Teilprojekt 5

CyberSystem

Aus Sicht der Regelungstechnik stellt der CUBES Circle ein hochkomplexes Produktionssystem dar, dessen einzelne Elemente zur Realisierung von geschlossenen Energie- und Stoffsströmen aufeinander abgestimmt werden müssen. Um dieses Ziel zu erreichen bringt Teilprojekt 5 einerseits die Methoden der Modellierung und andererseits die Methoden der modellbasierten robusten, adaptiven und optimalen Regelung in das Projekt ein.

Methoden der Modellierung: Für die Modellierung sollen hierbei mathematische Formulierung dynamischer Modelle der Energie- und Stoffströme des CUBES-Circle zugrunde gelegt werden. Diese Modelle werden mittels Verfahren der Parameteridentifikation sowie des maschinellen Lernens/KI, auf Basis experimentell erhobener Daten aus den Produktions-CUBES (TP2, TP3, TP4) sowie Ergebnissen aus TP7, parametrisiert und validiert.

Methoden der Regelung: Auf Grundlage der hergeleiteten und analysierten Modelle erfolgen die Formulierung von regelungstechnischen Gütekriterien sowie der Entwurf einer optimalen Regelung für die Energie- und Stoffströme zwischen den CUBES. Hierbei gilt es die im Betrieb auftretenden Schwankungen (z.B. Variationen in der Kulturführung, dem Wetter, natürlichen Variationen der Wachstumsbedingungen) synergetisch zu kompensieren sowie eine stabile und sichere Kreislaufführung zu gewährleisten. Aufbauend auf den erfassten Datenmengen aus den Produktions-CUBES wird eine Verbesserung der Modelle und Regelung basierend auf Big Data Analysen und Lernverfahren angestrebt. Zu diesem Zweck sollen Kombinationen von optimaler, lernender und adaptiver Regelung mit dem Ziel der Steigerung von Effizienz sowie Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des CUBES-Circle an neue Produktionsstandorte und –bedingungen betrachtet werden.

 
 
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Prof. Dr.-Ing. habil Stefan Streif

Kontakt: stefan.streif@etit.tu-chemnitz.de

 
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Dr.-Ing. Arne-Jens Hempel

Kontakt: arne-jens.hempel@etit.tu-chemnitz.de