Bernd Zimmering
{"title":"Using Domain-Knowledge to Improve Machine Learning","authors":"Tim Rensmeyer, S. Multaheb, Julian Putzke, Bernd Zimmering","doi":"10.17560/atp.v63i9.2600","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i9.2600","url":null,"abstract":"Machine Learning methods have achieved some impressive results over the past decade. However, this success was in large part a result of utilizing large amounts of data and growing computational resources efficiently. To extend this recent success to domains where large quantities of high-quality data are not readily available, the field of informed machine learning has emerged, which aims at integrating preexisting knowledge into machine learning models. The aim of this paper is to provide an overview of the major new developments in this field and to discuss important open problems.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-08-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129933057","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-08-12DOI: 10.17560/atp.v63i9.2588
Hannes Vietz, B. Maschler, Hasan Tercan, Christian Bitter, Tobias Meisen, M. Weyrich
{"title":"Industrielles Transfer-Lernen","authors":"Hannes Vietz, B. Maschler, Hasan Tercan, Christian Bitter, Tobias Meisen, M. Weyrich","doi":"10.17560/atp.v63i9.2588","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i9.2588","url":null,"abstract":"Trotz hoher Lösungspotenziale des maschinellen Lernens für gängige Probleme der Automatisierungstechnik finden sich in der Praxis wenig Anwendungsbeispiele. Um der Ursache hierfür auf den Grund zu gehen, zeigen die Autoren anhand von vier beispielhaften Anwendungsfällen die Hürden für konventionelles maschinelles Lernen auf und benennen Lösungsansätze mittels industriellem Transfer-Lernen. Zum großflächigen Einsatz derartiger Ansätze, fehlt es an Voraussetzungen, deren Schaffungjedoch anders als beim konventionellen maschinellen Lernen grundsätzlich möglich ist. Der Artikel schließt mit einer Betrachtung dieser Voraussetzungen und macht Vorschläge, wie sie zu erfüllen sind.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"4 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-08-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130086996","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-08-12DOI: 10.17560/atp.v63i9.2586
T. Miny, Michael Thies, Sebastian Heppner, Igor Gamaev, Leonie Möller, T. Kleinert
{"title":"Realisierung und Evaluation des Verwaltungsschalen-Metamodells","authors":"T. Miny, Michael Thies, Sebastian Heppner, Igor Gamaev, Leonie Möller, T. Kleinert","doi":"10.17560/atp.v63i9.2586","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i9.2586","url":null,"abstract":"Im Rahmen von Industrie 4.0 gilt das Konzept der Verwaltungsschale als eines der zentralen Ergebnisse. In diesem Beitrag wird das vom Lehrstuhl für Informations- und Automatisierungssysteme für die Prozess- und Werkstofftechnik der RWTH Aachen University entwickelte Python-SDK PyI40AAS zwei Jahre nach Beginn der Arbeiten vorgestellt. Es ist eine Realisierung des von der Plattform Industrie 4.0 veröffentlichten technologieneutralen UML-Modells für die Repräsentation von Informationen in der Verwaltungsschale. Zudem werden einige Design-Entscheidungen bei der Implementierung beleuchtet unddaraus Empfehlungen zur Weiterentwicklung des Metamodells abgeleitet.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"12 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-08-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114402828","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-06-23DOI: 10.17560/atp.v63i6-7.2616
J. Lorenz, E. Reichelt, R. Näke, Christopher Zschiesche, S. Kureti, Jonathan Mädler, Isabell Viedt, A. Klose, L. Urbas
{"title":"Integrierte, modulare Demonstrationsanlage zur Biowachsherstellung","authors":"J. Lorenz, E. Reichelt, R. Näke, Christopher Zschiesche, S. Kureti, Jonathan Mädler, Isabell Viedt, A. Klose, L. Urbas","doi":"10.17560/atp.v63i6-7.2616","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i6-7.2616","url":null,"abstract":"In einem auf erneuerbaren Energiequellen basierenden, sektorgekoppelten Energie- und Rohstoffsystem besteht die Notwendigkeit zur Speicherung fluktuierend anfallender elektrischer Energie. Die Speicherung in Form von chemischen Wertprodukten erfordert flexible, modulare Verfahrens- und Anlagenkonzepte. Im Forschungsprojekt ProRegional wurde eine integriertemodulare Demonstrationsanlage für die Erzeugung von synthethischem Rohöl und Wachs aus Biogas und erneuerbaren Energien untersucht, wobei die Automatisierung mit dem Module Type Package (MTP) bereits vorgedacht und anhand der virtuellenAnlage untersucht wurde.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-06-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129970367","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-06-23DOI: 10.17560/atp.v63i6-7.2611
Lena Scholz, Artan Markaj, A. Fay, D. Erdmann, Lucien Beisswenger, Lukas Lorenzen, L. Urbas, L. Bittorf
{"title":"Anforderungen an modulare Elektrolyseanlagen","authors":"Lena Scholz, Artan Markaj, A. Fay, D. Erdmann, Lucien Beisswenger, Lukas Lorenzen, L. Urbas, L. Bittorf","doi":"10.17560/atp.v63i6-7.2611","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i6-7.2611","url":null,"abstract":"Um die Energiewende in Deutschland zu beschleunigen, sind Wasserstofftechnologien ein entscheidender Faktor. Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie hat die Bunderegierung einen Grundstein für die Implementierung dieser Technologien gesetzt. In diesem Beitrag werden Vorgehen und erste Ergebnisse aus dem H2Giga-Projekt eModule vorgestellt. Es wird gezeigt, wie mithilfe des Requirements Engineerings Anforderungen an modulare Elektrolyseanlagen und deren automatisierten Betrieberhoben und aufgestellt werden können. Neben Anforderungen werden Nutzungs- und Betriebsszenarien für modulare Elektrolyseanlagen definiert. Es werden ausgewählte exemplarische Ergebnisse dargestellt und erläutert. Diese Ergebnisse bilden die Basis für die Modellierung, Simulation und Steuerung von modular aufgebauten Elektrolyseanlagen.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"33 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-06-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121417862","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-06-23DOI: 10.17560/atp.v63i6-7.2609
Jan-Philipp Beck, A. Fay
{"title":"Bewertung von Wasserstoff- Wertschöpfungsketten","authors":"Jan-Philipp Beck, A. Fay","doi":"10.17560/atp.v63i6-7.2609","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i6-7.2609","url":null,"abstract":"Der Ausbau einer globalen Wasserstoffwirtschaft schreitet immer weiter voran. Damit H2 jedoch seine Rolle als substituierender Energieträger wahrnehmen kann, ist die Betrachtung von kompletten Wasserstoff-Wertschöpfungsketten unabdingbar. Dieser Beitrag stellt eine Methode vor, um gezielt verschiedene komplette Wasserstoff-Wertschöpfungsketten miteinander vergleichen zu können, ohne dabei beim Anwender ein umfangreiches Wissen aller notwendigen Einflussgrößen vorauszusetzen. Die Methode wird eingesetzt, um exemplarisch drei Wertschöpfungsketten mit Hilfe von verschiedenen Bewertungskriterien zu bewerten.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"54 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-06-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131545981","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-06-23DOI: 10.17560/atp.v63i6-7.2606
Daniel Dittler, Pascal Häbig, Nikola Mößner, Gökhan Demirel, T. Müller, N. Jazdi, Kai Hufendieck, M. Weyrich
{"title":"Digitaler Zwilling für eine modulare Offshore-Plattform","authors":"Daniel Dittler, Pascal Häbig, Nikola Mößner, Gökhan Demirel, T. Müller, N. Jazdi, Kai Hufendieck, M. Weyrich","doi":"10.17560/atp.v63i6-7.2606","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i6-7.2606","url":null,"abstract":"Die Produktion von Wasserstoff und Folgeprodukten unter Nutzung erneuerbarer Energien gilt als großer Hoffnungsträger für das Erreichen einer Klimaneutralität. Im Rahmen des Leitprojekts H2Mare soll der Betrieb einer Offshore-Plattform für Power-to-X-Produktionsprozesse erforscht und erprobt werden. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst das Projektkonzept einer modularen Offshore-Plattform skizziert. Anschließend werden mit dem Digitalen Zwilling und dem System zur optimalen Betriebsführung zwei Forschungsansätze präsentiert, die zur Effizienzsteigerung dieser Produktionsprozesse beitragen sollen.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"3 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-06-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"117058726","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
atp magazinPub Date : 2022-06-23DOI: 10.17560/atp.v63i6-7.2598
D. Görtz, Frank Hahnen, F. Hanisch, M. Hauer, T. Neugebauer
{"title":"Integration von Betriebsdaten","authors":"D. Görtz, Frank Hahnen, F. Hanisch, M. Hauer, T. Neugebauer","doi":"10.17560/atp.v63i6-7.2598","DOIUrl":"https://doi.org/10.17560/atp.v63i6-7.2598","url":null,"abstract":"Konzepte wie die NAMUR Open Architecture (NOA) beschreiben ein Rahmenkonzept, wie bislang ungenutzte Daten auf verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide erschlossen werden können. Dabei werden häufige Engpässe der Datenkommunikation wie Steuerungen oder Leitsysteme umgangen, allerdings unter Beibehaltung bzw. Verbesserung der Cybersicherheit. Bei Bayer hat die immer engere Zusammenarbeit von IT- und OT-Funktionen die Entwicklung einer Datenintegrationslösung ermöglicht, die wir Data Integration Layer for Manufacturing IT (DIL4MIT) nennen. Sie folgt der NOA-Architektur und nutzt Werkzeuge, Lösungen und Servicekonzepte von IT-Dienstleistern in der Domäne der Prozessleittechnik, um Standorten und Anlagen weltweit Produktionsdatenkonnektivität auf effiziente Weise und mit voller Kostentransparenzermöglichen zu können. Dieser Beitrag beschreibt das DIL4-MIT-Konzept im Detail, zeigt die Analogie zu NOA auf und gibt einen Ausblick auf weitere Entwicklungen. Die Nutzung der so gewonnenen Daten wird an einzelnen Anwendungsfällen illustriert.","PeriodicalId":263160,"journal":{"name":"atp magazin","volume":"9 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-06-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133471332","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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