0 Einleitung

Bei der Aufbereitung von Rohstoffen ist es wichtig, auf Wirtschaftlichkeit und Produktivität zu achten. Um hier optimale Ergebnisse bei der Auswahl der eingesetzten Anlagen und der Einstellung der Anlagenparameter zu erreichen, ist es sinnvoll sich bestimmter Hilfsmittel zu bedienen. Solche Hilfsmittel sind u.a. die Modellierung und Visualisierung von Aufbereitungsprozessen. Auf beide soll im folgenden eingegangen werden.

Als Beispiel für die mathematische Modellierung wurde versucht, ein Modell für die Kugelmahl-Sicht-Anlage zu erstellen, welche sich im Aufbereitungstechnikum der Professur „Aufbereitung und Wiederverwertung von Baustoffen“ befindet. Als Hilfsmittel fungiert hier das Softwareprodukt PMP–Compact der Firma GRAINSOFT. Gerade bei der Kugelmahl-Sicht-Anlage ist es wichtig, ein Mahlprodukt mit bestimmten granulometrischen Parametern und geringem versuchstechnischem Aufwand zu erreichen, da Fehlversuche im Vorfeld oft sehr teuer und zeitaufwendig sind. Durch die Modellierung der Anlage kann es erreicht werden, dass am Computer verschiedenste Testdurchläufe realitätsnah durchgeführt werden, um damit Anlagenparameter zu errechnen, die zu dem gewünschten Produkt führen. Dadurch soll die Anzahl aufwendiger praktischer Versuche auf ein Minimum begrenzt werden. Die Nachbildung von Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen mit Hilfe von mathematischen Modellen setzt voraus, dass die theoretischen Grundlagen für die in den Arbeitsräumen ablaufenden Prozesse ebenso bekannt sind, wie die Größe der Bereiche, in denen die Modelle Gültigkeit besitzen. Ziel der mathematischen Modellierung ist es, mit Hilfe bekannter theoretischer Grundlagen einen qualitativen Zusammenhang der bestimmenden Größen mit einem oder mehreren Gleichungssystemen zu schaffen. Die damit erhaltenen Gleichungen bzw. Gleichungssysteme sind wichtige Voraussetzungen für die Auslegung von Maschinen und Anlagen, verfahrenstechnische Prozessführung sowie Optimierung und Automatisierung von Prozessen. Deshalb müssen Prozess-, Maschinen- und Anlagenmodellierung stets als Einheit betrachtet werden, auch wenn für den Prozess, die Maschine oder Anlage verschiedentlich unterschiedliche Zielstellungen verfolgt werden. [1,2]

Bei der visuelle Modellierung geht es um die durch Animationen veranschaulichte Darstellung von Funktionsweisen und Abläufen in Materialverarbeitungsmaschinen und – verfahren auf dem Computer. Damit werden moderne, auf elektronischen Medien beruhende Lehrmittel für die Aus- und Weiterbildung bereitgestellt. Gegenüber Schemaskizzen, Fotos und Videos, die gegenwärtig für die Darstellung der Funktionsweisen von Maschinen verwendet werden, wird dadurch ein wesentlicher Fortschritt hinsichtlich der Anschaulichkeit und Verständlichkeit erreicht. Die visuelle Modellierung (e-processing) bietet außerdem den Vorteil, den Informationsgehalt von Darstellungen auf dem Sektor der Verfahrenstechnik essentiell zu verbessern. Die Softwaremodule zu technischen Prozessen, die entwickelt und in Vorlesungen oder für Vorträge ebenso wie als Anlage in Fachbüchern Verwendung finden können, stellen eine völlig neue Qualität bei der Prozessdarstellung dar. Sie beschränken sich nicht auf die Wiederholung vorhandener Texte und Bilder auf den neuen Medien, sondern nutzen die Möglichkeiten dieser Medien zu bewegten, animierten Prozessdarstellungen.

Für Anlagenhersteller besteht mit e-processing darüber hinaus die Möglichkeit, dass die Funktionsweise einer Anlage schnell und unkompliziert präsentiert und dargestellt werden kann. Die Hauptidee von e-processing ist die Animation. Hierdurch können komplexe und schwer nachvollziehbare technische Prozesse mit Hilfe von bewegten Bildern anschaulich dargestellt werden. E-processing bringt in didaktischer Hinsicht wesentliche Vorteile gegenüber der Anwendung von Videos, da bei der Animation schematisiert wird und nur wesentliche Elemente zur Verdeutlichung der Funktionsweise dargestellt werden. Zusätzlich können notwendige Informationen bereitgestellt werden, wie z.B. Bauteilbeschreibungen, Eigenschaften, Beispiele etc. Prinzipiell kann e-processing in allen Bereichen der Ausbildung eingesetzt werden und besonders dort, wo schwer nachvollziehbare technische Abläufe und Verfahren erklärt werden müssen. Erste Module sind unter http://www.uni-weimar.de/Bauing/aufber/e-processing/e-processing.htm einsehbar.