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© Gesellschaft für Prozeßautomation & Consulting mbH
04/2014

zitiert aus:

Zeitschrift stahl und eisen, Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf,
Ausgabe 4/2008, 15. April 2008

Zeitschrift für die Herstellung und Verarbeitung von Eisen und Stahl

Investitionen fundamental absichern

Oft werden Millionen Euro investiert, um hinterher festzustellen, dass kleine oder größere Unzulänglichkeiten täglich Geld kosten oder zusätzlicher Cash-flow nicht generiert werden kann, weil die optimale Anlagenauslegung, vielleicht wegen zu großer Komplexität, nicht gefunden wurde. Abhilfe bietet eine Anlagenfeinplanung, die durch eine ausreichend genaue Simulation unterstützt wird. Ist die richtige Anlagenkonstellation dann gefunden, kann diese Simulation auch für die Feinplanung eingesetzt werden. Geht man noch einen Schritt weiter, lässt sich damit auch eine physikalisch fundierte Diagnose einbauen.

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Modernisierung im Halbzeug- und Stabstahlwalzwerk der Saarstahl AG

Zur Saarstahl AG gehört das in Völklingen gelegene Walzwerk Nauweiler. In der Stab- und Halbzeugstraße werden Langprodukte mit verschiedenen Querschnitten im Abmessungsbereich von 40 bis 180mm hergestellt. Nach Ofen- und Gerüstbereich wird die Produktion über zwei unterschiedliche Kühlbetten der jeweiligen Endbearbeitung, der sogenannten Adjustage, zugeführt, Bild 1. Nauweiler Ende 2005 wurde die grundlegende Erneuerung dieses Produktionsabschnittes beschlossen. Zur Vorbereitung entwickelte die Saarstahl AG gemeinsam mit der GPC mbH ein Simulationsmodell des kompletten Walzwerkes. Dafür wurde das Werk Nauweiler mit einer sehr hohen Präzision modelliert, sodass im Modell das gesamte angelieferte Material und jedes halbfertige oder fertige Produkt exakt den gleichen Materialflussverlauf nehmen wie in der Realität. Alle Aggregate, alle Transportmittel und alle Vorgänge wurden zeitlich sehr genau nachgebildet.

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Um vor den Tests der Modernisierungsvorschläge die Qualität des Modells bestimmen zu können, wurde die Produktion eines gesamten Quartals nachgefahren. Dazu wurden die Daten des Materialverfolgungssystems verwendet. Aus ihnen wurden Eingabedaten mit genauen Zeitstempeln für das Simulationssystem erzeugt.
Die Ergebnisse waren überzeugend! Der Simulator gab das Anlagenverhalten so gut wieder, dass die Berechnung der Produktion nach einer simulierten Produktionszeit von ca. 2,5 Monaten eine Abweichung von der Realität von 2 Minuten zeigte.

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Aluminiumschmelze Alouette

Bei der in Bild 2 dargestellten Produktionsanlage wude die Produktionsmenge auf 225% gesteigert. Die erheblichen Investitionen zur Verdopplung der Anlagengröße wurden mit Simulationen technisch und logistisch abgesichert. Alouette nach Ausbau

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Mit dem Simulationssystem “Poses++” wurde eine Anlagenverdopplung auf fast 600 Öfen in vier langen Ofenhäusern, die mit etwa 20 Kränen und ungefähr gleich vielen Fahrzeugen zu versorgen sind, simuliert. Nicht zuletzt durch die Möglichkeit, das Anlagenverhalten in kürzester Zeit um Monate im Voraus zu berechnen, kam es dazu, dass dieser neue Anlagenteil drei Monate vor der Planung in Betrieb ging und die Hochlaufkurve nahe einem Optimum verlief.
Bei Ausfällen und Störungen lassen sich in Kürze die Konsequenzen und Alternativen berechnen.
Rechengeschwindigkeit Poses++

Leistungsfähiges Simulationssystem

Das hier beschriebene Simulationssystem Poses++ ist für große und/oder komplexe Modelle entwickelt worden, die trotz sehr hoher Detailtreue deutlich schneller als in Echtzeit laufen sollen, die GPC mbH hat dieses leistungsfähige System permanent weiterentwickelt, Bild 3. Poses++ baisert auf einem graphentheoretischen Ansatz und rechnet durch einen selbstlernenden Algorithmus nur an den Stellen im Modell, an denen Veränderungen möglich sind. Dadurch kann man die Rechenzeiten mit der Modellgröße linear hochrechnen und nicht wie bei üblichen Softwaretools exponentiell.

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Poses++ im betrieblichen Einsatz

Im Bereich der Stahl-/NE-Industrie haben die Unternehmen Saarstahl, Dillinger Hüttenwerke, Buderus, Degussa, Hydro Aluminium Deutschland (ehemals VAW) bereits Erfahrungen mit Poses++ gesammelt.
Im Bereich des Anlagenbaus für die Hütten- und Walzwerkstechnik wird Poses++ von SMS Demag eingesetzt, um die “Plug & Work”- Abnahmetests ihrer Automatisierungstechnik zu gewährleisten.

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