Selbstoptimierende Rohrextrusionslinien

Die vorliegende Arbeit greift den aktuellen Trend zu künftigen Kunststoffverarbeitungsmaschinen mit inhärenter Teilintelligenz auf. In diesem Rahmen werden verschiedene Aspekte und Entwicklungsmuster dargestellt und es wird unter Berücksichtigung der bestehenden Anforderungen am Beispiel der Rohrextrusionslinien eine Einordnung und Entwicklung eines komplexen mechatronischen kunststoffverarbeitenden Systems vorgenommen. Hierfür werden sukzessive Schwachstellen einer Rohrextrusionsanlage herausgearbeitet und mögliche Fehlerszenarien entwickelt und rekonstruiert, um Zusammenhänge von geometrischen, optischen, inneren, mechanischen und chemischen Produktqualitätsmerkmalen mit einstellbaren Parametern und Strukturen durch eine Varianzanalyse darzustellen. Durch Umfragen ermitteltes Expertenwissen und eine umfangreiche Fehlermöglichkeits-Einflussanalyse führen zu ersten Lösungsansätzen für eine ganzheitliche Erweiterung der notwendigen Sensoren und Aktoren, einem regelbasierten Expertensystem und zu innovativen Konzepten zur Informations- und Sensorfusion. Nach Abschätzung der Wirtschaftlichkeit und technischen Integrierbarkeit folgen eine erste Umsetzung und eine anschließende Bewertung der Vor- und Nachteile der Verfahren. Dazu zählen auch multivariate Inline-Sensoren (Kameraapplikationen und Materialerkennungssysteme mittels NIR-Spektroskopieverfahren) und verschiedene Soft-Computing-Ansätze (Konfliktreduzierende Informationsfusion und Selbstorganisierende Karten).