KI eröffnet neue Möglichkeiten

Symposium für Aufbereitungstechnik
in Freiberg/Sachsen

Über 150 Fachleute trafen sich am 8. März 2024 im Städtischen Festsaal in Freiberg/Sachsen zu der o.g. jährlich stattfindenden Veranstaltung. Prof. Dr.-Ing. Holger Lieberwirth, Direktor des Instituts für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik (IATR) der TU Bergakademie Freiberg nahm dieses denkwürdige Datum zum Anlass, den anwesenden Damen zum Internationalen Frauentag zu gratulieren – eine nette Geste inmitten des stark männlich geprägten Auditoriums.

 

Einführungsvorträge

In seiner Begrüßungsrede nannte Florian Festge, Haver & Boecker OHG Oelde und Vorsitzender des Freundes- und Förderkreises des IART als Leitthemen des Symposiums KI und Ingenieurtechnik und erläuterte die Ziele des Freundeskreises, die u. a. in der Förderung von F&E-Themen und der Entwicklung der Lehre bestehen. Konkret heißt das z. B. Anbieten von Themen für die studentische Ausbildung, Unterstützung beim Berufseinstieg oder Organisation von Exkursionen. Positiv schätzte Florian Festge die Entwicklung der Studentenzahlen ein. So wurde der Rückgang von Studienanfängern gestoppt. Es gelte aber weiterhin, den Studiengang Maschinenbau in Freiberg noch attraktiver zu gestalten, wozu er alle aufrief mitzuhelfen.

 

Prof. Lieberwirth erläuterte in seiner Begrüßungsrede den zukünftigen Stellenwert von KI, die schon heute – wie hier im Symposium – ein bestimmendes Thema ist, betonte aber auch, dass „wir uns durch sie nicht herumkommandieren lassen werden. Es stecken immer Menschen hinter KI, es ist ‚nur‘ Mathematik, aber es sind eben riesige Zahlenmengen mit stochastischen Modellen dahinter. Insofern wird KI nicht die Menschen ersetzen, vielmehr muss der Mensch hinter ihr stehen und sein Wissen einbringen.“ Anschließend stellte Prof. Lieberwirth das IART vor, wies auf den Diplom-Studiengang im Maschinenbau hin und hob besonders die Möglichkeit des kooperativen Studiums – Studium und parallel dazu Arbeit in einem Unternehmen – hervor. Er schloss mit der Vorstellung einiger Projekte, wobei der Aufbau eines grünen Forschungszentrums (Circ Econ-Center for green circular economy) gemeinsam mit der TU Dresden, der TU Chemnitz und der FHS Görlitz-Zittau sehr vielversprechend sei.

 

Fachbeiträge

In dreizehn Fachvorträgen wurden neuste Forschungs- und Betriebsergebnisse aus den Bereichen KI zur Prozessüberwachung, Maschinen und Anlagen sowie Anwendungsbeispiele von praxisbewährten Aufbereitungsverfahren vorgestellt, von denen einige nachfolgend aufgeführt sind.

 

Dem Thema Steigerung der Effizienz und Zuverlässigkeit durch fortschrittliche Zustandsüberwachung und Digitalisierung von Kreiselbrechern in der Bergbauindustrie widmete Yassin Fela, FLSmidth Mining Technology GmbH Ennigerloh seinen Beitrag „Der Kreiselbrecher als ‚Smart Sensor‘ – Prozessüberwachung durch Anomaliendetektion“. Die dabei erhaltenen Softsensor-Prognosen lassen sich vielfältig nutzen. Die Analyse der erfassten Daten mit Maching-Learning-Algorithmen und die Kombination von KI und dem Spezialwissen von OEM-Experten schafft neue Möglichkeiten für die Bergbauindustrie. Die so ausgestatteten Maschinen haben dank KI und Softsensoren ein großes Potential für die Machine-to-Machine-Kommunikation, da diese sich selbstständig an den Materialverarbeitungsprozess anpassen.

 

Ein Gemeinschaftsgremium aus Autoren des IART Freiberg und der Köppern Entwicklungs-GmbH Hattingen stellte in seinem Beitrag – vorgetragen von Johannes Müller, IART – „KI für die Kreislaufsteuerung mineralischer Aufbereitungsanlagen“ die Ziele und Einflussgrößen solcher Aufbereitungskreisläufe am Beispiel des Kompaktier-Granulier-Verfahrens zur Herstellung von Düngemittelgranulaten vor. Um einen stabilen Kreislauf zu gewährleisten, müssen die einzelnen Prozessparameter optimal aufeinander abgestimmt sein. Zusätzlich zu den bisherigen Analysenverfahren kann KI zur Untersuchung der Signifikanz einzelner Kenngrößen herangezogen werden und stellt damit ein zusätzliches Werkzeug zur Untersuchung wesentlicher Prozessparameter dar.

 

Im Beitrag eines weiteren Autorenteams der RWTH Aachen, der Kleemann GmbH Göppingen, der Point 8 GmbH Dortmund und des Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH Kaiserslautern (Vortragende Frau Lieve Göbbels, RWTH Aachen) wurde das Forschungsprojekt KIMBA (KI-basierte Prozesssteuerung und automatisiertes Qualitätsmanagement) vorgestellt, das sich mit dem wichtigen Thema des Recyclings von Bau- und Abbruchabfällen zu RC-Baustoffen durch sensorbasiertes Inline-Monitoring von Korngrößenverteilungen (KGVs) beschäftigt. Erste Ergebnisse wurden vorgestellt, bei denen die heterogenen mehrlagigen RC-Stoffströme mittels 3D-Lasertriangulationsmesstechniken vermessen und Deep-Learning-Modelle für die Partikelsegmentierung und die Vorhersage von KGVs angewandt werden.

 

Mit dem „Einsatz von KI-Methoden für intelligentes und autonomes Grinding“ beschäftigte sich Rupert Kirchner, CEMTEC Cement and Mining Technology GmbH Linz (AU). Er stellte einen fortschrittlichen Ansatz vor, der auf Reinforcement Learning basiert, um ein flexibles und adaptives Regelungssystem für Trockenmahlkreisläufe zu entwickeln. Nach Erläuterung der Grundlagen dieser fortgeschrittenen und praxisnahen KI- Technik ging er auf die Anwendung derselben in der Rohstoffaufbereitung ein und zeigte, dass damit die Entwicklung und Implementierung adaptiver Regelungssysteme möglich wird, die einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen und effizienten Gestaltung von Aufbereitungsprozessen leisten können.

 

Auch die praxisrelevanten, verfahrenstechnisch orientierten Beiträge zeigten den Innovationsgeist und Ideenreichtum für die Entwicklung und Anwendung von ökonomischen und gleichermaßen ökologischen, nachhaltigen Verfahren für die Erzeugung hochwertiger Aufbereitungsprodukte. Beispielsweise berichtete Dip.-Ing. Michael Bunzel, MUEG Mitteldeutsche Umwelt- und Entsorgung GmbH Großpösna über das „Recycling von gipshaltigen Bauabfällen“ auf der Grundlage aus einem fast 10 Jahre währenden Betrieb. Das Recycling von Gipsabfällen gewinnt seit dem beschlossenen Kohleausstieg und dem dadurch bedingten Wegfall von REA-Gips immer mehr an Bedeutung. Die bei der MUEG angewandte Recyclingtechnologie für Gipskartonabfälle zeichnet sich infolge einer schonenden Zerkleinerung durch optimale Gewährleistung der Qualitätskriterien von RC-Gips (Überwachung durch ein umfangreiches Qualitätsmanagement) und damit des Produktstatus für dieses Recyclingmaterial aus (s.a. auch AT Mineral Processing 01-02/2024, S. 55-61).

 

Neue Ideen im Bereich Maschinen- und Anlagenbau für die Gewinnung von Wertstoffen aus Bau- und Abbruchabfällen, die den größten Massenanteil der Abfälle darstellen, sind gefragt und wurden auch auf diesem Symposium. präsentiert. Ein Beispiel dafür ist der Beitrag „Aufbereitung von Sekundärrohstoffen mit integrierter Prozesswasseraufbereitung am Beispiel des Recyclings von Baumischabfall“ von Dipl.-Ing. Sebastian Kemper, WIMA Wilsdruffer Maschinen- und Anlagenbau GmbH Wilsdruff. Durch Einsatz der Hydro-Dichte-Separation gelingt es bei Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers von 300 – 700 m/s vor allem organische Störstoffe aus dem Abfallgemisch abzutrennen und die Schwerfraktion so für die weitere Aufbereitung zur Erzeugung von RC-Baustoffen vorzubereiten. Das dafür benötigte Prozesswasser wird über eine integrierte Wasseraufbereitung im Kreislauf geführt.

 

Oft gefragt sind gerade im Bereich der Aufbereitung von Bauabfällen oder Restauskiesungen kleinere mobile Anlagen, die nicht nur flexibel einsetzbar, sondern auch bezüglich der Investitionen kostensparend sind. Über eine solche Anlage referierte Gustav Beck, WIRTGEN DEUTSCHLAND Vertriebs- und Service GmbH Windhagen („Mobile Nassaufbereitung für natürliche und recyclierte Gesteinskörnungen mit geschlossener Prozesswasserführung zur ressourcenschonenden Herstellung von normgerechten Betonzuschlagstoffen“). Er stellte ein realisiertes Projekt vor, bei dem 150 000 t eines Sand-Kies-Gemisches 0/32 bei einer Baumaßnahme ausgebaut und anschließend aufbereitet wurden (Nasssiebe, Hydrozyklon, Lammellen-Klärcontainer; Wasseraufbereitung im geschlossenen Kreislauf). Ziel war es, eine gewaschene Kies- und Sandkörnung mit fünf Fraktionen für Beton zu erhalten. Das System wird auch zum Waschen von Splitt-Körnungen eingesetzt (realisiertes Projekt im Muschelkalk). Als entscheidender Vorteil der Verfahrensentwicklung wurde die hohe Mobilität und Flexibilität der Anlage genannt.

Ohne auf Einzelheiten einzugehen sind auch nachfolgende Vorträge über innovative technische Entwicklungen zu nennen:

Verschleißmessungen an Zerkleinerungsaggregaten (M. sc. Julius Ortmanns, Köppern Entwicklungs-GmbH Hattingen),

Moderne Lösungen in der Siebtechnik – Die neue Generation NIAGARA-T-Class (Klaus Fennenköfer, HAVER NIAGARA GmbH Münster),

Komarek – kleine Kompaktier-Granuliermaschinen für mineralische Stoffe (M.sc. Adrian Thamm, Köppern Aufbereitungstechnik GmbH Freiberg)

Resümee

In seinem Schlusswort unterstrich Prof. Lieberwirth die hohe Teilnehmerzahl, bedankte sich für die Organisation der Veranstaltung und die Disziplin der Referenten sowie die Einhaltung des gesamten Ablaufplanes. Interessierte lud er zu einer Institutsbesichtigung in das IART im Anschluss an die Vortragsveranstaltung ein.

 

Die Veranstaltung war erneut ein beredtes Beispiel für die Verzahnung von Forschung und Praxis. Das Vortragsprogramm umspannte einen großen Bogen der Aufbereitungstechnik von der Anwendung der KI bis hin zu Sieb- und Waschanlagen. Fragen der Wirtschaftlichkeit, der Gewinnung von Recyclingprodukten und damit der Ressourcenschonung durch Anlagenoptimierung sind an der Tagesordnung, und der Maschinen und Anlagenbau stellt sich diesen Herausforderungen. Die ersten Schritte zur Anwendung der KI in der Aufbereitungstechnik sind erfolgt, die diesbezüglichen Entwicklungen werden sehr schnell voranschreiten. KI wird den Menschen nicht ersetzen, sondern ihn unterstützen – das zeigten die spannenden Vorträge und Diskussionen auf dem Symposium deutlich.

 

Mit einer Abendveranstaltung in geselliger Atmosphäre fand das interessante und informative Symposium seinen endgültigen Abschluss. Das nächste Symposium für Aufbereitungstechnik ist für den 06.03.2025 in Freiberg geplant.

Autorin:

Dr. Brigitte Hoffmann Consulting Kreislaufwirtschaft/Umweltschutz, Oberschöna/Deutschland


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