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Das Ziel dieser Arbeit ist die Automatisierung der Modellerzeugung für Fermentationen mit Mikroorganismen. Durch die entwickelten Methoden und das Programm Modellstrukturgenerator können mit geringem Aufwand Modelle für bestehende Prozessentwicklungs- und -führungssysteme erstellt werden. Der Modellstrukturgenerator durchläuft zwei Schritte: Zunächst werden aus gegebenen Reaktionsformeln standardisierte Modellgleichungen formuliert, gefolgt von der Erzeugung ausführbarer Programme. Ein zentraler Aspekt dieser Dissertation ist der Aufbau informationstheoretischer Strukturen zur Erreichung des Automatisierungsziels. Diese Automatisierung ermöglicht die Erstellung zahlreicher Modellvarianten ohne zusätzlichen Aufwand, die automatisch an vorhandene Messdaten angepasst werden können, um ihre Eignung zu beurteilen. Der Benutzer ist somit nicht auf eine spezifische Modellimplementierung beschränkt, sondern kann nach der Evaluierung die geeignetste Variante auswählen. Es kann jedoch vorkommen, dass die Entscheidung für ein Modell unklar bleibt. Daher wurde die Funktion zur Trajektorienplanung erweitert, um mehrere Modelle parallel zu berücksichtigen. Zudem können Experimente so geplant werden, dass Unterschiede zwischen den Modellen herausgearbeitet werden (modelldiskriminierende Versuchsplanung). Die Anwendung dieser beiden Multimodell-Planungsverfahren wird ebenfalls vorgestellt.
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Software-unterstützte Erzeugung von mathematischen Modellen zur biotechnologischen Prozessführung, Norman Violet
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- 2016
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