Erstellung eines Lastprofilgenerators für die Eisen- und Stahlbranche mittels ereignisorientierter Simulation

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Generierung von realitätsnahen Gesamtlastprofilen benutzerdefinierter Prozesslandschaften für die Energieträgerkategorien Elektrizität, Brennstoffe und Dampf. Mithilfe eines logistischen Modells wird ein zeitlich gesteuerter Prozessablauf von Material- und Energieströmen durch eine beliebige Prozesslandschaft ermöglicht. Dies dient als Grundlage, um darauf aufbauend kumulierte Gesamtlastprofile für die definierten Bilanzgruppen Bruttoenergieverbrauch und Gesamtenergieverbrauch ausgeben zu können. Dies wird durch eine sogenannte „Discrete-Event Simulation“ ermöglicht, die sämtliche Teilprozesse als Objekte mit spezifischen Eigenschaften, Verbrauchsdaten und Funktionen abbildet. Dadurch wird ein logistisch gesteuerter Produktdurchlauf gewährleistet, der die Reihenfolge sämtlicher Aggregatsaktivitäten regelt. Die Ein- und Ausgabe erfolgt über ein bereits bestehendes Interface, in dem Prozessketten durch Verschaltung von Aggregaten mittels Verbindungsvektoren, die als Basis der Ablaufsteuerung dienen, gebildet werden. Dieser Lastprofilgenerator soll für Industriebranchen mit geringer Produktvarianz und gleichbleibender Prozessstruktur angewendet werden, wie z.B. der Eisen-/Stahlindustrie sowie der Zellstoff-/Papier- und Zementindustrie. Das entwickelte Modell wird anhand der Eisen- und Stahlindustrie auf dessen Funktionalität überprüft. Dafür werden die beiden Hauptherstellungswege von Stahl, die Hochofen- und die Elektrolichtbogenofenroute, betrachtet und die Ergebnisse dieser Untersuchungen dargestellt. Das Bezugsprodukt Stahl durchläuft dabei die gesamte Verfahrensroute, die sich aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen (Batch) Prozessen zusammensetzt. Der Vergleich mit Messdaten beweist die Funktionsfähigkeit dieses Programmalgorithmus, um realistische Lastverläufe fiktiver Industriebetriebe auf Basis von Teilprozessen und deren Verknüpfungen zu generieren. Dadurch wird die Abbildung der Gesamtheit einer beliebigen Prozesslandschaft für die definierten Bilanzgruppen mittels Bottom-Up-Modellierung ermöglicht.