Prozessoptimierung

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Einige industrielle Bereiche der Ver­fah­rens­tech­nik und viele klinische Bereiche der Medizintechnik besitzen eine biologische Komponente. Außerdem spielt die Informationsverarbeitung und Au­to­ma­ti­sie­rung dieser Prozesse eine weiter zunehmende Rolle. Für eine Pro­zess­op­ti­mie­rung von Pro­duk­tions­an­la­gen und von (medizinischen) Geräten bezüglich Kosten, Zeit, Energie, Au­to­ma­ti­sie­rungs­grad, Ge­nau­ig­keit und Ro­bust­heit ist somit sowohl ein umfangreiches Verständnis des Systems als auch seiner Steuerung unerlässlich.

Wir bieten


Diese Aufgabe übernimmt BioControl mithilfe eines interdisziplinären Teams und einer Kombination vielfältiger mathematischer Methoden. Zum einen bieten wir eine Bewertung und Optimierung basierend auf einer umfangreichen statistischen Datenanalyse und Ur­sa­che-Wir­kungs-Mo­del­len. Zum anderen kommt für komplexe dynamische Systeme eine Analyse mithilfe mathematischer Modelle und Pro­zess­si­mu­la­tio­nen zum Einsatz. An­ge­passt an das Problem werden dabei bio­che­misch und physikalisch begründete Dif­fe­ren­tial­glei­chungs­sys­te­me (siehe Sys­tem­bio­lo­gie), wissens- beziehungsweise regelbasierte Mo­del­le oder Fuzzy-Neuro-Netz­wer­ke verwendet.

Basierend auf dieser Analyse bietet unser Team Lösungen bei der Synthese der Prozessoptimierung beispielsweise durch wissensbasierte Entscheidungshilfe- und Klassifikationssysteme oder durch optimierte Regel- und Steuer­stra­te­gien (Pa­ra­me­ter­an­pas­sung, Op­ti­mal­steue­rung, Soft­sen­so­ren,...).

Anwendungen


  • Stoffwechsel-Modellierung (Elektronentransportkette von Escherichia coli)
  • Versuchsplanung und Fallzahlabschätzung
  • Methodenoptimierung (Optimierung von Diagnose- und Therapie-Verfahren)
  • Ausbeutemaximierung biologischer Komponenten
  • Energieminimierung in der Umwelt-Biotechnologie
  • Rezeptoptimierung in der Nahrungsmittelindustrie

Projekte


  • Mikroalgen (Modellierung und Optimierung der Prozessführung von Produktionsanlagen)