Die Prozessanalytik in Kombination
mit einer darauf aufbauenden Prozessführung stellt darum künftig ein ‚Muss‘ dar!

Ist-Zustand 1

1. die unzureichende Zuverlässigkeit, auch als Folge einer hohen Sensorkomplexität,
2. die beträchtliche Abhängigkeit der Sensorsysteme von der Prozess- und Produktmatrix,
3. die ungenügende und proprietäre Einbettung in die IT-Infrastruktur und
4. die hohen Anforderungen an Bedienung, Wartung und Service.

Ist-Zustand 2

Das Messprinzip stand im Mittelpunkt des Interesses und nicht das Lösungskonzepz für einen Prozess.

Es reicht nicht aus, mögliche Messgrößen zu etablieren :

vielmehr müssen qualitätsrelevante Prozessgrößen generiert werden, die - vielleicht auch erst im Prozess- oder Produktumfeld - aussagekräftig und
verwertbar sind und sich für Prozessregelungen bzw. –optimierungen eignen.

Forderungen

Innovative Messprinzipien müssen mit modernen Methoden der Datenauswertung und Modellierung kombiniert werden, die der IT-Spezialist dann effizient in den Produktionsalltag einbinden kann.

Aufgaben

1) die Bereitstellung neuartiger Sensorsysteme und industrietauglicher etablierter Sensoren mit dem Schwerpunkt auf Nicht-Invasivität, Realzeitberücksichtigung, Modularität und vor allem Einfachheit,

2) die Prozessanalyse zum Abgleich und der Abbildung von Prozess- und Messinformationen,

3) die Berücksichtigung einer lösungsorientierten Produkt- und Prozessanbindung unter dem
„Quality by Design“-Aspekt und einer vollautomatisierten Prozessführung und

4) die Abstimmung mit der IT-Infrastruktur inklusive Gerätetechnik, Wartung, Service,Autonomie, Sicherheit und Bedienung.

Konkretisierung 1

1) Tracking- und Tracingverfahren zur Aufklärung von Prozess- und Produkthistorien und zur
2) Messung kritischer Prozessparameter mit Wirkung auf die Produktqualität müssen erarbeitet werden.

3) Proben sollen möglichst ohne Vorbereitung gemessen werden. Nur so kann die nötige Einfachheit und Zuverlässigkeit der Sensoren erreicht werden.

Konkretisierung 2

Aktivitäten im Bereich der Prozessmodellierung müssen prozessgerichtet und nicht systemorientiert sein.

Die Modelle der Systembiologie oder Fluxanalyse resultieren häufig aus den reichlich vorhandenen Ergebnissen der offline-Analytik (z.B. Analyseautomaten,
chromatographische Methoden).

Diese Betrachtungsweise ist aber für die Verwendung in
der Prozessregelung und –optimierung problematisch.

Modelle, die Verfahren stützen sollen, müssen so aufgebaut sein, dass in Kombination des Modells mit der online verfügbaren Prozessanalytik alle nicht direkt messbaren qualitätsrelevanten Prozessgrößen rekonstruierbar sind.

Konkretisierung 3

Die effektive Einbindung des Prozess-Sensors in die vorhandene IT-Struktur ist für eine breite Akzeptanz unerlässlich.

Eine zentrale Forderung künftiger Entwicklung die einfache, intuitive und möglichst standardisierte Bedienbarkeit sein muss - und das möglichst unabhängig vom Hersteller.

Messprinzipien

(NIR-, Fluoreszenz-,
Impedanz-, Massen-, Raman-) Spektroskopie, Schwarmsensoren, Bragg-Fasergitter,
Optische Fasertechnik, Laserverfahren, Tomographie mit Ultraschall und Mikrowellen,
Ultraschallmesstechniken, (Gas-) Chromatographie, Immunoassays, Biochips
(Biosensoren), Elektrophorese, Softwaresensoren (virtuelle Sensoren), Kalorimetrie