Simulation und Engineering - zwei Seiten einer Medaille

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PROCESS: Besonders die Dynamik der Prozesse macht Simulation hier zur Herausforderung. Gibt es dafür überhaupt Lösungen?

Balling: Die Prozesse sind in der Biotechnologie insofern dynamisch, als die Fermentation nicht immer das Gleiche produziert. Hier spielen Einflussfaktoren hinein, die sich kaum quantifizieren lassen, z. B. die Qualität der Mikroorganismen oder die „Tagesform“ von Bakterien. Solche Schwankungen lassen sich mit integrierten Methoden wie der statistischen Analyse in die Simulation mit einbeziehen. Damit bekommt man beispielsweise heraus, dass eine gute Verfassung der Mikroorganismen beim „Bakterienmelken“, mit entsprechend hohem Wirkstoff-Ertrag, sogar problematisch sein kann, weil der anschließende Downstream-Prozess diesen Output mit der derzeitigen Anlagenkapazität gar nicht mehr verarbeiten kann Also ist das Simulationsergebnis: Die Anlage muss an der entsprechenden Stelle modifiziert werden.

PROCESS: Bedeutet das, künftig ist es möglich auf experimentelle Untersuchungen zu verzichten?

Balling: Die Arbeit im Labor ist weiterhin unverzichtbar. Zum einen braucht die Simulation ja teilweise experimentelle Daten als Eingangsgrößen, zum anderen steuern die Simulationsergebnisse ihrerseits die weiteren Laborexperimente. Es wäre auch töricht, bei der gesamten Prozessentwicklung lediglich den Berechnungen eines Computers zu vertrauen. Die Software kann die Laborarbeit aber in alle Richtungen absichern, und sie vor allem effizienter machen. Ein Beispiel: Bei der Adsorption laufen Ausbeute und Selektivität meist gegenläufig – entweder der Ertrag ist hoch oder die Produktreinheit. Hier kann Simulation die wirtschaftlich interessantesten Alternativen ermitteln. Nur diese werden dann weiteren Laboruntersuchungen unterzogen, zum Beispiel auf die Standzeit (Materialfestigkeit) des Adsorbens. Das spart enorm Zeit und Entwicklungskosten.

PROCESS: Simulationswerkzeuge können viel, aber eben nicht alles. Wo lauern die Fallstricke beim Einsatz?

Balling: Das Simulationsergebnis ist immer nur so gut wie die mit der Software erstellte virtuelle Fabrik. Hier sind Fachwissen und Erfahrung gefragt. Das Simulationsmodell muss alle Aspekte des Produktionsablaufs erfassen und wiedergeben. Der menschliche Faktor bleibt also einerseits unverzichtbar, andererseits bedeutet er eine Fehlerquelle, dessen muss man sich bewusst sein. Wir versuchen dieses Problem für unsere Kunden zu minimieren, indem wir gemeinsam mit ihnen die Simulationsprojekte konzipieren und von Meilenstein zu Meilenstein systematisch begleiten und auswerten.

PROCESS: Sie sind in diesem Jahr als Partner beim Digital Plant Kongress mit dabei. Wo sehen Sie den Link von Inosim zur digitalen Anlage in der Prozessindustrie?

Balling: Bei der Digitalisierung von Engineering-Prozessen spielt Simulation eine Schlüsselrolle. Wir selbst und auch einige Inosim-Anwender werden das auf dem Kongress mit einer Vielzahl von Beispielen belegen. Dazu gehören so faszinierende Einsatzgebiete wie die simulationsunterstützte Anlagenplanung, die Effizienzsteigerung im Engineering oder ein so spannendes Teilgebiet wie die simulationsgestützte Planung von Wartungszyklen.

PROCESS: Warum lohnt sich Ihrer Meinung nach ein Besuch des Digital Plant Kongresses?

Balling: Unternehmer, Ingenieure und Betriebswirte erhalten beim Digital Plant Kongress handfeste Lösungen für die Probleme der Praxis. Ein Beispiel: Bei der Planung von Produktionsanlagen muss heute sehr schnell und fundiert entschieden werden, plane ich eine kontinuierliche, eine modulare oder eine Batch-Produktion? Je mehr Produkte auf derselben Anlage hergestellt werden sollen, desto komplexer können solche Entscheidungswege ausfallen. Professor Gerd Schembecker von der TU Dortmund wird auf dem Kongress Entscheidungsstrategien für solche Probleme vorstellen. Die Grundlagen dafür liefert die Prozess-Simulation mit Inosim.

Peter Balling ist Geschäftsführer der INOSIM Software GmbH und der INOSIM Consulting GmbH. Der Diplomingenieur der Technischen Informatik arbeitete in den Neunziger Jahren als European Manager Emerging Markets für den Vertrieb von Tecnomatix Plant Simulation, bevor er 2003 das Unternehmen INOSIM gründete.

Weitere Informationen zum Digital Plant Kongress finden Sie auf unserer Seite zum Event.

* Das Interview führte Anke Geipel-Kern

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