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Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Haueisen
BMTI Institutsleiter und Fachgebietsleiter Biomedizinische Technik
Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Haueisen
Telefon +49 3677 69 2861
Die galvanische Behandlung von Oberflächen durch Metallauftrag oder anodische Oxidation ist bei der Herstellung vieler invasiv genutzter Medizinprodukte ein entscheidender Verfahrensschritt. Implantate müssen häufig mit biokompatiblen Oberflächen in mehrstufigen Prozessen versehen werden. Für die galvanische Bearbeitung von Medizinprodukten bestehen dabei besondere Anforderungen bezüglich einer strikten Einhaltung der vorgegebenen minimalen und maximalen Prozesszeiten sowie einer lückenlosen Dokumentation der Bearbeitungsschritte. Abbildung 1 zeigt beispielhaft das Schema einer Galvanikanlage.
Im Fokus dieses Projekts steht die Entwicklung von Optimierungsmethoden für die automatische Berechnung galvanischer Behandlungsprogramme, die für eine vorgegebene Menge an Waren mit individuellen Prozessvorgaben die Behandlungspositionen, Behandlungszeiten, Transportvorgänge und Transportzeiten beschreiben. In die Optimierung werden unter anderem die Prozessvorgaben für die Waren, die Prozessparameter der Positionen, die Parameter der Transporter und die bereits laufende Behandlungsprogramme mit einbezogen.
Im hier betrachteten Anwendungsfall erfolgt die Berechnung der Programme erst kurz vor Behandlungsbeginn wenn die Waren zur Verfügung stehen und deren individuelle Prozessvorgaben bekannt sind. Da die Zeit für die Optimierung durch den Verfahrensablauf in der Anlage technologisch beschränkt ist, muss innerhalb relativ kurzer Zeit ein Behandlungsprogramm zur Verfügung stehen, das alle Vorgaben und Restriktionen erfüllt und dabei eine möglichst geringe Gesamtbehandlungszeit und geringe Kosten für die entsprechenden Waren aufweist. Für diese Optimierung werden im Projekt mehrstufige Verfahren entwickelt, welche für eine effiziente Berechnung probabilistische kombinatorische Verfahren mit deterministischen Ansätzen kombinieren. Abbildung 2 zeigt als Beispiel ein optimiertes Behandlungsprogramm für elf Warenträger.