Coordinating Optimisation of Complex Industrial Processes (COCOP)

COCOP basiert darauf, komplexe betriebsweite Prozesse zu optimieren: dazu wird das Gesamtproblem in einzelne, prozessabschnittsbezogene, Einzelprobleme zerlegt und deren Lösungen zu einer betriebsweiten Optimierungslösung (Softwarelösung) koordiniert. Dies wird es Nutzenden ermöglichen, die Funktion des Betriebes als Ganzen zu verstehen – inklusive der Bereiche, die sich jenseits ihrer Steuerungsmöglichkeiten befinden. Damit werden sie in die Lage versetzt, innerhalb ihres Prozessabschnitts bessere Entscheidungen zu treffen.

COCOP wird hierbei technische Entwicklungen mit einem Prozess sozialer Innovation, basierend auf den beiden Säulen „Co-Creation“ und „Co-Development“, kombinieren, um so die Effektivität und die Wirkung der Innovationen zu erhöhen, sowie die Akzeptanz bei den Nutzenden steigern.

• Tampere University of Technology (Koordinator)
• DSM Chemical Technology R & D B.V.
• SIDENOR Aceros Especiales S.L.
• IDENER
• MSi Grupo (Mondragon Sistemas De Informacion Sociedad Cooperativa)
• OptimationAB
• Outotec Oy
• Tecnalia
• Technische Universität Dortmund (Sozialforschungsstelle Dortmund)
• VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH
• VTT Technical Research Centre of Finland
• 2-control ApS

Ziel ist es, ein Verfahren zu definieren, zu gestalten und zu implementieren, das bestehende industrielle Steuerungssysteme sowie effiziente Datenmanagement- und Optimierungsprozesse integriert und optimiert und damit integrierte Steuerungs- und Monitoringverfahren für größere industrielle Produktionsprozesse entwickelt.

Technische Ziele
Die technische Lösung wird ein Softwaresystem sein, das in bestehende DCS (Distributed Control Systems) integriert werden kann. Dies lässt sich in die folgenden technischen Ziele untergliedern:

•     Anforderungen und Systemarchitektur
•     Algorithmen für die Optimierung, Datenverwaltung und Zustandsabschätzung
•     Prädiktive Prozess- und Nachhaltigkeitsmodelle
•     Prototyp-Implementierung und Benutzerakzeptanz

Ökologische Ziele
Ziel ist es, die Nachhaltigkeit der Prozessindustrie zu erhöhen, d.h. die Umweltverschmutzung, die Treibhausgasemissionen und den Energie-/Rohstoffverbrauch zu verringern und besser auf die Erfüllung bestehender und neuer gesetzlicher Vorschriften in Bezug auf Umwelt-, Qualitäts- und Sicherheitsaspekte vorbereitet zu sein.

Unternehmerische Ziele

•     Senkung der Betriebskosten durch eine optimale Leistung der Prozesse, die eine Verringerung des Energie- und Rohstoffverbrauchs, der Anzahl der Defekte/Ausschüsse usw. ermöglicht.
•     Steigerung der Produktivität

Soziale Ziele

•     Verbesserung der Arbeitsbedingungen der Anlagenbetreiber durch die Entwicklung neuer Prozesssteuerungsinstrumente, die die Arbeit unterstützen, indem sie neue Möglichkeiten zur Prozesssteuerung bieten. Auch das Lernen und die Entwicklung von Kompetenzen werden angesprochen.
•     Stärkung der gesellschaftlichen und personellen Entwicklungsperspektive durch Einbindung der konzipierten technologischen Innovation in ein Konzept eines sozialen Innovationsprozesses. Der Entwicklungsprozess wird in eine umfassendere Unternehmensstrategie integriert. Dies geschieht durch die Einbindung aller relevanten Stakeholder und Endnutzer sowie durch die Berücksichtigung der Umsetzung und der Auswirkungen bereits zu Beginn des Prozesses.
•     Die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Prozess- und Automatisierungsindustrie soll gestärkt werden, was zum Erhalt von Arbeitsplätzen, zu exportfähigen, hochwertigen IT-Produkten für die Industrie und den entsprechenden Arbeitsplätzen sowie zum Wohlstand in Europa führt.

Das Projekt ist in sieben Arbeitspakete untergliedert. Die operativen Arbeitspakete (2-6) widmen sich einem iterativen technologischen Entwicklungs- und Verbesserungsprozess. Während die Arbeitspakete 3,4 und 5 parallel verlaufen und iterativ miteinander verbunden sind, stellen die Arbeitspakete 2 und 6 aufeinanderfolgende Phasen dar: die Voraussetzungen (WP2) zu Beginn des Projektes, fortlaufende Co-Creation-Prozesse und die endgültige Validierung (WP6) während des technologischen Entwicklungsprozesses.

WP1. Management
Das Arbeitspaket umfasst die Aufgaben, die administrativen, technischen und finanziellen Aspekte des Projektes zu managen, die Übereinstimmung laufender Arbeiten mit dem Gesamtprojektplan zu verfolgen, die verfügbaren Ressourcen und den Zeitplan zu überwachen, um eine hohe Gesamtqualität der Projektergebnisse zu gewährleisten.

WP2. Anforderungen
Im Rahmen dieses Arbeitspaketes werden Anwendungsfälle, Systemanforderungen, die Kriterien zur Bewertung der Auswirkungen des Projektes sowie die Anforderungen an die Arbeit der Mitarbeitenden and Co-Creation-Prozesse definiert.

WP3. Architektur
beinhaltet die Software-Architektur für das zu entwickelnde System:

• Eine generische Architektur für das Software-System zu entwickeln
• Datenmodelle, Speicher, Schnittstellen und Datenflüsse für das System zu definieren
• Datenverarbeitungsmethoden definieren.

WP4. Modellierung

• Simulationsmodelle für die Anwendungsfälle entwickeln
• Richtlinien für die Modellierungsarbeit vorgeben, die für Prozesse außerhalb der Anwendungsfälle gelten
• Die Implementierung des Entwicklungswerkzeuges demonstrieren
• Online Nachhaltigkeitsindikatoren definieren

WP5. Optimierung und Implementierung

• Teilprozesse und die Koordination von Optimierungsproblemen für alle Anwendungsfälle definieren
• Implementierung des Software-Systems durch Implementierung ausgewählter Methoden

WP6 Co-creation, Überprüfung & Validierung

• Die Unterstützungen der System-Nutzenden und deren Beteiligung via Co-Creation sicherstellen
• Das Software-System testen
• Schätzungen für den Nutzen des Systems liefern

WP7. Kommunikation, Verbreitung and Verwertung

• Eine maximale Wirkung des COCOP-Projektes gewährleisten durch effektive Kommunikation, Verbreitung, Verwertung und IPR-Aktivitäten; außerdem geht es darum, eine Struktur zu entwickeln, die die Kontinuität von COCOP nach Laufzeitende des Projektes sicherstellt.
• Die Machbarkeit bewerten, COCOP-Konzepte und Entwicklungen zu übertragen. Zwei Ebenen werden adressiert: 1) Die Übertragbarkeit innerhalb eines Sektors, der am Projekt beteiligt ist; 2) die Übertragbarkeit auf andere Sektoren außerhalb des COCOP-Projektes.

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