Digitale Energiesystemmodelle für zukunftssichere Chemieparks
Um diese komplexen Anforderungen ganzheitlich zu betrachten, gewinnen digitale Energiesystemmodelle zunehmend an Bedeutung.
Energieinfrastrukturen digital abbilden mit TOP-Energy
In dem gemeinsamen Vortrag „Chemiepark-Infrastruktur im Wandel – Variantenanalysen am Bayer-Standort Bergkamen” zeigen unsere TOP-Energy Kollegen Joram Wasserfall, Alexander Krellner und Dr. Stefan Krämer, Process Performance Improvement Manager der Bayer AG, wie die Software TOP-Energy genutzt werden kann, um die Energieinfrastruktur eines Chemieparks digital abzubilden.
Das Modell ermöglicht es, unterschiedliche technische Varianten und zukünftige Rahmenbedingungen konsistent zu untersuchen. Dadurch können komplexe Zusammenhänge und Wechselwirkungen innerhalb des Energiesystems sichtbar gemacht werden.
Verschiedene Zukunftsszenarien vergleichen
Mit Hilfe des Modells lassen sich unter anderem Fragestellungen zur Elektrifizierung, Wärmeversorgung, Energiespeicherung und Flexibilität systematisch analysieren.
Unterschiedliche technische Lösungen können miteinander verglichen und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Gesamtsystem bewertet werden. So entsteht eine fundierte Grundlage, um mögliche Entwicklungspfade frühzeitig zu erkennen und Investitionsentscheidungen besser abzusichern.
TOP-Energy-Anwendertage 2026
Der Vortrag ist Teil der TOP-Energy-Anwendertage 2026. Die Veranstaltung bietet Anwenderinnen und Anwendern sowie Fachleuten aus Industrie und Energiewirtschaft die Möglichkeit, aktuelle Projekte, Erfahrungen und Lösungsansätze rund um die digitale Energiesystemmodellierung vorzustellen und sich über zukünftige Entwicklungen auszutauschen. Erfahren Sie mehr über die TOP-Energy-Anwendertage: https://www.top-energy.de/unser-angebot/anwendertage
Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V (GFaI)
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
Weitere Informationen unter: www.top-energy.de
Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V (GFaI)
Volmerstr. 3
12489 Berlin
Telefon: +49 (30) 814563-300
Telefax: +49 (30) 814563-302
https://www.gfai.de/
E-Mail: marketing@gfai.de
TOP-Energy-Anwendertage 2026: Energieversorgung neu denken
Das Programm bietet Einblicke in Projekte von Bayer, BET Büro für Energiewirtschaft und technische Planung, e-con, WPW Leipzig, Fraunhofer IGCV und dem DLR-Institut für Technische Thermodynamik sowie weiteren Partnern aus Wissenschaft und Praxis.
Themenspektrum: Forschung trifft Praxis
Das Themenspektrum reicht von der Energieversorgung der Papierindustrie und der Abwärme-Reintegration in energieintensiven Trocknungsprozessen bis zur gekoppelten Kälte- und Wärmeversorgung an großen Forschungsstandorten. Weitere Beiträge beleuchten energieflexible Betriebsstrategien in der Industrie sowie die Wirtschaftlichkeit von Wärmespeicherkraftwerken unter veränderten Rahmenbedingungen.
Auch die Transformation bestehender Energieinfrastrukturen steht im Fokus. So geht es unter anderem um Variantenanalysen für Chemiepark-Infrastrukturen, die resiliente Energieversorgung kritischer Infrastrukturen und den Einfluss externer Faktoren auf langfristige Energiestrategien bis 2045.
Ergänzt wird das Programm durch Beiträge aus der Hochschul- und Forschungslandschaft, darunter das Institut NOWUM-Energy der FH Aachen und die Fachhochschule Dortmund. Sie zeigen unter anderem, wie Simulation und Optimierung in Forschung und Lehre eingesetzt werden können.
Anwendertage – online oder vor Ort
An zwei Veranstaltungstagen erwartet die Teilnehmenden ein vielseitiges Fachprogramm mit Vorträgen, neuen Impulsen und Gelegenheit zum persönlichen Austausch. Die Teilnahme ist kostenlos – sowohl vor Ort als auch online.
Neugierig auf die Themen? Das Programm der TOP-Energy-Anwendertage 2026 finden Sie hier.
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
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Wärmespeicher machen Kraftwerke wirtschaftlicher und resilienter
Drei Energiequellen und Märkte intelligent verbinden, aber wie?
Im Mittelpunkt der Simulation mit der Software TOP-Energy steht ein Kraftwerkskonzept, das ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk (GuD), einen Hochtemperatur-Wärmespeicher und eine Power-to-Heat-Anlage miteinander kombiniert. Mit TOP-Energy wird untersucht, wie das System flexibel auf unterschiedliche Marktbedingungen reagieren kann.
Der entscheidende Vorteil des Wärmespeichers: Die erzeugte Energie muss nicht unmittelbar genutzt werden. Wärme kann gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt eingesetzt werden. Dadurch kann das Kraftwerk gezielter auf attraktive Strompreise reagieren und gleichzeitig Wärme für ein Nahwärmenetz bereitstellen. Zusätzlich kann die Anlage Regelenergie für das Stromnetz, sogenannte aFRR, anbieten.
Relevante Erkenntnisse für Energieversorger und KWK-Betreiber
Die Ergebnisse sind insbesondere für Energieversorger, kommunale Wärmeversorger und Betreiber von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen interessant. Die Untersuchung zeigt, unter welchen Bedingungen die Kombination aus Wärmespeicher, Power-to-Heat und GuD-Kraftwerk wirtschaftliche Vorteile bietet und welchen Beitrag sie zu einer resilienteren Energieversorgung leisten kann.
TOP-Energy Anwendertage: Energieplanung mit Praxisbezug
Welche Erkenntnisse die Analyse für Energieversorger, kommunale Wärmelieferanten und Betreiber konventioneller KWK-Anlagen auf der Suche nach wirtschaftlichen und resilienten Transformationsstrategien liefert, erfahren Sie im Vortrag des DLR.
Der Vortrag ist Teil der TOP-Energy Anwendertage am 15. und 16. September. Die Veranstaltung bringt Fachleute und Anwender aus der Energiewirtschaft zusammen und zeigt anhand konkreter Anwendungsfälle, wie TOP-Energy bei der Planung, Bewertung und Optimierung komplexer Energiesysteme eingesetzt werden kann.
Sie möchten vor Ort oder online dabei sein? Jetzt kostenlos anmelden: https://www.top-energy.de/unser-angebot/anwendertage
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
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MiwaMix: GFaI macht Messdaten aus Akustik und Schwingungsanalyse direkt in Mixed Reality sichtbar
Das Forschungsprojekt MiwaMix der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) untersucht, wie sich dieses Problem mit Mixed Reality lösen lässt. Eine Middleware soll klassische Messsoftware mit verschiedenen Mixed-Reality-Brillen verbinden. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, dass sich Mixed-Reality-Brillen hinsichtlich ihrer technischen Schnittstellen und Bedienkonzepte unterscheiden. Die Middleware soll diese Unterschiede vereinheitlichen und damit die Nutzung verschiedener Geräte erleichtern. Messdaten, Ergebnisse und Ortsinformationen können dadurch direkt im Sichtfeld der anwendenden Person und im Zusammenhang mit dem Messobjekt dargestellt werden.
Weitere Informationen zum Projekt: https://www.gfai.de/forschung/projekte/bildverarbeitung/miwamix
Was MiwaMix technisch leistet
Die Middleware bildet eine Brücke zwischen zwei unterschiedlichen Systemwelten. Auf der einen Seite stehen vorhandene Messgeräte und Messprogramme. Auf der anderen Seite befinden sich MR-Brillen, die digitale Inhalte in die reale Umgebung einblenden können.
MiwaMix soll typische Funktionen, Datentypen und Datenformate klassischer Messsoftware abstrahieren und als standardisierte Schnittstelle bereitstellen. Gleichzeitig kapselt die Middleware die technischen Funktionen der MR-Brille. So können Daten übertragen, räumlich zugeordnet und innerhalb der MR-Anwendung dargestellt werden. Auch Eingaben über virtuelle Bedienelemente oder Gesten sollen an die Messsoftware zurückgemeldet werden können.
Hardware und Software werden unter Praxisbedingungen erprobt
Im ersten Projektabschnitt wurden aktuelle MR-Brillen und Entwicklungsframeworks untersucht. Für die weiteren Arbeiten wurden die Meta Quest 3 und die HTC Vive XR Elite ausgewählt. Ausschlaggebend waren unter anderem die Auflösung, das Sichtfeld, das Preis-Leistungs-Verhältnis und die Unterstützung des offenen Standards OpenXR. Die Anwendung wird mit Unity entwickelt. Außerdem wird eine Softwarelösung aus dem Vorgängerprojekt SenPosi auf die aktuelle technische Grundlage übertragen.
Die GFaI hat eine experimentelle Testumgebung mit einer Akustischen Kamera, drei Schwingungsaufnehmern, einem Datenrekorder und der Messsoftware NoiseImage aufgebaut. Als Versuchsobjekt dient ein transportabler Staubsauger. An ihm lassen sich akustische Signale und Schwingungen erzeugen, messen und anschließend in der Mixed-Reality-Umgebung darstellen.
Weitere Informationen zum Forschungsbereich der GFaI: https://www.gfai.de/forschung
Messdaten direkt am Sensor anzeigen
In den nächsten Tests sollen die Daten eines Schwingungsaufnehmers in Echtzeit als virtuelles Videofenster über dem Sensor erscheinen. Dafür werden unter anderem Frameraten, Auflösungen und Fenstergrößen untersucht. Die Informationen sollen gut lesbar bleiben, ohne den Blick auf das reale Prüfobjekt unnötig zu verdecken.
Darüber hinaus untersucht MiwaMix virtuelle Menüs und Werkzeuge für die Analyse. Perspektivisch kommen auch MR-spezifische Interaktionsformen wie Gestensteuerung und virtuelle Eingabeelemente in Betracht. Ziel ist eine Unterstützung der Fachanwenderinnen und Fachanwender – nicht deren Ersatz.
Projektstimme
„MiwaMix soll Messdaten und Ergebnisse dort sichtbar machen, wo sie gebraucht werden: direkt am Messobjekt und im räumlichen Zusammenhang der Messung.“
Alexander Jahnke, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, GFaI e. V.
Warum die Verbindung von Messtechnik und Mixed Reality relevant ist
Die räumliche Darstellung kann insbesondere bei Messaufgaben hilfreich sein, bei denen mehrere Sensoren, Messpositionen oder Ergebnisse miteinander verglichen werden müssen. Dazu zählen beispielsweise die Akustik- und Schwingungsanalyse, die Zustandsüberwachung und die technische Prüfung.
Die Middleware soll dabei helfen, bestehende Messsoftware sinnvoll zu erweitern. Eine standardisierte Schnittstelle kann außerdem die Grundlage dafür schaffen, unterschiedliche Messprogramme und MR-Anwendungen miteinander zu verbinden. Damit wird eine Nutzung von Mixed Reality auch für kleinere und mittlere Unternehmen mit spezialisierten Messaufgaben interessanter.
Das Projekt wurde zum 31. August 2026 abgeschlossen. Die abschließende Dokumentation und der Sachbericht befinden sich derzeit in Arbeit.
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Wie TOP-Energy die Papierindustrie bei der Energiewende unterstützt
Die Herausforderung: Komplexe Energieströme ganzheitlich verstehen
Industrielle Produktionsprozesse sind häufig durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Energieträger geprägt. In der Papierproduktion treffen beispielsweise Strom, Dampf, Heißluft und Abwärme aufeinander. Gleichzeitig beeinflusst die Produktionsmenge den Energiebedarf und damit das gesamte Energiesystem.
Für die Planung von Energieeffizienz- und Dekarbonisierungsmaßnahmen reicht es daher nicht aus, einzelne Energieflüsse isoliert zu betrachten. Entscheidend ist, die Wechselwirkungen zwischen Energiesystem und Produktionsprozess abzubilden.
Die Lösung: Energiesystem-Referenzmodell mit TOP-Energy
Mit der Software TOP-Energy wird ein Energiesystem-Referenzmodell aufgebaut, in dem unterschiedliche Energieträger dynamisch miteinander vernetzt werden. Wie viel Papier wird produziert? Welche Prozesstemperatur wird dafür benötigt? Welcher Druck ist für die Produktion erforderlich? Und wie viel Dampf wird für den Prozess benötigt? TOP-Energy simuliert und berücksichtigten den gesamten Energiebedarf und Prozessentwicklung und unterstützt somit bei der Findung der optimalsten Lösung.
Ein besonderer Vorteil: Dieses Konzept lässt sich an unterschiedliche Prozesse anpassen. Sind Prozessanforderungen wie Temperatur, Druck oder Dampfbedarf bekannt, kann man dasselbe Konzept auch beispielsweise in der Chemie-, Lebensmittel- oder Prozessindustrie angewendet werden und industrielle Energiesysteme analysiert werden.
Referenzmodell bei den TOP-Energy-Anwendertagen
Wie das Referenzmodell konkret aufgebaut wird und welche Möglichkeiten TOP-Energy für die Modellierung komplexer Energiesysteme bietet, zeigt Ricardo Ortiz Cabrera bei den TOP-Energy-Anwendertagen.
Die Veranstaltung steht unter dem Motto „Von Anwendern für Anwender“ und bietet Raum für praxisnahe Einblicke, Erfahrungsaustausch und Diskussionen rund um die Modellierung und Optimierung industrieller Energiesysteme. Interessierte Verfahrens- und Projektingenieure, Energieberater, Energiemanager sowie F&E-Teams sind herzlich eingeladen, den Vortrag zu besuchen und sich über den praktischen Einsatz von TOP-Energy auszutauschen. Jetzt kostenlos anmelden: https://www.top-energy.de/unser-angebot/anwendertage
Über TOP-Energy
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
Weitere Informationen unter: www.top-energy.de
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Effektive Betriebsstrategien machen industrielle Energiesysteme wirtschaftlicher und nachhaltiger
Wie sich durch eine intelligente Betriebsführung Kosten senken, CO₂-Emissionen reduzieren und der Eigenverbrauch optimieren lassen, zeigen Einblicke aus dem Forschungsprojekt SynErgie im Arbeitspaket „FlexQuartier“ der GreenFactory Ungerhausen bei den TOP-Energy Anwendertagen. Im Vortrag „Effektive Betriebsstrategien im energieflexiblen industriellen Energiesystem“ stellt Markus Weber, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, aktuelle Untersuchungsergebnisse vor.
16 Betriebsstrategien im Praxistest: TOP-Energy flexibilisiert Energysystem
Wie lässt sich ein komplexes Energiesystem möglichst effizient betreiben? Genau das wurde im FlexQuartier der Alois Müller Green Factory untersucht. 16 unterschiedliche Betriebsstrategien wurden analysiert und miteinander verglichen. Im Fokus: Energiekosten senken, Eigenversorgung optimieren, Lastspitzen vermeiden, Wärmeerzeuger und Speicher gezielt einsetzen sowie dynamische Strompreise nutzen.
Dafür wurde das gekoppelte Energiesystem mit TOP-Energy modelliert und simuliert. Die Ergebnisse zeigen, wie stark unterschiedliche Betriebsstrategien die wichtigsten wirtschaftlichen, energetischen und ökologischen Kennzahlen beeinflussen – und welche Ansätze besonders viel Potenzial bieten.
Flexibilität von Energiesystemen wird zum Erfolgsfaktor
Erneuerbare Energien, schwankende Strompreise und veränderte Marktbedingungen stellen neue Anforderungen an industrielle Energiesysteme. Wer flexibel reagieren kann, kann Kosten senken, Ressourcen besser nutzen und das Energiesystem effizienter betreiben.
Doch welche Strategie funktioniert am besten? Und wie lässt sich ein Energiesystem gezielt auf veränderte Bedingungen ausrichten? Die Antworten liefert der Vortrag des Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV bei den TOP-Energy Anwendertagen 2026.
Am 15. und 16. September 2026 erwarten die Teilnehmenden spannende Fachvorträge, konkrete Praxisbeispiele und aktuelle Impulse rund um die Planung und den effizienten Betrieb komplexer Energiesysteme – vor Ort und online.
Jetzt kostenlos anmelden: TOP-Energy Anwendertage 2026
Über TOP-Energy
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
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Batteriespeicher intelligent vermarkten: Green Planet Energy verknüpft TOP-Energy mit Python-Simulationen
Dieser Frage ist Green Planet Energy nachgegangen – mit einem innovativen Ansatz: Das Energieunternehmen verknüpfte die Simulationssoftware TOP-Energy mit einer eigenen Marktdatenanalyse in Python, um die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers am Sekundärregelmarkt (SRL) zu bewerten.
Wirtschaftlichkeit realistisch bewerten – mit echten Marktdaten und smarter Simulation
Ob sich ein Energiespeicher lohnt, hängt nicht nur von möglichen Einnahmen ab. Auch technische Faktoren wie Verschleiß durch häufiges Laden und Entladen oder Einschränkungen durch Reserven für Netzstabilität beeinflussen die Wirtschaftlichkeit.
Hinzu kommen unsichere Entwicklungen bei Strompreisen und CO₂-Kosten. Um all diese Aspekte realitätsnah abzubilden, nutzte Green Planet Energy echte Marktdaten aus der Vergangenheit – automatisch eingebunden ins Modell über eine Schnittstelle (REST-API) zur Software TOP-Energy.
Simulation mit TOP-Energy: Technik trifft Wirtschaftlichkeit
Mit TOP-Energy wurde der Speicherbetrieb realitätsnah simuliert – inklusive technischer Begrenzungen und Marktregeln. Eine zusätzliche Python-Anwendung lieferte Daten zu Preisschwankungen und Abrufmengen, die direkt ins Modell einflossen.
TOP-Energy stellte die Ergebnisse, wie Stromflüsse, Wirtschaftlichkeitskennzahlen und den Vergleich zur direkten Vermarktung am Strommarkt, klar und verständlich dar.
Green Planet Energy konnte auf dieser fundierten Datenbasis eine sichere Entscheidung treffen. Das Projekt zeigt: Moderne Energiesystemplanung ist digital, datenbasiert und praxisnah – und macht die Energiewende konkret. Weitere Informationen zum Anwendungsfall finden Sie hier.
Über TOP-Energy
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
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TOP-Energy lädt zu den TOP-Energy-Anwendertagen 2026 ein
Anwender berichten aus der Praxis
Genau diesen Erfahrungsaustausch fördern die TOP-Energy Anwendertage am 15. und 16. September 2026. Für das Programm sucht TOP-Energy jetzt Anwenderinnen und Anwender, die ihre Erfahrungen, Projekte und Best Practices als Referentinnen und Referenten vorstellen möchten.
„Unsere Anwendertage leben von den Praxisberichten der Teilnehmer. Besonders wertvoll sind Vorträge, die zeigen, wie Unternehmen konkrete Herausforderungen der Energiewende erfolgreich gemeistert haben“, erklärt das Organisationsteam von TOP-Energy.
Wissen teilen, Erfahrungen austauschen
Die TOP-Energy Anwendertage haben sich als etablierte Plattform für den fachlichen Austausch zwischen Industrie, Energieversorgern, Stadtwerken, Beratungsunternehmen und Forschungseinrichtungen entwickelt. Fachvorträge, Diskussionen und persönliche Gespräche ermöglichen den direkten Austausch zu aktuellen Fragestellungen der Energie- und Wärmewende. Sie möchten dabei sein? Melden Sie sich hier an.
Über TOP-Energy
TOP-Energy ist eine Energiesystem-Simulationssoftware, die von der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI) in Berlin entwickelt wird. Die Software ermöglicht die Modellierung, Simulation und Optimierung hochkomplexer Energiesysteme – von industriellen Prozessen über Quartierslösungen bis hin zu kommunalen Strukturen.
Mit flexiblen Komponenten, umfassenden Steuerungs- und Analysetools sowie aktuellen Datenquellen unterstützt TOP-Energy Anwenderinnen und Anwender aus Forschung, Planung und Wirtschaft dabei, nachhaltige und wirtschaftliche Energiesysteme zu entwickeln.
Die GFaI e. V. ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut mit Sitz in Berlin-Adlershof. Der Verein ist auf angewandte Informatik spezialisiert und entwickelt praxisnahe Softwarelösungen für Industrie, Energie und Wissenschaft.
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Mathematische Optimierung beschleunigt die Grobplanung komplexer Karosseriebauanlagen und macht Varianten objektiv vergleichbar
Im Mittelpunkt der aktuellen Forschungsarbeiten stehen roboterbasierte Karosseriebauanlagen. Bei ihrer Planung müssen zahlreiche technische und wirtschaftliche Entscheidungen gleichzeitig berücksichtigt werden. Dazu gehören unter anderem die Stationsstruktur, die Anzahl und Zuordnung der Roboter, die Auswahl geeigneter Werkzeuge, zeitliche Abläufe, Taktzeiten sowie der Flächen- und Ressourcenbedarf.
Da sich diese Faktoren gegenseitig beeinflussen, reicht es nicht aus, einzelne Teilprobleme unabhängig voneinander zu optimieren. Ein zusätzlicher Roboter kann beispielsweise die Taktzeit verbessern, zugleich aber Auswirkungen auf die Zahl der Stationen, den Flächenbedarf und die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage haben.
Grobplanung als integriertes Optimierungsproblem
Der Forschungsansatz der GFaI betrachtet die Grobplanung deshalb als integriertes mathematisches Optimierungsproblem. Als Lösungsverfahren kommt ein Mixed-Integer Linear Programming (MILP)-Modell zum Einsatz, das diskrete Entscheidungen (z. B. Anzahl der Roboter, Stationszuordnung) mit kontinuierlichen Größen (z. B. Taktzeit, Flächenbedarf) kombiniert. Die unterschiedlichen Planungsentscheidungen und ihre Wechselwirkungen werden in einem gemeinsamen Modell erfasst.
Dadurch können technische und wirtschaftliche Randbedingungen gleichzeitig berücksichtigt werden. Statt einzelne Anlagenkonzepte nacheinander manuell auszuarbeiten, lassen sich unterschiedliche Varianten automatisiert erzeugen, vergleichen und anhand einheitlicher Kriterien bewerten.
„Die Herausforderung besteht nicht darin, immer mehr Daten zu sammeln. Entscheidend ist, aus den vorhandenen Informationen unter zahlreichen Randbedingungen eine technisch geeignete und wirtschaftlich sinnvolle Lösung abzuleiten“, erklärt Dr. Gregor Wrobel, Geschäftsführer der GFaI.
Die integrierte Modellierung ermöglicht es, verschiedene Anlagenvarianten innerhalb weniger Stunden zu berechnen und objektiv miteinander zu vergleichen. In konventionellen Planungsprozessen kann die manuelle Entwicklung und Bewertung einzelner Varianten dagegen mehrere Tage beanspruchen.
Forschungsergebnisse werden mit AutoPlan industriell nutzbar
Damit die entwickelten Verfahren nicht auf wissenschaftliche Veröffentlichungen beschränkt bleiben, hat die GFaI die Optimierungsansätze in das Softwarewerkzeug **AutoPlan** überführt.
AutoPlan unterstützt die Grobplanung getakteter und verketteter Produktionsanlagen. Produktionsabläufe werden zunächst grafisch als Prozessketten modelliert. Zusätzlich werden Anforderungen an das Produktionssystem sowie verfügbare Ressourcen, Prozesse und Planungsregeln hinterlegt.
Auf dieser Grundlage kann die Software automatisiert Anlagenentwürfe erzeugen. Dazu gehören eine mögliche Stationsstruktur, die Ressourcenzuordnung, ein grobes räumliches Anlagenlayout und ein Taktzeitdiagramm. Planende können verschiedene Konzepte gegenüberstellen und beispielsweise hinsichtlich Kosten, Ressourceneinsatz, Flächenbedarf und Anlagenverhalten bewerten.
Weitere Informationen zur Entwicklung und zu den betrachteten Eigenschaften von Produktionssystemen stehen auf der GFaI-Website zur Verfügung:
Automatisierungslücke zwischen Produktentwicklung und Feinplanung schließen
Während Produktentwicklung und detaillierte Anlagenplanung bereits umfassend durch CAD-, Simulations- und PLM-Systeme unterstützt werden, erfolgt die vorgelagerte Grobplanung häufig noch mit Tabellenkalkulationen, Präsentationswerkzeugen und dem Erfahrungswissen einzelner Fachkräfte.
Gerade in dieser frühen Phase werden jedoch zentrale Weichen für die späteren Investitions- und Betriebskosten einer Anlage gestellt. Können mehrere Varianten schnell untersucht werden, erhalten Unternehmen eine breitere und nachvollziehbarere Entscheidungsgrundlage.
AutoPlan ist darauf ausgelegt, sich in bestehende digitale Planungsumgebungen einzufügen. Eingabeparameter können aus vorhandenen Systemen übernommen und die Ergebnisse für nachfolgende Planungsschritte bereitgestellt werden. Auf diese Weise trägt die Lösung dazu bei, die bislang bestehende Automatisierungslücke zwischen Produktentwicklung und Feinplanung zu schließen.
Mathematische Optimierung und KI ergänzen sich
Für die zukünftige Produktionsplanung erwartet die GFaI eine engere Verbindung von mathematischer Optimierung, künstlicher Intelligenz und menschlichem Fachwissen.
KI-Verfahren können beispielsweise dabei unterstützen, Informationen aus unterschiedlichen Quellen aufzubereiten, Anforderungen zu strukturieren oder Planungswissen zugänglich zu machen. Die Berechnung wirtschaftlich geeigneter Produktionssysteme unter komplexen Randbedingungen bleibt jedoch eine mathematische Optimierungsaufgabe.
Ein weiterer Schwerpunkt wird voraussichtlich die Integrationsplanung bestehender Produktionsanlagen sein. Unternehmen errichten nicht ausschließlich neue Anlagen, sondern müssen vorhandene Linien für neue Produkte und veränderte Produktionsanforderungen weiterentwickeln. Dabei gilt es zu bewerten, welche Ressourcen weiterverwendet werden können, wo Anpassungen erforderlich sind und welche Variante unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten am besten geeignet ist.
Interview gibt Einblicke in Forschung und industrielle Anwendung
In einem aktuellen Interview mit dem Fachmedium PRODUKTION erläutert Dr. Gregor Wrobel die Herausforderungen der Grobplanung, den wissenschaftlichen Ansatz der GFaI und die zukünftige Rolle mathematischer Optimierung in digitalen Planungsketten.
Das vollständige Interview ist hier abrufbar:
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KI unterstützt die Qualitätskontrolle komplex gemusterter Textilien
Das Projekt „KoMuTex – ML-basierte Qualitätssicherung komplex gemusterter Textilien im Webwarenbereich“ wird im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) über den Projektträger DLR gefördert. Die Fördersumme beträgt 274.938,49 Euro. Das Vorhaben läuft vom 1. November 2025 bis zum 30. April 2028 und wird von Miriam Schneider, Co-Bereichsleitung Bildverarbeitung und Industrielle Anwendungen (BIVA) geleitet.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines teilautomatisierten Assistenzsystems für die Qualitätskontrolle von Webwaren. Hierfür entstehen sowohl ein Aufnahmedemonstrator für ein Warenschaugestell als auch eine KI-basierte Softwarelösung, die Fehler in komplex gemusterten Textilien erkennen kann.
Bislang erfolgt die Qualitätskontrolle häufig manuell durch geschulte Mitarbeitende, die die über ein Warenschaugestell laufenden Stoffbahnen visuell prüfen. Gerade bei komplexen Musterstrukturen ist diese Aufgabe anspruchsvoll und zeitintensiv. KoMuTex soll diesen Prozess unterstützen, indem potenzielle Fehlerstellen automatisch erkannt und hervorgehoben werden.
„Komplex gemusterte Textilien stellen hohe Anforderungen an die Qualitätskontrolle. Mit KoMuTex entwickeln wir ein Assistenzsystem, das Mitarbeitende gezielt unterstützt und Fehler auch in anspruchsvollen Musterstrukturen zuverlässig sichtbar macht“, erklärt Miriam Schneider.
Mit dem Projekt adressieren die Partner insbesondere die mittelständisch geprägte deutsche Textil- und Bekleidungsindustrie. Ziel ist es, den Aufwand für die Qualitätskontrolle zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Produktqualität sicherzustellen.
Die starke Praxisorientierung des Projekts wird durch einen projektbegleitenden Ausschuss mit insgesamt 14 Unternehmen sichergestellt. Besonders bemerkenswert ist der hohe Anteil kleiner und mittlerer Unternehmen: 11 der 14 beteiligten Unternehmen sind KMU. Vertreten sind unter anderem Webereien, Bekleidungshersteller, Softwareentwickler sowie Start-ups aus dem Textilbereich.
KoMuTex leistet damit einen Beitrag zur Digitalisierung der Qualitätskontrolle und zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Textilindustrie.
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