Optimierung von Gesamtverfahren in der chemischen Industrie

Bei der Planung chemischer Anlagen sind eine Vielzahl von Vorgaben, Einstellungen und Zielen zu berücksichtigen. So sollen beispielsweise Betriebs- und Investitionskosten möglichst gering gehalten, gleichzeitig möglichst hochwertige Produkte hergestellt werden. Hinzu kommen Umwelt- und Sicherheitsauflagen, die einzuhalten sind.

Zur Erfüllung dieser Vorgaben muss der Prozessingenieur bei seiner Planung nicht nur die verschiedensten Einstellungen einer Anlage, sondern auch verschiedene Anlagen, die aus den Rohstoffen gleiche Endprodukte in verschiedenen Verfahren herstellen, vergleichen. Dies ist, vor allem bei komplexen Anlagen mit einer Vielzahl an Apparaten, eine schwierige Aufgabe.

Dieser Planungsprozess erfolgt mit Hilfe des Einsatzes computergestützter Simulationen, in denen mit der Erfahrung des Ingenieurs und durch empirische Suche möglichst gute Einstellungen und Anlagendesigns gefunden werden. In Anbetracht der Komplexität des Problems werden ohne eine transparente Optimierungsstrategie jedoch nicht die besten Einstellungen für die gewünschten Ziele und Vorgaben gefunden.

Neuer Ansatz in punkto Planungsprozesse

In diesen Projekten wird eine neue Herangehensweise an den Planungsprozess mittels einer transparenten Optimierungsstrategie erarbeitet. Dabei werden nur diejenigen Lösungen berechnet und weiter analysiert, die die besten Kompromisse für die gewünschten Ziele und Vorgaben darstellen. Diese Lösungsmenge wird für einen interessanten Parameterbereich automatisch berechnet und dem Ingenieur graphisch dargestellt. Auf diese Weise hat der Ingenieur die Gewissheit, den gesamten und bestmöglichen Entscheidungshorizont zu kennen und basierend darauf eine objektive Auswahl zu treffen.
Dieses Vorgehen hat in den bisher analysierten Beispielen Parameterbereiche aufgezeigt, die bei der empirischen Verbesserung nicht berücksichtigt wurden. Lösungen in diesen Bereichen schneiden deutlich besser als die empirisch gefundenen ab. Außerdem wurde die Planungszeit deutlich reduziert.