Ad-hoc-Arbeitsgruppen

Der Arbeitskreis Prozessanalytik hat auf seiner letzten Vorstandssitzung die Gründung von
„Ad-hoc-Arbeitsgruppen“ zu aktuellen Schwerpunktthemen beschlossen. Solche Gruppen ermöglichen die aktive Einbindung von Mitgliedern, bis ein entsprechendes Thema erarbeitet ist und in Form von Protokollen, Leitlinien, Forschungsinitiativen oder anderen Arbeitsergebnissen dokumentiert wurde. Andere Gremien nutzen diese Art der Zusammenarbeit bereits erfolgreich.

Es wurden zunächst zwei Themen fokussiert und dazu jeweils Paten aus dem erweiterten Vorstand gefunden, die sich der Arbeitsgruppe annehmen.

 

Weitere Informationen finden Sie stets an dieser Stelle.

Leitfragen der Ad-hoc-Arbeitsgruppe "Prozessführung"

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Geschrieben von: Christoph Herwig Mittwoch, den 26. November 2014 um 18:30 Uhr

Für die Bearbeitung des Themas Prozessführung ergeben sich folgende Fragestellungen für die Zukunft:

  • Wie können die datenbasierten- und mechanistischen Modelle verknüpft werden bzw. sich ergänzen?
  • Wie viele Daten braucht welche Modellbildung und wie hoch ist der Aufwand der Modellerstellung?
  • Was tun, wenn das Modell aus seinem Gültigkeitsbereich herausläuft?
  • Was sind die regulatorischen Hürden der beiden Modelltypen für den Einsatz in der Prozessführung?
  • Wie ist der Umgang mit dem Computational Model Life Cycle Managements?
  • Wie hoch ist der Wartungs- und Weiterentwicklungsaufwand? Von welcher externen Expertise ist das Modell abhängig?
  • Welches Computational Model Environment ist erforderlich?
  • Wie kann das über Modelle generierte Wissen zur Prozessführung umgesetzt und für andere Prozesse und Produkte genutzt werden?

Diesem Thema und den Fragestellungen wollen wir uns in einer Arbeitsgruppe des AK-PAT widmen. Das Ziel sollte sein, Strategien für die optimale Anwendung der Methoden zu entwickeln und aufzuzeigen.

Wenn sie Interesse haben in unserer Arbeitsgruppe mitzuwirken, dann wenden sie sich bitte an einen der für diese Ad-hoc-Arbeitsgruppe genannten Kollegen.

 

Leitfragen der Ad-hoc-Arbeitsgruppe "Miniaturisierung"

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Geschrieben von: Armin Lambrecht, Jens Nolte, Heichrich Prüfer und Joachim Mannhardt Mittwoch, den 26. November 2014 um 18:30 Uhr

Leitfragen zur Überwindung möglicher Hindernissen für den Einsatz von miniaturisierten optischen Spektroskopiesystemen in der Prozessanalytik

Der Ad-hoc-Arbeitskreis diskutiert u. a. über diese Leitfragen. Wir würden uns über Ihre weiteren Anregungen freuen.

 

1. Technische Beschränkungen von MOSS auf System- bzw. Komponentenebene €

Die verfügbaren Systeme können die Prozessanforderungen aufbaubedingt physikalisch, optomechanisch oder elektronisch nicht erfüllen.

Wellenlängen-Achse:

  • spektrale Auflösung zu gering
  • Spektralbereich zu eingeschränkt
  • Stabilität der individuellen Komponente nicht ausreichend
  • Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit über die Serie nicht ausreichend

Intensitäts-Achse:

  • Lichtdurchsatz zu gering
  • Nachweisempfindlichkeit bzw. S/N zu klein
  • Messrate zu klein
  • Signaldynamik zu klein
  • photometrische Stabilität der individuellen Komponente nicht ausreichend
  • photometrische Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit über die Serie nicht ausreichend

Systemkonzept:

  • Faserkopplung ungeeignet
  • integrierte Kalibrationsmöglichkeit fehlt
  • integrierte Lichtquelle ungeeignet bzw. keine geeignete Lichtquelle verfügbar

Umgebungsbedingungen:

  • zulässiger Umgebungstemperaturbereich zu klein
  • mechanische Robustheit unzureichend (Vibration etc.),

 

2. Hindernisse bei der Prozessankopplung €

Der Ein- oder Anbau der verfügbaren Systeme an die vorgesehenen Messstellen sowie die Steuerung und Auswertung über Standard-Software ist problematisch.

Mechanisch und Elektrisch

  • Ankopplung an Probennahmesystem, Messfenster, Sonde etc. ist schwierig
  • keine geeigneten Armaturen vorhanden
  • Probenzelle ungeeignet
  • Verschmutzung (keine oder unzureichende Reinigungsmöglichkeit)
  • fehlende Kalibrationsmöglichkeit, keine Referenz
  • Gehäuse ungeeignet
  • Lichtleiterkopplung problematisch
  • Miniaturisierung der optischen Systeme erschwert eine angemessene Probenpräsentation für inhomogene Messgüter
  • Hersteller-übergreifend standardisierte Schnittstellen für die Ansteuerung und Ergebnisübernahme existieren noch nicht

Software

  • Softwareschnittstellen/ - Protokolle / -Sicherheit unzureichend
  • Selbsttestfunktion fehlt
  • Auswertungssoftware/Chemometrie nicht vorhanden oder nicht auf Hardware abgestimmt
  • Software läuft nicht stabil
  • Zuverlässigkeit im Prozess (365d/24h) nicht gegeben
  • Miniaturisierung geht Verwendung von etablierter Standardsoftware für PC entgegen
  • hardwarenahe Umsetzung von chemometrischer Auswertung erweist sich in der Anwendung als unflexibel
  • chemometrische Kalibrierungen sind nur innerhalb des jeweiligen Softwaresystems eines einzelnen Herstellers kompatibel
  • im Gegensatz zu den Spektren existiert für die Kalibrationsmodelle kein Datenaustauschformat zwischen verschiedenen Softwaresystemen

 

3. Schwierigkeiten während des Betriebes €

Im laufenden Betrieb kommen die Systeme nicht ohne Service oder Wartung aus, auch eine Bediener-Interaktion ist mitunter erforderlich.

Wartung und Service

  • Dokumentation bzw. Schulung der Mitarbeiter unklar
  • Wartungsaufwand (z.B. Reinigung, Kalibration, häufige Rekalibration) notwendig
  • Ersatzteile nicht dauerhaft verfügbar, Konzepte zum schnellen Austausch von Modulen nicht vorhanden
  • Softwaresupport und Softwareupdates insbesondere bei zeitkritischen Problemen etwa in laufender Produktion sind schwierig abzubilden (z.B. kein 24h Service verfügbar)
  • Referenzen fehlen

Betriebswirtschaftlich

  • Gesamtpreis liegt nicht wesentlich unter etabliertem PA-Gerät mit vergleichbarer Performance
  • Betriebskosten zu hoch (häufiger Wechsel durch Verschleiß, immer Komplettaustausch notwendig)
  • Langlebige Investition gefordert ( >10a)
  • Lebensdauer unbekannt
  • eingeschränkter Einsatzbereich, da Auslegung auf die jeweilig originäre Applikation (z.B. Feuchtesensor, Glukosesensor)
  • der Kostenaufwand zur individuellen Kalibrierung und Optimierung für eine einzelne Messstelle bleibt genauso groß wie bei einem klassischen Spektrometer und erscheint somit unverhältnismäßig

 

4. Rahmenbedingungen €

Auch MOSS unterliegen in Produktionsbetrieben den gleichen normativen und betrieblichen Regularien wie entsprechende konventionelle Systeme.

  • Auslegung/Ausführung entspricht nicht der vorgegeben Norm (z.B. Lebensmittelunbedenklichkeit, Betriebssicherheit, Ex-Schutz)
  • Auslegung/Ausführung entspricht nicht der geforderten Richtlinie (z.B. Namur)