Die Erfindung betrifft mindestens eine Anlage (Englisch: „plant“ oder „vacility“) sowie ein Verfahren zur Aufbereitung und Verarbeitung von Rohstoffen zu Hochleistungs-Beton, insbesondere zu Ultra- Hochleistungs-Beton (UHPC), und/oder zu Keramik-ähnlichen Baustoffen sowie eine Vernetzung mehrerer solcher Anlagen und den Einsatz einer Künstlichen Intelligenz zur optimierten Steuerung von Anlage und Verfahren.

Die erfindungsgemäße eine Anlage ist insbesondere so beschaffen, dass die die beiden folgenden Produktionsschritte dezentral und integriert umsetzen und steuern kann: o Aufbereitung, insbesondere, unmittelbare on-demand (nach Bedarf) Aufbereitung von Rohstoffen zu definierten, individuellen Zuschlagstoffen (Aggregaten bzw. Additiven), o vor-Ort Verarbeitung der Zuschlagstoffe zu Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, wobei unter Fertigbeton jede Art von fertig gemischtem, noch nicht erhärtetem Hochleistungs-Beton (wie z.B. Transportbeton, Spritzbeton, Gießbeton) oder jede Art von fertig gemischtem, noch nicht mit Wasser versetzten Hochleistungs-Beton (sog. Trockenbeton, wie z.B. fertig konfektionierte Trocken-Mischungen) verstanden wird.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Hochleistungs-Beton, insbesondere von Ultra- Hochleistungs-Beton (Englisch: Ultra High Performance Concrete, UHPC). Im Rahmen dieses kalten Produktionsprozesses, ohne Brennofen, werden auch Keramik-ähnliche Baustoffe hergestellt.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mit solchen Anlagen durchgeführtes Verfahren zur Herstellung von Hochleistungs-Beton in Gestalt von Fertigbeton, umfassend auch die Aufbereitung von Rohstoffen und die Bereitstellung von definierten Zuschlagsstoffen für eine optimierte, spezifische Herstellung von Fertigbeton (Mischungen oder flüssigem Fertigbeton) oder daraus gefertigten Produkten sowie ein Netzwerk mit mehreren Anlagen, die an verschiedenen Einsatzorten installiert sind, und auf diesem Netzwerk aufbauende Einsatz einer dafür entwickelten Künstlichen Intelligenz zur optimierten Steuerung von Anlage und Verfahren.

Zum Hintergrund: Rohstoff-Lieferanten bereiten Rohstoffe auf und stellen diese in gewünschten Fraktionen (Korngrößen) als Zuschlagstoff für die Betonherstellung zur Verfügung. Bei der Herstellung von Fertigbeton werden Zuschlagstoffe (z.B. Quarzsand, Split, Kies) mit Bindemitteln (z.B. Zement) nach einer bestimmten Rezeptur vermischt, wobei zur Anfertigung von flüssigem Beton noch Wasser in definierten Mengen hinzugefugt wird. Die Zuschlagstoffe werden weitgehend aus Primär-Rohstoffen (insbesondere Sand/Kies und Gestein, wie z.B. Basalt oder Granit) gewonnen. Zusätzlich werden pulverförmige oder flüssige Zusatzstoffe, wie Flugasche, Silicastaub und Farbstoffe verwendet.

Im Zusammenhang mit der Herstellung von Hochleistungs-Beton ist zu berücksichtigen, dass Sand einer der wichtigsten Rohstoffe ist und dass die Nachfrage nach Sand sich vor dem Hintergrund der wachsenden Weltbevölkerung in den letzten Jahrzehnten vervielfacht hat. Insbesondere zur Herstellung von Hochleistungs-Beton geeigneter Sand ist ein erheblich nachgefragter und knapper Rohstoff. Auch zu berücksichtigen ist, dass nicht jede Art von Sand direkt zur Herstellung von Hochleistungs-Beton eingesetzt werden kann; so ist beispielsweise Wüstensand glatt und rund geschliffen und hegt in einheitlichen Korngrößen vor, sodass diese relativ glatten Sandkörner keine belastbare Verbindung mit Zement eingehen können. Recycelte Rohstoffe (wie z.B. Abbruchmaterial) kommen bisher nur begrenzt zum Einsatz.

Der erhebliche und weiterhin steigende Bedarf an Zuschlagstoffen und die weltweit zunehmende Knappheit an verwendbarem Sand stellen die globale Rohstoff- und Bauindustrie vor große Herausforderungen. Aus ökonomischer wie ökologischer Sicht wird es entscheidend sein, die Verwendung von recycelten und Sekundär-Materialien bzw. -Ressourcen deutlich zu steigern. Diese Sekundär-Ressourcen fallen lokal an und die Verwertung in dezentralen Wirtschaftskreisläufen ist anzustreben, unter anderem zur Vermeidung weiter Transportwege.

Um die vor Ort gegebenen Möglichkeiten (Rohstoffvorkommen, Re- und Upcycling, regionale Beschaffung) optimal zu nutzen und die jeweiligen Produktionsbedingungen (Witterung, Personal, Baustile) zu berücksichtigen, sind Technologien, die eine flexible Anpassung an die lokalen Gegebenheiten ermöglichen, entscheidend. Hierdurch entsteht ein klarer Bedarf an neuen, innovativen Anlagen und Verfahren zur dezentralen vor-Ort Aufbereitung von Rohstoffen zu definierten Zuschlagsstoffen für eine optimierte Herstellung von Fertigbeton.

Neben dem Einsatz von Sekundär-Materialien bietet die Verwendung von Ultra-Hochleistungs-Beton (UHPC) weitere ökonomische, technische und ökologische Vorteile, u.a. erhebliche Material- und CO2- Einsparungen gegenüber klassischen Beton-Baustoffen. Trotzdem kommen UHPC-Lösungen im Vergleich zur Vielzahl interessanter Anwendungsszenarien nur begrenzt zum Einsatz. Dies liegt an hohen Produkt- und Transportkosten, die sich aus den folgenden Faktoren ableiten lassen: o anspruchsvolle UHPC-Herstellungsprozesse, insbesondre im Vergleich zu klassischem Beton o wenige Anbieter mit zentralen Herstellungsprozessen o teure Vorprodukte (Bsp. spezielle Aggregate und Zusatzmittel wie Micro-Silica) o weite, zum Teil globale Transportwege

Es wird auf folgende Studien verwiesen: o Cost and Ecological Feasibility of Using UHPC in Bridge Piers

° UHPC: Ultra-high-performance concrete: Constituents., mechanical properties, applications and current challenges

Bekannte Beispiele und Nutzung von UHPC-Fertigmischungen sind: o Ductal® von Holcim (“Ductal” ist eine eingetragene Marke der Firma LafargeHolcim, USA) o NANODUR® von Dyckerhoff, Anwendung durcrete (“NANODUR” is eine eingetragene Marke der Dyckerhoff GmbH, Deutschland)

Zum Stand der Technik im Bereich der Anlagen- und Prozesstechnik

Neben zentralen Herstellungsprozessen und -anlagen großer Anbieter, gehören auch Maschinen, die einzelne Schritte der Aufbereitung von Rohstoffen und der anspruchsvollen UHPC-Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse abbilden, zum Stand der Technik, unter anderem Maschinen (z.B. Mühlen und Mischer) und Lösungen o www.mineraliengineering.it/machinery

° www.eirich.com/en/processes/mixin -techriologv/intensive-mixers o www.wiggert.com/advanced-concre te-technologies/?lang=us

Aufgabe und Lösung der Erfindung

Wie zuvor erörtert, findet sich im Stand der Technik bisher keine Anlage, die die Aufbereitung von Rohstoffen (auch lokalen Abfall-, Rest- und Sekundär-Stoffen) zu definierten Zuschlagstoffen (Aggregaten) und deren Verarbeitung zu UHPC/HPC und Keramik-ähnlichen Baustoffen in einem Produktionsprozess integriert und eine dezentrale Umsetzung, bei hoher Flexibilität und gleichbleibend hoher Qualität, ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Netzwerk mit mehreren Anlagen aufweisend die Merkmale des Anspruchs 9; durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11; durch eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und durch ein Computerprogramm-Produkt mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Die davon abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Gemäß Hauptanspruch 1 wird eine Anlage zur Herstellung von Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, insbesondere Trocken-Mischungen zum Anfertigen von Hochleistungs-Beton oder betonähnlichen Produkten oder verwendungsfertigem Nassbeton oder damit angefertigten Beton- oder betonähnlichen Produkten, definiert, wobei die Anlage beschaffen ist, zumindest einige der benötigten Zuschlagstoffe durch Aufbereitung von Rohstoffen anzufertigen und dazu die folgenden Komponenten aufweist: mindestens ein befüllbares erstes Behältnis zur Bereitstellung der Rohstoffe (wie z.B. Gestein, Abbruchmaterial) ; mindestens ein befüllbares zweites Behältnis zur Bereitstellung eines Bindemittels (wie z.B. Zement oder Harz);

...mindestens ein befüllbares drittes Behältnis (z.B. Silo) zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe (insbesondere aus den Rohstoffen gewonnen Sand, Kies, Split in gewünschten Körnungen) und/oder zur Zwischenspeicherung einzelner Fraktionen als Zuschlagsstoffe; wobei die Anlage mehrere Verarbeitungsvorrichtungen und Transportvorrichtungen (z.B. Transportbänder oder -röhren) aufweist, wobei einzelne der Verarbeitungsvorrichtungen mit zumindest einzelnen der Behältnisse über die Transportvorrichtungen verbunden sind und wobei zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen vorgesehen sind: eine erste Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Zerkleinerungsvorrichtung (insbes. Mühle) ausgebildet ist zum mechanischen Zerkleinern der Rohstoffe; eine zweite Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Fraktioniervorrichtung (z.B. Sieb und/oder Air Classifier) ausgebildet ist zum Fraktionieren (Trennen und Sortieren) der zerkleinerten Rohstoffe in Fraktionen nach Korngröße, um zumindest einzelne der Fraktionen als Zuschlagstoffe zu verwenden; eine dritte Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Dosiervorrichtung (vorzugsweise mit Waage) ausgebildet ist zum Dosieren von Anteilen des Bindemittels und mindestens einer der Fraktionen für einen Mischvorgang; und eine vierte Verarbeitungsvorrichtung, die als eine Mischvorrichtung (Trocken- und/oder Nass- Mischer) ausgebildet ist zum Mischen der dosierten Anteile zu einer Trocken-Mischung oder zu einem verwendungsfertigen Hochleistungs-Beton (insbes. UHCP) oder betonähnlichen Produkt; wobei die Anlage außerdem zumindest eine Steuerungsvorrichtung (z.B. Rechner mit Zugriff auf interne oder externe Datenbank(en)) aufweist, die zumindest die Dosiervorrichtung und die Mischvorrichtung steuert.

Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 9 wird ein Netzwerk definiert, das eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (z.B. Server mit Datenbank) und mehrere solcher Anlagen, welche an verschiedenen Einsatzorten installiert sind, wobei jede der Steuerungen der Anlagen (d.h. die lokalen Steuerungen) über das Netzwerk mit der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung verbindbar ist zur Übertragung von Sensordaten, die in der jeweiligen Anlage (insbesondere an deren Komponenten) an ihrem Einsatzort erfasst werden; wobei die die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung die Rezepturdaten und/oder Stelldaten (für die Ansteuerung der jeweiligen Anlagen zwecks einer laufend verbesserten Herstellung) optimiert und in einer mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbundenen Datenbank (vorzugsweise zentral über Internet / VPN erreichbar) ablegt; und wobei jede der Steuerungen der Anlagen über das Netzwerk die optimierten Rezepturdaten und/oder Stelldaten von der Datenbank bei Bedarf abruft. Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 11 wird ein Verfahren zur Herstellung von Fertigbeton oder betonähnlichen Produkten mittels mindestens einer solchen Anlage (vorzugsweise mehrere vernetzte Anlagen) definiert, beim dem mittels einer Steuerung (die jeweilige lokale Steuerung oder die zentrale Steuerung für alle vernetzen Anlagen) die von an Komponenten der Anlage(n) installierten Sensoren erfassten Messdaten ausgewertet werden; und bei dem in Abhängigkeit davon Stelldaten für die Ansteuerung von an den Komponenten installierten Stellgliedern und/oder Aktuatoren berechnet werden, wobei auf in einer Datenbank (jeweils lokal oder zentral) hinterlegte Rezepturdaten für die Herstellung des Betons oder betonähnlichen Produkts zugegriffen wird. Vorzugsweise werden die Rezepturdaten und/oder Stelldaten optimiert unter Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen (KNN) unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mittels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten neuronalen Netzwerkes (RNN).

Vorzugsweise ist die jeweils vor Ort befindliche Anlage aus mindestens zwei transportierbaren Funktionseinheiten modular aufgebaut, wobei die Abmessungen der jeweiligen Funktionseinheit konform mit denen von standardisierten Containern, insbesondere Schiffs-Containern, sind, und wobei in jeder der Funktionseinheiten einzelne oder mehrere der Anlagen-Komponenten und/oder - Verarbeitungseinheiten integriert sind. Insbesondere kann die jeweilige Funktionseinheit eine Rahmenkonstruktion aufweist, deren Abmessungen:

I.) den äußeren Abmessungen eines standardisierten Containers entsprechen oder

II.) kleiner als die inneren Abmessungen eines standardisierten Containers sind.

Im ersten Fall ist die Rahmenkonstruktion genau so groß wie ein standardisierter Container und kann direkt wie ein solcher transportiert und/oder verschifft werden. Im zweiten Fall passt die Rahmenkonstruktion genau in das Innere eines standardisierten Containers hinein und kann auf diese Weise transportiert und/oder verschifft werden.

Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 13 wird die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung für das erfindungsgemäße Netzwerk (NW) zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens definiert.

Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 15 wird ein Computerprogramm-Produkt (d.h. Software bzw. Programm-Code, die/der physikalisch gespeichert und zur Verarbeitung von Prozessoren beschaffen ist) zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens mittels der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung definiert.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine rechnergesteuerte, fortlaufend optimierbare Herstellung von Fertigbeton (trocken oder nass), insbesondere UHCP, oder Keramik-ähnlichen Produkten in einer oder mehreren, vorzugsweise mobilen, Anlagen realisiert, so dass jeweils vor Ort die gesamte Produktionsanlage realisiert werden kann, d.h. die Aufbereitung von (u.a. mineralischen) Rohstoffen zu den benötigen Zuschlagsstoffen sowie der sich anschließende Herstellung auf Basis von optimierten und an den jeweiligen individuellen Verwendungszweck angepassten Daten ermöglicht werden, wodurch bevorzugt auf jeweils vor Ort (regional) vorhandene Ressourcen und Rohstoffe zurück gegriffen werden kann und die lokalen Anforderungen (wie z.B. Witterung, Bauvorhaben etc.) direkt berücksichtigt werden können.

Insbesondere ergeben sich folgender Nutzen und Vorteile:

- Aufbereitung UND Produktion vor Ort (z.B. der Produktionsstätte oder Baustelle wo der UHPC benötigt wird) bei fortlaufender Überwachung der Prozessqualität;

- flexible Nutzung lokaler/regionaler Rohstoffe mit folgenden Vorteilen:

Verringerung von Rohstoff- und Logistikkosten;

Verringerung von CO2-Emissionen;

Schonung natürlicher Ressourcen (Beispiel Sandabbau); hohe Prozess-ZProduktqualität auch bei variierenden Rohstoffen und wechselnden Umweltbedingungen, wobei dies global umsetzbar ist;

- weitgehende Automatisierung des Produktionsprozesses, wodurch u.a. eine deutlich geringere Fehlerquote gegenüber manueller Bedienung erzielt wird.

Hervorzuheben ist, dass die Erfindung mehrere neue Ansätze und Technologien zur lokalen Aufbereitung von Zuschlagsstoffen umfasst, die zur Entwicklung von optimierten Mischungen und Rezepturen zwecks Herstellung von Ultrahochleistungs-Beton (UHPC) und UHPC-Produkten beiträgt. Die Erfindung betrifft insbesondere die technische Aufbereitung von Rohstoffen zu Zuschlagstoffen (z.B. durch Mahlen und Sortieren) und die Entwicklung von UHPC-Mischungen und -Rezepturen in ökonomisch und ökologisch deutlich verbesserten Weise.

Die Zuschlagsstoffe können u.a. preisgünstige „Abfall“-Produkte aus diversen Herstellungsprozessen oder recycelte Materialien sein; die vielfältigen Mischungsverhältnisse führen zu einer nahezu unbegrenzten Anzahl unterschiedlicher Anwendungen und Produkte.

Dem Anwender (z.B. Baustoffhersteller) soll damit ermöglicht werden, auf regional oder gar lokal verfügbare Rohstoffe zurückgreifen zu können.

Die Mischungen/Rezepturen sind dem jeweiligen Verwendungszweck optimal angepasst und werden Anwendern über die zentrale Datenbank im Rahmen eines Lizenz- oder Franchise-Modells zur Verfügung gestellt.

Dabei werden für die Produktionsprozesse Rezepturen zur Herstellung des gewünschten Betonproduktes entwickelt, wobei die Rezepturen an die jeweiligen Anforderungen und den am Ort des Produktionsprozesses verfügbaren Materialien angepasst sind. Die für den jeweiligen Herstellungsprozess entwickelten Rezepturen werden elektronisch dokumentiert und vorzugsweise in einer zentralen Datenbank gespeichert. Dadurch entsteht eine Rezeptur-Bibliothek, auf die Anwender über das Netzwerk zugreifen können. Darüber hinaus werden vorzugsweise sowohl die Entwicklungsprozesse als auch die Rezeptur-Bibliothek von einer künstlichen Intelligenz (KI) ausgewertet und selbsttätig optimiert. Infolgedessen entsteht ein selbstlernendes Entwicklungssystem, auf das Kunden - etwa im Rahmen eines Franchise-Vertrags - zugreifen können, wobei deren Weiterentwicklungen wiederum gespeichert und ggfs. optimiert werden.

Das vorzugsweise mit KI ausgestattete System wird mit zunehmender Nutzung immer umfangreicher und stellt im Ergebnis ein selbstlernendes System dar. Durch die KI entsteht ein “Rezeptur-Korridor“, der theoretisch alle Rezepturen in Bezug auf konkrete Anwendungsszenarien und variierende Produktionsbedingungen abbildet.

Die jeweils hergestellten Produkte, wie z.B. Hochleistungsbeton bzw. die bereits erwähnten UHPC- Mischungen, sind individuell an die jeweiligen Anforderungen vor Ort, sowie auch an die dort verfügbaren Rohstoffe angepasst, wodurch ein völlig neues Herstellungs- und Vertriebs-Modell zur Entwicklung und Produktion von Hochleistungsbeton und ähnlichen Produkten ermöglich wird. Aufgrund der sich weltweit abzeichnenden Verknappung des Rohstoffes „Sand“, ist die Erfindung von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung und es wird erstmals erreicht, die Prozesse zu dessen Verarbeitung, insbesondere unter Einbeziehung der lokalen Gegebenheiten und Ressourcen zu optimieren.

Durch die Bereitstellung eines Rezeptportals und dessen Weiterentwicklung, erübrigen sich wiederholende Entwicklungsprozesse und Fehlversuche vor Ort, weil grundsätzlich geprüfte und ggfs. auch zertifizierte Rezepturen eingesetzt werden, so dass umständliche Try and Error-Versuche vor Ort entweder nicht mehr notwendig oder im Umfang deutlich reduziert werden können.

Durch die mögliche Verwendung regionaler/lokaler Rohstoffe, ergeben sich deutliche Preisvorteile. Darüber hinaus können Ökosysteme, die durch einen intensiven Rohstoffabbau gefährdet sind, geschont werden. Ein weiterer ökologischer Vorteil ergibt sich durch die höhere Stabilität von UHPC (ca. 75% Materialeinsparung gegenüber Beton/Zement-Mischungen) und die dadurch reduzierte Menge an CO2 in der Produktion.

Die UHPC-Mischungen/-Rezepturen werden erfindungsgemäß durch eine Produktionslinie (automatisierte Gesamtlösung) ergänzt. Die für die Produktionslinie verwendeten Maschinen (ohne erfindungsgemäß angebrachte Sensorik und Steuerung), können aus bereits bestehenden Angeboten marktführender nationaler oder internationaler Maschinenbauuntemehmen bezogen und bedarfsorientiert weiterentwickelt und angepasst werden. Als Anwender der Erfindung können u.a. Unternehmen angesehen werden, die bislang herkömmliche UHPC-Produkte herstellen oder herstellen möchten, zukünftig aber ökonomisch und ökologisch verbesserte und fortlaufend optimierbare Technologie einsetzen möchten, vornehmlich Hersteller von Produkten aus Beton, Keramik und Naturstein. Für die Anwender sind insbesondere folgende Aspekte interessant:

- individuelle Lösungen bieten nahezu unbegrenzte Produktvielfalt und Anwendungen

- reduzierte Kosten; ca. 40-60% pro m3 UHPC-Mischung gegenüber vergleichbaren Angeboten

- erhebliche Energieeinsparung im Vergleich zu herkömmlichen Produktionsprozessen (bes. gegenüber Keramikprodukten)

- Flexibilität durch modulare, mobile Produktionslinien für den Einsatz vor Ort.

Gemäß den in den Unteransprüchen definierten Ausführungsformen sind u.a. folgende Ausgestaltungen zu nennen:

Vorzugsweise kann die Anlage ferner mindestens eines der folgenden Komponenten aufweisen: eine Trocknungsvorrichtung (z.B. Wärmestrahler oder Mikrowellenstrahler) zum Trocknen der zu der Zerkleinerungsvorrichtung transportierten Rohstoffe. eine Waage zum Wiegen der zu zerkleinernden oder zerkleinerten Rohstoffe, der Fraktionen oder von Resten der Fraktionierung, der zu dosierenden oder dosierten Anteile, und/oder des gemischten verwendungsfertigen Betons oder betonähnlichen Produkts; eine Ladevorrichtung zum Befüllen eines Laderaums (z.B. Transportfahrzeug) mit dem gemischten Hochleistungs-Beton oder betonähnlichen Produkt als verwendungsfertigen Trockenbeton; eine Pumpe zum Befüllen eines Lade- oder Verfüllraums (z.B. Verschalung; 3D-Druck) mit dem gemischten und mit Wasser versetzten Hochleistungs-Beton oder betonähnlichen Produkt als verwendungsfertigen Nassbeton, insbesondere Spritzbeton, insbesondere eine Pumpe, die mit einem Anschlussstutzen für ein Förderrohr oder einen Förderschlauch versehen ist;

Auch kann die Anlage aus mindestens zwei transportierbaren Funktionseinheiten modular aufgebaut sein, wobei die Abmessungen der jeweiligen Funktionseinheit konform mit denen von standardisierten Containern, insbesondere Schiffs-Containern, sind, und wobei in jeder der Funktionseinheiten einzelne oder mehrere der Komponenten und/oder Verarbeitungseinheiten integriert sind. Hierdurch wird eine mobile, modular aufbaubare Anlage definiert, die leicht zu transportieren und vor Ort aufzubauen ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Funktionseinheit eine Rahmenkonstruktion aufweist, deren Abmessungen den äußeren Abmessungen eines standardisierten Containers entsprechen oder kleiner als die inneren Abmessungen eines standardisierten Containers sind.

Die Anlage ist vorzugsweise als modulare Anlage ausgeführt und kann z.B. wie folgt aufgebaut sein: in einer ersten Funktionseinheit (z.B. Container CT1) ist das mindestens eine befüllbare erste Behältnis (Bunker/Silo) zur Bereitstellung der Rohstoffe integriert; in einer zweiten Funktionseinheit sind zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert: die Zerkleinerungsvorrichtung (Mühle) und die Mischvorrichtung, optional noch die Fraktioniervorrichtung (z.B. Air Classifier) und/oder die Dosiervorrichtung; in einer driten Funktionseinheit sind zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert: die Fraktioniervorrichtung und die Dosiervorrichtung, optional noch die Zerkleinerungsvorrichtung und/oder die Mischvorrichtung; optional sind in einer vierten Funktionseinheit zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: das mindestens eine befüllbare drite Behältnis (Silo) zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe oder zur Zwischenspeicherung der einzelnen Fraktionen, und optional das mindestens eine befüllbare zweite Behältnis zur Bereitstellung des Bindemitels; optional ist in einer fünften Funktionseinheit zumindest eine der Transportvorrichtungen integriert ist, und optional ist auch die Trocknungsvorrichtung darin integriert.

Durch den modularen Aufbau ist die Anlage auch mobil, d.h. ihre Module (Funktionseinheiten) können besser transportiert werden, insbesondere wenn diese die Maße von Standard-Containern aufweisen.

Weiterhin ist auch die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise in einer der transportierbaren Funktionseinheiten, insbesondere in der zweiten oder driten Funktionseinheit integriert.

Außerdem können zumindest einzelne der transportierbaren Funktionseinheiten (Container) auf Dämpfungselementen und/oder auf hydraulischen Nivellierungselementen gelagert sein.

In weiteren bevorzugten Ausführungen sind zumindest einzelne der Anlagen-Komponenten mit einer Sensorik wie folgt ausgestatet: zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse (Bunker, Silos) und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung sind mit Sensoren zur Messung von Feuchtigkeit und/oder Temperatur ausgestatet; zumindest einzelne der befullbaren Behältnisse (Bunker, Silos) und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung sind mit Sensoren zur Füllstandsmessung, insbesondere mit Ultraschall- Sensoren zur Niveaumessung, ausgestatet; zumindest die Transportvorrichtungen, die Dosierungsvorrichtung und/oder die Mischvorrichtung sind mit Sensoren zur Messung von Druck und/oder Viskosität ausgestatet; zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung ist mit Sensoren zur Messung des Andrucks von Mahlwalzen ausgestatet; zumindest einzelne der Transportvorrichtungen und/oder die Mischvorrichtung sind mit Sensoren zur Geschwindigkeitsmessung ausgestatet; zumindest die Trocknungsvorrichtung ist mit Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit und/oder mit Stellgliedern zum Einstellen der Zeitdauer und/oder Leistung eines Wärmeeintrags ausgestatet; und/oder zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse und/oder der Transportvorrichtungen sind mit Sensoren zur Erfassung von Schließzuständen an Klappen ausgestatet.

Des Weiteren und passend zu der Sensorik können zumindest einzelne der Anlagen-Komponenten mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, wie folgt ausgestatet sein: zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung ist mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Ändern des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet; zumindest einzelne der Transportvorrichtungen und/oder die Mischvorrichtung sind mit Stellgliedern zum Ändern der Transport- bzw. Misch-Geschwindigkeit ausgestattet; zumindest die Trocknungsvorrichtung ist mit Stellgliedern zum Ändern der für den Wärmeeintrag erforderlichen Betriebs-Zeitdauer und/oder -Leistung der Trocknungsvorrichtung ausgestattet; und/oder zumindest die einzelne der befüllbaren Behältnisse und/oder Transportvorrichtungen sind mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Öffnen und Schließen von Klappen ausgestattet.

Die Sensoren und Stellglieder sind mit der Steuerungsvorrichtung verbunden, welche wiederum eine Datenverarbeitungseinheit (Mikroprozessor, PC) aufweist, die die von den Sensoren erfassten Messdaten auswertet und in Abhängigkeit davon Stelldaten für die Ansteuerung der Stellglieder berechnet, insbesondere unter Zugriff auf in einer Datenbank hinterlegten Rezepturdaten für die Herstellung des Fertigbetons oder betonähnlichen Produkts. Die Datenverarbeitungseinheit oder eine damit verbundene zentrale Datenverarbeitungseinrichtung kann die Rezepturdaten und/oder Stelldaten optimieren, insbesondere unter Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen (KNN) unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mittels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten Netzwerkes (RNN).

Hervorzuheben ist, dass gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest die folgenden Komponenten erstmals zusammen in einer integrierten (insbesondere mobilen) Anlage zur Gewinnung bzw. Vor-Ort- Anfertigung von Zuschlagstoffen UND zur Herstellung von Fertigbeton oder betonähnlichen Produkten eingesetzt werden: o Insbesondere der Einsatz einer Zerkleinerungsvorrichtung (Mühle) in der Anlage ist neu und bietet besondere Vorteile: In der hier verwendeten Mühle werden sehr feine Fraktionen (0-lmm) erzeugt und während des Mahlvorgangs „kantig gebrochen“. Dies sind Voraussetzungen für die später optimierte Packungsdichte und Stabilität. Die zu mahlenden Rohstoffe haben einen Durchmesser von wenigen Millimetern (optional kommt vorher ein Brecher zum Einsatz). Bei der klassischen Betonherstellung werden grobkörnige Fraktionen (> 2 mm) aus noch gröberen Rohstoffen hergestellt (grob gesiebt oder gebrochen); eine Mühle wird nicht eingesetzt. o Insbesondere die Fraktioniervorrichtung bzw. Sortiervorrichtung (z.B. Air Classifier, ergänzend um feine Siebe): Denn bei der herkömmlichen Verarbeitung von Hochleistungs-Beton erfolgt dies in separaten Anlagen und Verfahren vor der Dosierung und Mischung des Frischbetons. Der Einsatz einer Sortiereinheit nach dem Mahlvorgang garantiert definiere Korngrößen für die Optimierung der Packungsdichte vor dem Mischen o Der Einsatz eines Hochleistungsmischers ermöglicht homogene Mischungen der definierten, sehr feiner Fraktionen. o Der optionale Einsatz einer spezifischen Trocknungsvorrichtung (z.B. Mikrowellentrocknung) ist mitentscheidend für die Qualität der Aufbereitung und späteren Verarbeitung zu Hochleistungs- Beton und UHPC; feuchte Rohstoffe würden einen optimierten Prozess verhindern. Die Trocknung bzw. der Feuchtegrad der Rohstoffe spielen bei der Herstellung von klassischem Beton keine bzw. eine nur eingeschränkte Rolle. o Optional wird in der Anlage eine Betonpumpe eingesetzt. Dies bietet in Bezug auf UHPC den Vorteil einer direkten Verarbeitung. UHPC hat eine vergleichsweise kurze Verarbeitungszeit (Aushärtung beginnt nach 1-2 Stunden) und kann nicht lange transportiert werden.

Die Begriffe “Rohstoffe” und “Zuschlagsstoffe“ sowie „Bindemittel“ werden wie folgt verstanden:

Unter „Rohstoffe“ sollen vor allem Stoffe verstanden werden, die nicht oder nur wenig aufbereitet sind; diese werden in z.B. Bunkern vorgehalten.

Unter „Zuschlagstoffe“ sollen vor allem aufbereitete Stoffe verstanden werden (wie z.B. klassische Gesteinskömungen); diese beschreiben hier auch die sortierten Fraktionen, welche der Dosieranlage zugeführt werden oder alternativ in den Silos zwischengelagert oder in ergänzenden Silos bereitgestellt werden.

Als „Bindemittel“ in Baustoffen werden vorwiegend mineralische Stoffe verstanden, die durch Hydratation und/oder Kristallisation eine hohe Festigkeit erreichen, oder organische Stoffe (z.B. Kunstharzdispersionen oder 2-Komponenten-Reaktionsharze), die durch Polymerisation erhärten.

Zusätzlich zu Bindemitteln und Zuschlagstoffen können der Mischung auch noch Betonzusatzstoffe/- mittel hinzugefugt werden, um die Verarbeitbarkeit und weitere Eigenschaften des Betons/Betonprodukts zu beeinflussen.

Der Begriff „Verkleinerungsvorrichtung“ kann jede Vorrichtung umfassen, die ein Material verkleinert, etwa durch Brechen („crushing“) oder Mahlen („milling“). Cruching/B rechen bezieht sich dabei auf einen gröberen Prozess als Milling/Mahlen. Die in der Erfindung als Verkleinerungsvorrichtung eingesetzte Mühle kann beispielsweise max. 8 mm Körnungen verarbeiten. Gröberes Material müsste vorher mit einer anderen Verkleinerungsvorrichtung, d.h. mit einem Brecher zerkleinert werden. Häufig werden mit dem Begriff „Cruching“ grundsätzlich beide möglichen Anwendungsszenarien, also Brechen und Mahlen beschrieben. Vorzugsweise soll sich der Begriff „Cruching/Brechen“ hier aber eher auf Verkleinerungsprozesse beziehen, die zerkleinertes Material in gebrochener (splittrige) Form erzeugen; unabhängig von der resultierenden Korngröße. Die in der Erfindung eingesetzte Mühle erzeugt vorzugsweise, gebrochenes (splittriges) Material, was vorteilhaft für die Festigkeit des Produktes (UHPC) ist. Grundsätzlich aber deckt die Erfindung alle Verkleinerungsvorrichtungen bzw. -prozesse ab, die sowohl splittrige als auch mnde(re) Formen erzeugen.

Was Neuheit und erfinderische Tätigkeit sowie die besonderen Vorteile der in der Anlage (zumindest optional) integrierten Komponenten angeht, so ist auch folgendes hervorzuheben: o Die Integration einer Mühle hat besondere Vorteile: In der hier verwendeten Mühle werden sehr feine Fraktionen (0-lmm) während des Mahlvorgangs „kantig gebrochen“. Dies sind Voraussetzungen fur die später optimierte Packungsdichte und Stabilität. Die zu mahlenden Rohstoffe haben einen Durchmesser von wenigen Millimetern (optional kommt vorher ein Brecher zum Einsatz). Bei der klassischen Betonherstellung werden grobkörnige Fraktionen (> 2 mm) aus noch gröberen Rohstoffen hergestellt (grob gesiebt oder gebrochen); eine Mühle wird nicht eingesetzt. o Der Einsatz einer Sortiereinheit (Windsichter bzw. Air Classifier, ergänzend um feine Siebe) nach dem Mahlvorgang garantiert definiere Korngrößen für die Optimierung der Packungsdichte vor dem Mischen. o Der Einsatz eines Hochleistungsmischers ermöglicht die homogenen Mischungen definierter, aufeinander abgestimmter, sehr feiner Fraktionen, entsprechend der optimierten Rezepturen. o Die Integration einer Trocknungsvorrichtung ermöglicht wie schon beschrieben einen qualitativ hochwertigen Prozess von Aufbereitung und Verarbeitung. Darüber hinaus bietet der Einsatz einer Mikrowellentrocknung, insbesondere auf dezentralen Baustellen, den Vorteil einer einfachen Energieversorgung mit Strom und einer Unabhängigkeit von Gas.

Erfindung mit innovativer Technologie-Lösung

Die vorliegende Erfindung begegnet den aufgeführten Herausforderungen und setzt die benötigten Innovationen um. Deutlich verbesserte Anlagen und Verfahren mit hohen Automatisierungsgrad und eine vernetzte, fortlaufend lernende Technologie (Künstliche Intelligenz) bieten gegenüber dem Stand der Technik klare ökonomische, technische und ökologische Vorteile.

Besonders hervorzuheben sind dabei: o Produktionsanlage zur integrierten a.) Aufbereitung von Rohstoffen und b.) Verarbeitung der resultierenden Aggregate zu Hochleistungs-Beton, insbesondere Ultra-Hochleistungs-Beton (UHPC), und Keramik-ähnlichen Baustoffen o Entwicklung von Algorithmen in Bezug auf die entscheidenden Produktionsparameter (Bsp. Packungsdichte) o Zusammenspiel von Algorithmen und spezifischen Sensoren und Stellgliedern (Aktuatoren) zur Anforderungs-bezogenen bzw. Bedarfs-gerechten (on-demand) und unmittelbaren Steuerung der automatisierten Anlage für kurze Reaktionszeiten bei sich verändernden Produktionsbedingungen o Entwicklung einer Künstlichen Intelligenz auf Basis der Algorithmen zur optimierten (insbesondere sich selbst-optimierende) Steuerung von Anlage und Verfahren o Vernetzung mehrerer solcher Anlagen und Auswertung der Produktionsdaten und resultierenden Ergebnisse der jeweiligen Herstellungsprozesse zur (Weiter-) Entwicklung von Algorithmen und fortlaufenden Optimierung der Künstlichen Intelligenz

Die Erfindung ermöglicht ökonomisch und ökologische Nachhaltigkeit durch: o Upcycling von bisher nicht-genutzten Rest- und Abfallstoffen und Sekundär-Rohstoffen zu hochwertigen Baustoffen vor-Ort o Reduziertem Materialverbrauch und reduzierter CO2-Produktion durch UHPC-Anwendungen gegenüber klassischen Beton-Produkten o Dezentralität und kurze Transportwege o Unmittelbare, on-demand Anpassungen, an sich verändernde Produktionsbedingungen (Bsp. Rohstoffe und lokale Umwelteinflüsse) und individuelle Produktanforderungen, ermöglichen eine durchgehend hohe Qualität von High-Tech-Produkte (Bsp. UHPC) und eine ökonomisch und ökologisch ausbalancierte Produktion.

Dabei sind das Monitoring wichtiger Produktionsfaktoren und die on-demand Anpassung der Produktion bei auftretenden Veränderungen entscheidend für eine durchgehend hohe Qualität und für eine ökonomisch und ökologisch nachhaltige Produktion. Die flexible Steuerung erfolgt über die entwickelten Algorithmen bzw. über spezifische Sensoren und Stellgliedern (Aktuatoren).

Beispiele:

I. Über die Steuerung von Mühle (Zerkleinerungsvorrichtung) und Air Classifier (Fraktioniervorrichtung) wird die Korngrößenverteilung, bei sich verändernden Rohstoffchargen, so angepasst, dass fortlaufend eine optimierte Sieblinie sichergestellt wird. Dies ist unter anderem entscheidend für die zu erzielenden Festigkeitswerte.

II. Entsteht beim Entformen von Beton-Fertigteilen ein zu hoher Prozentanteil an Bruchmaterial (reduzierte Wirtschaftlichkeit), kann dieser durch eine Erhöhung des Zementanteils reduziert werden. Dabei ist gleichzeitig auf den sich verändernden Wasser-Zement-Wert zu achten, der sich ebenfalls auf die Festigkeit und zusätzlich auf das Fließverhalten auswirkt.

Der direkte Einfluss von wichtigen, sich gegenseitig beeinflussenden Produktionsparametem auf Qualität, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit unterstreicht die Bedeutung von innovativen Anlagen und Verfahren mit einem übergreifenden Monitoring und einer integrierten on-demand Steuerung von Aufbereitung und Verarbeitung.

Entsprechend der Erfindung konzipierte Anlagen und Verfahren ermöglichen es, ohne grundlegende Rezepturveränderungen, eine große Bandbreite möglicher Produktionsszenarien (sich verändernde Produktionsbedingungen und individuelle Produktanforderungen) optimal abzubilden.

Die Begriffe „Fertigbeton“ und „Hochleistungs-Beton“ werden im Weiteren so verwendet, dass sie Anwendungen von Hochleistungs- und Ultra- Hochleistungs-Beton (UHPC) bis hin zu Keramikähnlichen Baustoffen, die unter Verwendung von Bindemitteln (Bsp. Zement) hergestellt werden, beschreiben. Nachfolgend werden die Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile anhand von Ausfiihrungsbeispielen im Detail beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgende schematischen Darstellungen wiedergeben:

Fig. 1 zeigt den modularen Aufbau einer mobilen Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 veranschaulicht die Vernetzung mehrerer solcher Anlagen; und

Fig. 3a/b zeigen Ablaufdiagramme zu erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren

Zunächst werden der Aufbau und die Funktion einer Anlage ANL anhand der Fig. 1 beschrieben:

Die Anlage ANL besteht aus mehreren Komponenten, die zur Herstellung von Fertigbeton, hier UHPC, verwendet werde, wobei die Komponenten in mehreren transportfähigen Funktionseinheiten, hier in Standard-Containern CT1, CT2. . . CT5 integriert sind. Somit ist die Anlage modular konzipiert und kann sehr schnell am gewünschten Einsatzort aufgebaut und ggfs. umgebaut und später auch wieder abgebaut werden. Die Container ermöglichen auch einen reibungslosen Transport der Anlage.

Die hier beispielhaft dargestellte Anlage -Konfiguration umfasst drei befüllbare erste Behältnisse BU1, BU2 und BU3 (hier als Bunker ausgeführt) zur Bereitstellung von Rohstoffen RS. Die Bunker sind in einem ersten Container CT1 integriert. Dabei kann es sich um eine Rahmenkonstruktion handeln, deren äußeren Abmessungen genau denen eines 40-Fuss-Containers entsprechen.

Daran schließt sich eine weiterer Container CT2 an, der zum Transport der Rohstoffe eine Transportvorrichtung (hier mäanderndes Förderband) TB und eine darüber befindliche Trocknungsvorrichtung (hier Mikrowellentrockner) MWT aufweist, so dass getrocknete Rohstoffe bedarfsweise von den Bunkern zu der eigentlichen Verarbeitungseinheit in den Containern CT3 und CT4 befördert werden können. Zu den wesentlichen Verarbeitungsvorrichtungen gehören eine Mühle MLE, eine Fraktionierungsvorrichtung (hier Windsichter bzw. Air Classifier) AC eine Dosierungsvorrichtung (kurz: Dosierer) DSV sowie eine Mischvorrichtung (Mischer) MI.

Der jeweilige Rohstoff (z.B. Granulat) wird in der Mühle MLE gemahlen und dann über eine pneumatische Förderstrecke an den Air Classifier AC geführt, welcher dann den gemahlenen Rohstoff nach Korngröße fraktioniert. Die gewünschte Fraktion (hier Fl) wird dem Dosierer DSV zugeführt; der Rest R geht zurück zur Mühle, um dann nochmals gemahlen zu werden. Es können auch einzelne Fraktionen (hier F2) zwischengelagert werden in dafür vorgesehenen Behältnissen/Silos S1 oder S2. Diese Silos sind in einem weiteren Container CT5 untergebracht.

Vom Dosierer aus geht die weiterzuverarbeitende Fraktion Fl in der erforderlichen Menge (nach Rezept) zum Mischer MI. Dieser mischt sie mit einem Bindemittel (hier Zement) BM, welches in einem Behältnis/Silo SLZ vorgehalten wird; hier ist das Silo SLZ im Container CT 5 integriert, kann aber auch alleinstehend, u.a. als Silo SLZ‘ oder Anhänger, ergänzend zur Anlage bereitgestellt und mit dieser über ein Transport-Rohr verbunden werden.

Die Aufteilung der Komponenten, wie hier z.B. von MLE, MI und AS sowie DSV, auf ein oder mehrere Container kann je nach Anwendungsfall angepasst werden.

Die Komponenten der Anlage ANL werden von einer Steuerung CTR überwacht und angesteuert, um den Herstellungsprozess durchzuführen und fortlaufend bzw. nach Bedarf zu optimieren. Die Steuerung CTR ist in einem der Container untergebracht, hier z.B. in CT4, und steht mit Sensoren und Stellgliedem/Aktuatoren in Verbindung (nicht dargestellt).

So wird beispielsweise der Andruck der Mahlwalzen in der Mühle MLE abhängig von der Menge des vom Air Classifier zur Mühle zurückgeführten Rohstoffes RS eingestellt; die Restfeuchte der aus den Bunkern zugeführten Rohstoffe wiederum kann über die Ansteuerung des Mikrowellen-Trockners MWT angepasst werden. Viele Regelungsmechanismen können hier unter Zugriff auf Rezepturdaten ineinandergreifen, um schließlich zu einem stets optimalen Produkt zu kommen. Vorzugweise wird Künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt; dies wird später noch eingehend beschrieben.

Die Anlage verfügt ausgangsseitig auch über eine Betonpumpe BP, mit der ein den Mischer MI verlassender Hochleistungs-Beton (z.B. Spritzbeton) direkt über einen Anschlussstutzen und eine Schlauchkonstruktion zu der gewünschten Stelle (z.B. Formen, Verschalungen, Transportfahrzeuge) gepumpt werden kann. Diese Konstruktion ist auch für die Anwendung von 3D-Druck geeignet.

Die erfindungsgemäße Anlage kann also für eine sehr hohe und fortlaufend optimierte Produktqualität sorgen. Dazu werden ein oder mehrere Bunker bzw. Silos über ein Transsportband oder mehrere Transportbänder jeweils mit Rohstoffen RS, nämlich Sand- oder Steingranulatmischung oder zu recycelten Rohstoffen (Bsp. Glas) bzw. Zuschlagstoffen ZL beschickt, sowie dann aus den Bunkern bzw. Silos auf der Basis einer vorgegebenen Rezeptur, eine Verarbeitungseinheit, hier die Mühle MLE beschickt, mittels derer dann die Rohstoffe gebrochen und gemahlen und/oder sonstig zerkleinert werden. Anschließend werden diese in Fraktionen Fl, F2 nach Korngröße, maschinell etwa mittels einer Sieb-Rüttelmaschine oder eines Air Classifiers AC unterteilt und sortiert, und ggfs. in separaten Silos SLl/b, zwischengelagert. Nach der Dosierung werden die Rohstoffe unter Beimischung von mittels einer vorgegebenen Rezeptur ausgewählten Menge von Zuschlagstoffen in dem Mischer MI vermengt und anschließend optional unter Zwischenschaltung einer gravitätischen Waage WA’ ausgeben. Die Rezepturdaten der jeweiligen Rezeptur sind in einem Datenspeicher gespeichert (siehe zentralen DB in Fig. 2), auf den die Steuerung CTR zugreifen kann (z.B. über VPN), wobei die Rezepturen zentral von einer Datenverarbeitungseinheit (siehe Fig. 2) optimiert werden, und zwar unter Einsatz einer künstlichen Intelligenz (KI). Die Optimierung erfolgt z.B. hinsichtlich des jeweiligen Einsatzgebietes, also unter Berücksichtigung der vor Ort vorhandenen Rohstoffe, Wetterbedingungen sowie der entstehenden Produktqualität und Rohstoffkosten. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist die Anlage modular aufgebaut und dazu innerhalb mehrerer Container realisiert, so dass sie leicht transportierbar und/oder verschiffbar und mobil einsetzbar ist. Zu den Komponenten der Anlage zählen mehrere Rohstoffbunker BU 1 . . . BU3 zur Aufnahme einer definierten Mischung von Ausgangsrohstoffen RS, wobei der entsprechende Container CT1 mit einer Sensorik zur Erfassung der Feuchtigkeit, sowie mit wenigstens einem Temperatursensor derart bestückt ist. Hierdurch kann mit Hilfe der Steuerung CTR bzw. Datenverarbeitungseinheit, vor Ort, z.B. die Trocknung geregelt werden (s. MWT in Fig. 1).

Die Bunker BU1...BU3 und/oder Silos SLZ, S 1/2 sind vorzugsweise mit Ultraschall-Sensoren bzw. - Niveaumessgeräten derart versehen, dass der jeweilige Min.-/Max.-Fülltand erfassbar und regelbar ist.

Der Dosierer DSV kann z.B. mit Sensoren für Druck- und/oder Gravitäts-Messungen ausgestattet sein. Insgesamt können alle Sensor- bzw. Messdaten zur Optimierung des Prozesses sowie zur Verbesserung der Rezeptur genutzt werden, wobei durch Einsatz von KI ein selbstlernendes System realisiert wird, das eine deutliche Beschleunigung der Optimierung mit vorzeitiger/präventiver Vermeidung von Fehlem ermöglicht.

Die Komponenten für die Sensorik, Steuerung und Vernetzung der Anlage können auch in Ergänzung einer bestehenden Anlage zur Herstellung von Hochleistungsbeton eingesetzt werden und können somit auch zur deutlichen Optierung einer Bestands-Anlage beitragen; ebenso kann eine Erhöhung der Mobilität und somit Transportfähigkeit erreicht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren, welches in der jeweiligen Anlage durchgeführt werden kann, wird anhand der Fig. 3a beschrieben:

Das Verfahren 100 dient zur Herstellung von Hochleistungs-Beton oder betonähnlichen Produkten mittels mindestens einer wie oben beschriebenen Anlage ANL und weist folgende Schritte auf:

In einem Schritt 110 werden mittels einer wie oben beschriebenen Steuerung CTR die von Komponenten der Anlage installierten Sensoren erfassten Messdaten ausgewertet;

In einem weiteren Schritt 120 werden in Abhängigkeit davon Stelldaten für die Ansteuerung von an den Komponenten installierten Stellgliedern und/oder Aktuatoren berechnet, wobei auf in einer Datenbank (z.B. lokale Datenbank DB in Fig. 1 oder zentrale Datenbank DBZ in Fig. 2) hinterlegte Rezepturdaten für die Herstellung des Betons oder betonähnlichen Produkts zugegriffen wird.

In dem Verfahren 100 können die Rezepturdaten und/oder Stelldaten optimiert werden, insbesondere unter Einsatz von künstlicher Intelligenz (siehe KI in Fig. 2) auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen KNN unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mittels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten neuronalen Netzwerkes RNN optimiert werden. Wie die Fig. 2 veranschaulicht, kann auch ein Netzwerk NW aufgebaut werden, das mehrere Anlagen ANL1, ANL2, ...ANLn umfasst und eine zentrale Steuerung bzw. Datenverarbeitung CTR-Z und eine zentrale Datenbank DB-Z aufweist. Die Rezepturdaten werden mittels KI anhand der im Feld/vor Ort erhobenen Messdaten ständig optimiert und stehen für die Anlagen zur Verfügung.

Somit stehen die zur Herstellung von Hochleistungsbeton entwickelten Rezepturen in der Datenbank abrufbar (z.B. auf einem Portal über VPN) bereit. Die Optimierung erfolgt unter Einsatz künstlicher Intelligenz auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mittels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, die vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten Netzwerkes weiterentwickelt werden. Die weiterentwickelten Rezepturen bzw. der durch die on-demand Steuerung der komplexen Wechselwirkungen entstehende Rezepturkorridor, sind über Intranet (gesicherte Verbindungen) weltweit abrufbar. Die Daten befinden sich auf einem oder mehreren gesicherten Servern, verschlüsselt, fälschungssicher gespeichert, und können mittels eines durch Hard- und/oder Software, gegen Fälschung gesicherten Zahlungsvorgangs, der den Zugang zu den auf diesem Weg erworbenen Rezepturen und Daten eröffnet, zum Abruf/Download freigeschaltet werden.

Hierdurch können eine digital gesteuerte, fälschungssichere Bereitstellung, Zahlungsweise und Abwicklung realisiert werden sowie die Echtheit der Rezepturen gewährleistet werden, , um Rezepturdaten und/oder Stelldaten zu erhalten, die optimiert wurden unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen an den jeweiligen Baustoff, sowie unter Berücksichtigung der Bedingungen die an dem jeweiligen Bauort herrschen, sowie unter Berücksichtigung der Anforderungen, denen das jeweils zu erstellende oder reparierende Bauwerk genügen muss.

Das entsprechende Verfahren wird in Fig. 3b veranschaulicht, d.h. ein Verfahren 100* das mehrere miteinander vernetzte Anlagen betrifft: Für dieses Verfahren 100* sind eine zentrale Steuerung CTR-Z bzw. eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV (z.B. Server) vorgesehen und mehrere damit vernetzte Anlagen ANL1, ANL2, ANL3 ... . Das Verfahren 100* weist folgende Schritte auf:

In einem ersten Schritt 110* werden zumindest auf Anforderung Sensordaten, die in der jeweiligen Anlage an ihrem Einsatzort erfasst werden, an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV übertragen.

Dann werden in einem Schritt 120* von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung SRV die Rezepturdaten und/oder Stelldaten optimiert und in einer mit der Datenverarbeitungseinrichtung SRV verbundenen Datenbank DB ablegt.

Dann werden in einem weiteren Schritt 130* von der Datenbank DB für jede der lokalen Steuerungen CRT1, CTR2, CTR3 der jeweils vor Ort aufgestellten Anlagen über das Netzwerk NW die optimierten Rezepturdaten und/oder Stelldaten zum Abruf bei Bedarfbereitgestellt. Zur weiteren verbesserten Realisierung der Anlage (insbesondere mobile Anlage sowie Vernetzung mehrerer Anlagen) und Umsetzung des Verfahrens werden nachfolgend noch Anmerkungen gemacht: o Alle durch die bzw. in der Anlage verwerteten Rohstoffe können fälschungssicher nachverfolgt werden (Track-and-Trace über den gesamten Produktlebenszyklus der Rohstoffe „Gewinnung- Aufbereitung-Produktion-Logistik-Recycling“ Technologie zur fälschungssicheren Dokumentation des gesamten Prozesses). o Die (insbesondere mobile) Anlage ist beschaffen zur Aufbereitung von Rohstoffen und der Produktion von UHPC und UHPC-ähnlichen Mischungen aus Zement und Zuschlagstoffen (u.a. Mikrosilica, Flugasche, Metakaolin) und/oder von bisher nicht verwerteten Rohstoffen („Produktions-Abfalle“), die als Baustoffe zertifiziert sind und z.B. wie folgt gewonnen werden: indem sie bei der Herstellung genormter Gesteinskömungen entstanden sind und/oder bei der Veredelung von Erzen entstanden sind (Dies ist zumindest für die UHPC-Herstellung neu und besonders vorteilhaft); und/oder indem sie bei der Produktion von Glas und Keramik entstanden sind und/oder bei der Herstellung von Rohstoffen für Glas und Keramik entstanden sind; und/oder indem Wüstensand verwendet wird (Dies ist zumindest für die UHPC-Herstellung neu und besonders vorteilhaft) und/oder genormte Gesteinskömungen. o Die mobile Anlage besteht z.B. aus 3-4 Haupteinheiten in z.B. 3-4 Containerkonstmktionen (mit Standardmaßen von z.B. 40-Fuß; 12,192 m x 2,438 m x 2,591 m, E xßxH), die direkt verladen werden können. o Die verschiedenen Förder-ZTransportbänder, die die Containerkonstmktionen verbinden, werden an oder in diesen zur Baustelle transportiert. Dies gilt auch für alle weiteren mitgelieferten und aufzubauenden Gerätschaften, wie Stützen und Leitern zur Begehung. o Eine modulare Aufteilung kann z.B. wie folgt aussehen:

I. Lagereinheit, Bunker für Rohstoffe (1 Container)

II. Transporteinheit mit Mikrowellentrockner ( 1 Container);

II. Zentrale Produktionseinheit (1 oder 2 Container; aufgmnd der Produktivität standardmäßig in 2 Containern);

IV. optional Silos (1 Container), alternativ können Silos vom Produzenten vor Ort gestellt werden.

Anmerkungen:

Silos für die Zwischenlagemng der gemahlenen und sortierten Fraktionen sind nicht zwingend notwendig, wenn die Mühle schneller arbeitet als der Mischer. Der Transport der vom Air Classifier/Sieben sortierten Fraktionen könnte direkt zur Dosieranlage erfolgen. Zement und zusätzliche Materialien (Bsp. Flugasche, Mikrosilica) könnten vom Produzenten vor Ort gestellt und in Silos geliefert werden (ähnlich vorgefertigter Putz auf Baustellen).

Die Lagereinheit, Bunker für Rohstoffe könnte wie folgt ausgestaltet sein: Die Lagereinheit besteht aus einer Containerkonstmktion mit einem oder mehreren Rohstoffbunkem mit festmontierten, steuerbaren Klappen am Boden. Diese ermöglichen, über Förderbänder unter den Bunkern, den kontrollierten Transport der Rohstoffe zur Transporteinheit mit Mikrowellentrockner.

Die Bunker für Rohstoffe könnten wie folgt ausgestaltet sein: Die Bunker sind mit Niveau- Messgeräten für Voll-/Leerzustand, Temperatur und Feuchtigkeitssensoren zum Steuern der Mikrowellentrockner ausgerüstet.

Die Transporteinheit / -Vorrichtung könnte wie folgt ausgestaltet sein: Die Transporteinheit besteht aus einer Containerkonstruktion mit mehreren, beispielsweise vertikal ausgerichteten, Förderbändern und integriertem Mikrowellentrockner. Die Containerkonstruktion kann optional mit Hydraulik- Komponenten, zur schnelleren Montage/Ausrichtung der Förderbänder auf der Baustelle, ausgestattet werden.

Die Zentrale Produktionseinheit (Container, insbes. mit Mühle und Mischer) könnte wie folgt gestaltet und in die Anlage integriert werden: Der erste Container mit Mühle, Mischer und Betonpumpe ist als erstes auf Baustelle zu montieren. Zur Mühle führen zwei Transportbänder, von der Transporteinheit mit Mikrowellentrockner und vom Air Classifier/Sieben (Rückführung von weiter zu mahlenden Fraktionen). Die Mühle verfügt über ein Niveau-Messgerät am Eingangstrichter. Die Geschwindigkeit beider Transportbänder zur Mühle kann gesteuert werden. Der Transport wird verlangsamt, um eine Überfüllung der Mühle zu vermeiden, wenn zu viel Rohstoffe vom Air Classifier/Sieben rückgeführt werden. Die Menge der maximal rückführbaren Rohstoffe ist definiert und wird über eine im Transportband integrierte Waage gemessen.

Die Mühle ist mit Druck- Sensoren für die Messung und Steuerung des Walzendrucks ausgestattet. Werden zu viel Rohstoffe vom Air Classifier/Sieben rückgeführt, erfolgt eine Erhöhung des Walzendrucks. Hierdurch wird schneller die gewünschte Fraktion gemahlen und weiniger Rohstoffe zur Mühle zurückgeführt.

Ist über die Regulierung des Walzendrucks keine weitere Prozessoptimierung möglich, steht ein Wartungsintervall der Walzen an (neue Beschichtung).

Die gemahlenen Fraktionen werden mittels Pneumatik von der Mühle in einem geschlossenen System in den Air Classifier geblasen, alternativ können Siebe verwendet werden.

Der Mischer kann mit einem Rheologie-Messgerät ausgestattet sein, das Elastizität und Viskosität misst und dokumentiert. Beide Maschinen (Mühle und Mischer) sind über Dämpfer, gegen Vibrationen, fest auf der Containerkonstruktion montiert. Die fest in die Containerkonstruktion integrierte Pumpe transportiert die fertige Mischung zur Baustelle. Über die Ladeanlage kann die Versorgung eines Transportfahrzeuges oder der Anschluss eines TransportrohresZ-schlauches erfolgen.

Mit dem TransportrohrZ-schlauch kann die Mischung direkt auf der Baustelle verarbeitet werden kann. Dies bietet eine neue Möglichkeit des Einsatzes von UHPC-3D-Druck auf der Baustelle und den entscheidenden Vorteil, dass die schnell-abbindenden UHPC-Mischungen ohne Verzögerung durch den Transport verarbeitet werden können.

Der zweite Container mit Windsichter bzw. Air Classifier/Sieben und Dosieranlage ist über den ersten Container der Produktionseinheit zu montieren. Air Classifier/Siebe sind über Dämpfer, gegen Vibrationen, fest auf der Containerkonstruktion montiert. Eine Transportbandwaage fuhrt vom Air Classifier/Sieben zurück zur Mühle. Mit der Waage wird das Gewicht der rückläufigen Materialien gemessen und davon abhängig der Walzendruck der Mühle eingestellt.

Die Dosieranlage verfügt über Tensosensoren (Drucksensoren) und ist festmontiert. Über die Tensosensoren erfolgt die genaue Dosierung der Rohstoffe entsprechend der in der Steuerung hinterlegten UHPC-Rezepturen.

Grundsätzlich sind auch andere Anordnungen der Komponenten in den Containern möglich: Bsp. Container 1 mit Mühle und Air Classifier/Sieben und Container 2 mit Dosieranlage, Mischer und Pumpe.

Bei der obigen Anordnung ist nur ein pneumatischer Transport von der Mühle zum Air Classifier erforderlich. Der Rücktransport erfolgt auf einem Transportband und folgt der Schwerkraft.

Die Silos dienen der (Zwischen-) Lagerung der (gemahlenen) Roh-/Zuschlagstoffe. Diese werden entsprechend der hinterlegten UHPC-Rezepturen von den Silos direkt zur Dosieranlage transportiert und im Anschluss dem Mischer zugeführt.

Die zentrale Steuereinheit (ZS) kann wie folgt ausgestaltet werden:

Die ZS ist integrierter Teil der mobilen Anlage und besteht aus CPU, Speicher, notwendigen Schnittstellen und Touchscreen. Die UHPC-Rezepturen sind im Speicher hinterlegt und können von Touchscreen ausgewählt und gestartet werden. Die ZS überwacht die Messergebnisse der Sensoren, vergleicht diese mit den Kenngrößen der UHPC-Rezepturen und steuert hierüber u.a.:

- Aufbereitung und Transport der notwendigen Rohstoffe (Typ und Menge) zur Dosieranlage

- Geschwindigkeit des Mischers und Dauer der Mischung

- Druck auf den Walzen der Mühle

- Zeit und Leistung des Mikrowellentrockners

- Geschwindigkeit der Transportbänder

- Schließt oder öffnet die Klappen der Bunker

- Schließt oder öffnet die Klappen der Silos und startet den pneumatischen Transport des Materials vom Silo zur Dosieranlage

Alle Prozesse werden auf dem Touchscreen visualisiert. Die ZS löst Nachrichten und Alarm bei Lehlfunktionen und Störungen aus. Alle Daten der Produktion werden gespeichert und mehrmals pro Tag von einem zentralen Server ausgewertet.

Weitere Anmerkungen zum Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) bzw. Künstlichen Neuronalen Netzwerken (KNN):

Datenverarbeitungs-Pipelines sind ein etabliertes Konzept, wenn es darum geht Daten zu erfassen, zu verarbeiten und das Ergebnis der Verarbeitung abzuspeichem. Die Erfassung der Daten kann nach aktuellem Stand der Technik über verschiedene Ansätze wie Datenströme, Digitale Zwillinge oder sogenannte Extract Transfer Load (ETL)-Prozesse realisiert werden. Für die Abbildung und Verarbeitung dieser Datenflüsse gibt es bereits einige Open und Close Source Frameworks, die die Umsetzung entsprechender Pipelines erleichtern. Neben den Pipelines ist auch das Developer Operator (DevOps)-Konzept bereits länger in der Software-Entwicklung etabliert. Seit kurzem ist die Kombination dieser beiden Konzepte zu MachineLeaming (ML)-Ops eine neue Entwicklung im Bereich der Datenverarbeitung. Dadurch ist es möglich, in einem ersten Schritt händisch entwickelte Datenverarbeitungsroutinen zu automatisieren, sowie bspw. kontinuierlich die Güte eines Machine Leaming-Modells zu überwachen. Dieses Prinzip wird aktuell hauptsächlich in reinen Software- Umgebungen eingesetzt, die Ausdehnung dieses Konzepts auf das Szenario vernetzter Anlagen bietet ein großes Potential zur Schaffung leistungsfähiger und sicherer ML-Modelle.

Das zugrundliegende Modell für die Erzeugung von UHPC/HPC-Rezepturen basiert auf der Annahme, dass es eine beste Lösung hinsichtlich physikalischer und chemischer Parameter der Ausgangsstoffe gibt, um einen bestimmten UHPC/HPC mit den geforderten Eigenschaften zu produzieren. Damit handelt es sich um eine Optimierungsaufgabe eines komplexen Herstellungsprozesses. Zur Lösung werden unterschiedliche Optimierungsmethoden eingesetzt. Beispielsweise stellen genetische Optimierungsalgorithmen eine flexible Optimierungsmethode dar, die bei vielfältigen, auch recht komplexen, Problemen Anwendung finden.

Genetische oder auch evolutionäre Algorithmen sind Optimierungsverfahren, die sich am Vorbild der biologischen Evolution orientieren und sich in den unterschiedlichen Teilgebieten inhaltlich bzw. schwerpunktmäßig unterscheiden. Partikelschwarmoptimierung ist ein Optimierungsverfahren, welches nach dem Vorbild des biologischen Schwarmverhaltens eine Lösung für ein Optimierungsproblem sucht. Ein weiteres Verfahren stellt die Kombinatorische Optimierung dar, diese spielt in den Bereichen künstliche Intelligenz, Ingenieurswissenschaften und Informatik eine besondere Rolle.

Wie schon beschrieben, sollen KI-gesteuerte Produktionsprozesse die bestehende Komplexität in einem flexiblen “Rezeptur-Korridor” abbilden, nicht nur als einzelne, statische Rezepturen. Im Folgenden werden Rezeptur und Rezepturgenerierung im Sinne der Entwicklung dieses “Rezeptur- Korridors” verwendet.

Um die im Projekt angestrebte bedarfsgerechte Produktion von UHPC/HPC-Baustoffen und den Einsatz lokal verfügbarer Materialien (von Abbruchmaterialien bis Wüstensand) zu erreichen, müssen verschiedene Systeme entwickelt und integriert werden:

- Verknüpfung einer Bedarfs- und Angebotserfassungssoftware mit einer „lernenden Produktionsanlage“

- Entwicklung einer Software, die die KI-basierte Angebots-ZBedarfserfassung erstellt

- Training und Test des Kl-Modells

- Definition der Schnittstelle zwischen Software und Produktionsanlage

- Optimierung, Parametrierung und Erprobung des Kl-Modells

- Schaffung einer (Software)-Infrastruktur zur kontinuierlichen Erfassung der Anlagendaten - Verarbeitung der Daten und Training aktualisierter Modelle

- Validierung des Zusammenspiels der einzelnen Komponenten, u.a. Vorhersagegenauigkeit

- Integration des modellintegrierten Optimierers in die Infrastruktur

- Überprüfung des Gesamtsystems, inkl. Interaktion von Angebots- und Bedarfserfassungssoftware

Die Entwicklung und der Einsatz von KI (Künstliche Intelligenz) basiert auf den grundlegenden Algorithmen in Bezug auf die entscheidenden Produktionsparameter bei der komplexen Herstellung von UHPC-Mischungen und der hierfür eingesetzten Technologien. Ziel ist eine fortlaufende Kontrolle und Optimierung der Qualität: a.) bereits entwickelter Mischungen b.) der Produktionsprozesse c.) der Recyclingprozesse d.) gegenseitigen Abhängigkeiten von a.), b.) und c.) auch in Bezug auf Kosten und nachgelagerte

Prozesse.

Hierzu gehört beispielsweise die Minimierung des Materialbruchs im Produktionsprozess und bei Verpackung/Versendung durch Anpassung der Produktionsgeschwindigkeit und/oder der Mischungen. Oder im Umkehrschluss, bei geringem Materialbruch, die mögliche Beschleunigung des Produktionsprozesses und/oder die mögliche Optimierung von Mischungen in Bezug auf Kosten und/oder Materialeigenschaften.

Hervorzuheben ist auch die Sammlung der Daten der global verteilten Produktionsanlagen:

Die eingesetzte KI wird die Daten der global verteilten Produktionsanlagen auswerten.

Hierfür übermitteln die Zentrale Steuereinheiten (ZS) der lokalen, stationären und mobilen Anlagen die Sensordaten des gesamten Prozesses (Track-and-Trace von Aufbereitung, Mischen, Gießen, Reifiingsprozess, Verpacken, Logistik) an einen zentralen Rechner. Diese Daten werden durch Daten aus nachgelagerten Recyclingprozessen ergänzt. Alle erhobenen Daten sich fälschungssicher dokumentiert und nachverfolgbar.

Zur Struktur der eingesetzten Rekurrenten Neuronalen Netzwerke (RNN):

Die verwendete KI wird auf Basis von Künstlichen Neuronalen Netzwerken (KNN) entwickelt. KNN sind Algorithmen, die dem menschlichen Gehirn nachempfunden sind. Dieses abstrahierte Modell von verbundenen künstlichen Neuronen, ermöglicht es, komplexe Aufgaben aus den Bereichen Statistik, Informatik und Wirtschaft durch Computer zu lösen.

Die KNN können u.a. zur Optimierung komplexer Prozesse zum Einsatz kommen (Bsp. Anpassungen von Kenngrößen in der Produktion und Regelungstechnik). Die KNNs sind in der Lage, komplizierte nichtlineare Funktionen über einen „Lem“-Algorithmus, der durch iterative oder rekursive Vorgehensweise alle Parameter der Funktion zu bestimmen versucht, zu erlernen. Grundstruktur dieses Lemverfahrens wird ein rückgekoppeltes (rekurrentes) Netzwerk sein (RNN), das ein dynamisches Verhalten ermöglicht).

Zum Aufbau: Das Modell des neuronalen Netzes besteht aus Knoten, auch Neuronen genannt, die Informationen von anderen Neuronen oder von außen aufnehmen, modifizieren und als Ergebnis ausgeben. Dies erfolgt über drei verschiedene Schichten, denen jeweils eine Art von Neuronen zugeordnet werden kann: Input (Eingabeschicht); Output (Ausgabeschicht) und sogenannte Hidden- Neuronen (verborgene Schichten).

Die Information wird durch die Input-Neuronen aufgenommen und durch die Output-Neuronen ausgegeben. Die Hidden-Neuronen hegen dazwischen und bilden innere Informationsmuster ab. Die Neuronen sind miteinander über sogenannte Kanten verbunden. Je stärker die Verbindung ist, desto größer die Einflussnahme auf das andere Neuron.

Typische Neuronen in den erfindungsgemäß eingesetzten Technologien sind z.B.:

- Eingabeschicht: Masse der verschiedenen Rohstoffe pro Tonne fertiger Mischung; Feuchtigkeit;

Temperatur;

- Verborgene Schicht: Druck auf Walzen der Mühle; Geschwindigkeit der Mischer; Zeit;

- Ausgabeschicht: Packungsdichten;

- Viskosität; Thixotropic.

Zur Funktion: Bei einer vorhandenen Netzstruktur bekommt jedes Neuron ein zufälliges Anfangsgewicht zugeteilt. Dann werden die Eingangsdaten in das Netz gegeben und von jedem Neuron individuell gewichtet. Das Ergebnis dieser Berechnung wird an die Neuronen der nächsten Schicht oder des nächsten Layers weitergegeben, man spricht auch von einer „Aktivierung der Neuronen“. Eine Berechnung des Gesamtergebnisses geschieht am Outputlayer.

Maschinelle Lern-Methode arbeiten nicht fehlerfrei, nicht alle Ergebnisse (Outputs) sind “richtig”. Mögliche Fehler sind berechenbar, ebenso wie der Anteil, den ein einzelnes Neuron an den Fehlem hat. Das Gewicht jedes Neurons kann im nächsten Lem-Durchlauf so verändert werden, dass Fehler minimiert werden.

Recurrent Neural Networks (RNN) fügen den KNN wiederkehrende Zellen hinzu, wodurch neuronale Netze ein Gedächtnis erhalten. Diese Art von KNNs wird insbesondere dann verwendet, wenn der Kontext wichtig ist. Denn dann beeinflussen Entscheidungen aus vergangenen Iterationen oder Proben maßgeblich die aktuellen Entscheidungen. Da RNN jedoch den entscheidenden Nachteil haben, dass sie mit der Zeit instabil werden, ist es inzwischen üblich so genannte Long-Short-Term-Memory Units (kurz: LSTMs) zu verwenden. Diese stabilisieren das RNN auch für Abhängigkeiten, die über einen längeren Zeitraum bestehen.

Wie zuvor beschrieben, offenbart die Erfindung eine Anlage ANL zur Herstellung von Fertigbeton oder daraus gefertigten Produkten, insbesondere Trocken-Mischungen zum Anfertigen von Hochleistungs- Beton oder betonähnlichen Produkten oder verwendungsfertigem Nassbeton oder damit angefertigten Beton- oder betonähnlichen Produkten, wobei die Anlage ANL dadurch gekennzeichnet, ist: dass die Anlage ANL beschaffen ist, zumindest einige der für die Herstellung benötigten Zuschlagstoffe ZS durch eine Aufbereitung von Rohstoffen RS anzufertigen, und dazu folgende Komponenten aufweist: mindestens ein befüllbares erstes Behältnis BU 1, BU2, BU3 zur Bereitstellung der Rohstoffe RS; mindestens ein befullbares zweites Behältnis SLZ zur Bereitstellung eines Bindemittels BM;

. . .mindestens ein befullbares drittes Behältnis SL1, SL2 zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe ZS;wobei die Anlage ANL mehrere mit zumindest einzelnen der Behältnisse über Transportvorrichtungen TB; TB’ verbundene Verarbeitungsvorrichtungen MLE, AS, WA, DSV, MI, WA’, LA10 aufweist, von denen: eine erste Verarbeitungsvorrichtung als eine Zerkleinerungsvorrichtung MLE ausgebildet ist zum mechanischen Zerkleinern der Rohstoffe RS; eine zweite Verarbeitungsvorrichtung als eine Fraktioniervorrichtung AS ausgebildet ist zum Fraktionieren der zerkleinerten Rohstoffe in Fraktionen Fl, F2 nach Korngröße, um zumindest einzelne der Fraktionen Fl, F2 als Zuschlagstoffe ZS zu verwenden; eine dritte Verarbeitungsvorrichtung als eine Dosiervorrichtung DSV ausgebildet ist zum Dosieren von Anteilen des Bindemittels BM und mindestens einer der Fraktionen Fl, F2 für einen Mischvorgang; und eine vierte Verarbeitungsvorrichtung als eine Mischvorrichtung MS8 ausgebildet ist zum Mischen der dosierten Anteile zu einer Trocken-Mischung oder zu einem verwendungsfertigen Hochleistungs-Beton UHCP oder betonähnlichen Produkt; wobei die Anlage A zumindest eine Steuerungsvorrichtung CTR aufweist, die zumindest die Dosiervorrichtung DSV und die Mischvorrichtung MS8 steuert.

Vorzugsweise kann die Steuerung CTR beschaffen sein, die Zerkleinerungsvorrichtung MLE und/oder die Fraktioniervorrichtung AS und mindestens eine der Transportvorrichtungen TB‘ so zu steueren, dass eine Fraktion F2 als Zuschlagstoff ZS in eines SL1 der dritten Behältnisse gefüllt und dort zwischengespeichert wird; und die Anlage ANL kann ferner mindestens eines der folgenden Komponenten aufweisen:

- eine Waage WA; WA’ zum Wiegen der zu zerkleinernden oder zerkleinerten Rohstoffe, der Fraktionen oder Resten R* der Fraktionierung, der zu dosierenden oder dosierten Anteile, und/oder der Fertig- Mischung oder des gemischten verwendungsfertigen Betons UHCP oder betonähnlichen Produkts;

- eine Ladevorrichtung LA 10 zum Befüllen eines Laderaums mit der Fertig -Mischung oder dem gemischten Betons UHCP oder betonähnlichen Produkt;

- eine Pumpe BP zum Befüllen eines Lade- oder Verfüllraums mit dem gemischten und mit Wasser versetzten Hochleistungs-Beton UHCP oder betonähnlichen Produkt als verwendungsfertigen Nassbeton, insbesondere Spritzbeton, insbesondere eine Pumpe BP, die mit einem Anschlussstutzen für ein Förderrohr oder einen Förderschlauch versehen ist; - eine Trocknungsvorrichtung MWT zum Trocknen der zu der Zerkleinerungsvorrichtung MLE transportierten Rohstoffe RS.

Auch kann die Anlage ANL vorzugsweise aus mindestens zwei transportierbaren Funktionseinheiten CT1, CT2, ... CT5 modular aufgebaut sein, wobei die Abmessungen der jeweiligen Funktionseinheit konform mit denen von standardisierten Containern, insbesondere Schiffs-Containern, sind, und wobei in jeder der Funktionseinheiten einzelne oder mehrere der Komponenten und/oder Verarbeitungseinheiten integriert sind, wobei optional die jeweilige Funktionseinheit CT1, CT2, . . . CT5 eine Rahmenkonstruktion aufweist, deren Abmessungen den äußeren Abmessungen eines standardisierten Containers entsprechen oder kleiner als die inneren Abmessungen eines standardisierten Containers sind.

Die Anlage ANL kann beispielsweise wie folgt modular aufgebaut ist, indem:

- in einer ersten Funktionseinheit CT1 das mindestens eine befullbare erste Behältnis BUI, BU2, BU3 zur Bereitstellung der Rohstoffe RS integriert ist;

- in einer zweiten Funktionseinheit CT2 zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: die Zerkleinerungsvorrichtung MLE und die Mischvorrichtung MI, optional noch die Fraktioniervorrichtung AS und/oder die Dosiervorrichtung DSV;

- in einer dritten Funktionseinheit CT2 zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind: die Fraktioniervorrichtung AS und die Dosiervorrichtung DSV, optional noch die Zerkleinerungsvorrichtung MLE und/oder die Mischvorrichtung MI;

- optional in einer vierten Funktionseinheit CT4 zumindest folgende Verarbeitungsvorrichtungen integriert sind:

- das mindestens eine befullbare dritte Behältnis SL1, SL2 zur Bereitstellung der Zuschlagstoffe ZS oder zur Zwischenspeicherung der einzelnen Fraktionen Fl, F2, und optional das mindestens eine befullbare zweite Behältnis SLZ zur Bereitstellung des Bindemittels BM;

- optional in einer fünften Funktionseinheit CT5 zumindest eine der Transportvorrichtungen TB; TB’ integriert ist, und optional die Trocknungsvorrichtung MWT integriert ist.

Außerdem kann die Steuerungsvorrichtung CTR auch in einer der transportierbaren Funktionseinheiten, vorzugsweise in der zweiten oder dritten Funktionseinheit CT2, CT3 integriert sein; und/oder können zumindest einzelne der transportierbaren Funktionseinheiten CT1, CT2, ... CT5 auf Dämpfungselementen und/oder auf hydraulischen Nivellierungselementen gelagert sein.

Auch können zumindest einzelne der Komponenten mit Sensorik oder Sensoren wie folgt ausgestattet sein: - zumindest einzelne der Behältnisse BUI, ...BU3, die Trocknungsvorrichtung MWT und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung MLE sind mit Sensoren zur Messung von Feuchtigkeit und/oder Temperatur ausgestattet;

- zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse BUI, BU2, BU3; SLZ; SI, S2 und/oder die Zerkleinerungsvorrichtung MLE sind mit Sensoren zur Füllstandsmessung, insbesondere mit Ultraschall-Sensoren zur Niveaumessung, ausgestattet; zumindest einzelne der Transportvorrichtungen TB, die Dosierungsvorrichtung DSV und/oder die Mischvorrichtung MI sind mit Sensoren zur Messung von Druck und/oder Viskosität ausgestattet;

- zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung MLE ist mit Sensoren zur Messung des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet;

- zumindest einzelne der Transportvorrichtungen TB, TSB und/oder die Mischvorrichtung MI sind mit Sensoren zur Geschwindigkeitsmessung ausgestattet;

- zumindest die Trocknungsvorrichtung MWT ist mit Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit und/oder der Zeitdauer und/oder Leistung eines Wärmeeintrags ausgestattet; und/oder

- zumindest einzelne der befüllbaren Behältnisse BUI, BU2, BU3; SLZ; SI, S2 und/oder der Transportvorrichtungen TB, TSB sind mit Sensoren zur Erfassung von Schließzuständen an Klappen ausgestattet.

Außerdem können zumindest einzelne der Komponenten mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, wie folgt ausgestattet sein:

- zumindest die Zerkleinerungsvorrichtung MLE ist mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Ändern des Andrucks von Mahlwalzen ausgestattet;

- zumindest einzelne der Transportvorrichtungen TB, TSB und/oder die Mischvorrichtung MI sind mit Stellgliedern zum Ändern der Transport- bzw. Misch-Geschwindigkeit ausgestattet;

- zumindest die Trocknungsvorrichtung MWT ist mit Stellgliedern zum Ändern der für den Wärmeeintrag erforderlichen Betriebs-Zeitdauer und/oder -Leistung der Trocknungsvorrichtung ausgestattet; und/oder

- zumindest die einzelne der befüllbaren Behältnisse BUI, BU2, BU3; SLZ; SI, S2 und/oder Transportvorrichtungen TB, TSB sind mit Stellgliedern, insbesondere Aktuatoren, zum Öffnen und Schließen von Klappen ausgestattet.

Hierbei sind die Sensoren und/oder Stellglieder vorzugsweise mit der Steuerungsvorrichtung CTR verbunden, die wiederum eine Datenverarbeitungseinheit MCU aufweist, die die von den Sensoren erfassten Messdaten auswertet und in Abhängigkeit davon Stelldaten für die Ansteuerung der Stellglieder berechnet, insbesondere unter Zugriff auf in einer Datenbank DB; DBZ hinterlegten Rezepturdaten für die Herstellung des Betons oder betonähnlichen Produkts, wobei optional die Datenverarbeitungseinheit MCU oder eine damit verbundene zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV die Rezepturdaten und/oder Stelldaten optimiert, insbesondere unter Einsatz künstlicher Intelligenz KI auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen KNN unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mitels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten neuronalen Netzwerkes RNN optimiert.

Auch in dem oben beschriebene Netzwerk NW kann optional die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV die Rezepturdaten und/oder Stelldaten unter Einsatz künstlicher Intelligenz KI auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen KNN unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mitels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten Netzwerkes RNN optimieren, wobei vorzugsweise die entwickelten und optimierten Rezepturdaten über gesicherte Internet- Verbindungen weltweit, insbesondere über ein Portal, abrufbar sind; und dass die Rezepturdaten verschlüsselt und fälschungssicher gespeichert sind, sowie mitels eines durch Hard- und/oder Software gegen Fälschung gesicherten Zahlungsvorgang, der den Zugang zu den Rezepturdaten eröffnet, freischaltbar sind.

Auch kann das Netzwerk NW die oben beschriebene zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV und mehrere der beschriebenen Anlagen ANL1, ANL2, ANL3 aufweisen, welche an verschiedenen entfernt voneinander befindlichen Einsatzorten installiert sein können, wobei dann jede der Steuerungen CRT1, CTR2, CTR3 der Anlagen über das Netzwerk NW mit der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung SRV verbindbar ist zwecks Übertragung von Sensordaten, die in der jeweiligen Anlage an ihrem Einsatzort erfasst werden; und wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV die Rezepturdaten und/oder Stelldaten optimiert und in einer mit der Datenverarbeitungseinrichtung SRV verbundenen Datenbank DB ablegt; und wobei jede der Steuerungen CRT1, CTR2, CTR3 der Anlagen über das Netzwerk NW die optimierten Rezepturdaten und/oder Stelldaten von der Datenbank DB bei Bedarf abruft.

Vorzugsweise optimiert dann die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung SRV die Rezepturdaten und/oder Stelldaten unter Einsatz künstlicher Intelligenz KI auf der Basis von künstlichen neuronalen Netzen KNN unter Einsatz nichtlinearer Funktionen, mitels eines definierten Lemalgorithmus, insbesondere unter Einsatz iterativer und/oder rekursiver Algorithmen, vorzugsweise unter Einsatz eines rekurrenten Netzwerkes RNN; und/oder die entwickelten und optimierten Rezepturdaten sind über gesicherte Internet-Verbindungen weltweit, insbesondere über ein Portal, abrufbar; wobei die Rezepturdaten verschlüsselt und fälschungssicher gespeichert sind, sowie mitels eines durch Hard- und/oder Software gegen Fälschung gesicherten Zahlungsvorgang, der den Zugang zu den Rezepturdaten eröffnet, freischaltbar sind. Bezugszeichenliste

ANL Anlage (modularer Aufbau)

CT1 - CT5 transportfähige Funktionseinheiten (Container)

BU1-BU3; S1,S2 Behältnisse/Bunker/Silos

TB; TB‘ Transportband(bänder)

MWT Mikrowellen-Trockner

MLE Mühle

AC Fraktionierer, hier: Windsichter bzw. Air Classifier

WA Waage

DSV Dosierer

MI Mischer

WA; WA’ Waage(n)

LA10 Ladeanlage

BP Betonpumpe

CTR Steuerung (lokal) mit MCU und Datenbank (keine KI)

NW Netzwerk mit mehreren Anlagen

ANL1 - ANLn Anlagen (lokal)

CTRI - CTRln Steuerungen (lokal)

CTR-Z Zentral-Steuerung mit oder realisiert durch:

SRV zentraler Datenverarbeitung (Server mit KI)

DB-Z zentrale Datenbank über Netzwerk abrufbar