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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern zumindest eines Teilprozesses wenigstens eines Garprozesses in einem Gargerät sowie ein System zum Garen von Nahrungsmitteln.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Systeme bekannt, mit denen einem Benutzer bzw. einem Bediener eines Gargeräts die Garzeit vor dem Start eines Garprogramms angezeigt werden kann. Das Gargerät kann die Garzeit aufgrund einer Inter- oder Extrapolation der Gargutmenge abschätzen. Bei der Garzeit handelt es sich um einen sogenannten Prozessparameter, das heißt einem Parameter, mit der Garprozess unter anderem definiert werden kann.
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Ferner sind Gargeräte bekannt, die eine höhere Intelligenz aufweisen, sodass sie weitere Einflussparameter als nur die Gargutmenge zur Abschätzung der zu erwartenden Garzeit heranziehen. Diese Einflussparameter werden jedoch ebenfalls inter- oder extrapoliert, sodass die Abschätzung der Garzeit hierdurch lediglich verbessert ist.
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Es ist aus dem Stand der Technik jedoch nicht bekannt, dass der Benutzer des Gargeräts hinsichtlich seiner Eingaben völlig frei agieren kann bzw. seine Eingaben in die Abschätzung exakt einbezogen werden. Beispielsweise werden vom Benutzer eingegebene Zielparameter des zu garenden Garguts nicht oder nur pauschal bei der Abschätzung einbezogen. Dies liegt daran, dass das Gargerät bei seiner Abschätzung nur auf eine begrenzte Menge an Daten zurückgreifen kann, die lediglich die typischerweise zu erwartenden Garprozesse abdecken. Auf diese Daten greift das Gargerät zurück und inter- oder extrapoliert sie entsprechend.
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Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass dem Benutzer des Gargeräts lediglich die Garzeit als Prozessparameter angegeben wird und dies nur aufgrund einer Abschätzung erfolgt. Neben der Garzeit werden dem Benutzer keine weiteren Prozessdaten zur Verfügung gestellt, anhand derer er den gewählten Garprozess möglicherweise nochmals überprüfen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Garprozesses sowie ein System bereitzustellen, mit dem dem Benutzer mehrere Prozessdaten möglichst exakt zur Verfügung gestellt werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Steuern zumindest eines Teilprozesses wenigstens eines Garprozesses in einem Gargerät gelöst, wobei relevante Daten für zumindest einen Teilprozess wenigstens eines Garprozesses erfasst werden, insbesondere Details des zu garenden Garguts sowie Zielparameter. Die Daten werden an ein Simulationsmodul geschickt, das den zumindest einen Teilprozess simuliert, mit dem ein vom Benutzer gewünschter Zustand des zu garenden Garguts erhalten wird. Ferner werden die zum Ausführen des wenigstens einen Garprozesses relevanten Prozessdaten an das Gargerät geschickt.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die verschiedenen Prozessdaten durch eine rechnerische Simulation des Teil- bzw. Garprozesses zu erhalten, so dass sich deutlich bessere Ergebnisse des Garverlaufs erzielen lassen als bei einer groben Abschätzung, die auf einigen wenigen vordefinierten und hinterlegten Daten basiert und lediglich eine Inter- oder Extrapolation darstellt. Die erfindungsgemäß verwendeten Prozessdaten umfassen die Prozessparameter sowie die Steuerungsdaten, mit denen das Gargerät gesteuert wird. Mit der Simulation können sämtliche Freiheitsgrade eines Garprozesses abgedeckt und alle Prozessdaten vorab ermittelt werden. Die Prozessdaten können somit für jeden geplanten Garprozess exakt angegeben werden, auch wenn die gewünschten Zielparameter von den üblicherweise zu erwartenden Zielparametern abweichen.
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Bei den relevanten Daten, die erfasst werden, handelt es sich unter anderem um Details des zu garenden Garguts, also die Gargutart, die Menge des Garguts und/oder die Temperatur des Garguts. Darüber hinaus umfassen die relevanten Daten Garprozessdaten wie der Garart, also Dämpfen, Backen und/oder Frittieren. Letztendlich umfassen die relevanten Daten zudem die Zielparameter, also Werte, die den Zustand des Gargut definieren, den das Gargut zumindest am Ende des Teilprozesses aufweisen soll. Bei dem Zustand kann es sich um einen Teilzustand nach Ablauf des Teilprozesses oder um einen Endzustand nach Ablauf des Garprozesses handeln.
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Die relevanten Daten können von einem Benutzer manuell eingegeben oder über Sensoren erfasst werden. Beispielsweise kann ein optisches Gerät das Gargut erkennen und die entsprechenden relevanten Daten an das Simulationsmodul übermitteln. Dasselbe optische Gerät oder ein anderer Sensor kann insbesondere gleichzeitig die Temperatur des Garguts erfassen. Ferner kann hierzu eine Messstation ausgebildet sein, an der die relevanten Daten des Garguts erfasst werden.
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Mit dem Begriff besseres Ergebnis ist eine genauere und umfassendere Berechnung des Garverlaufs gemeint, da aufgrund der Simulation verschiedene Einflüsse berücksichtigt werden, die zum Garverlauf beitragen. Des Weiteren können aufgrund der Simulation, wie bereits erwähnt, die Steuerungsdaten für das Gargerät simuliert werden.
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Ein Teilprozess eines Garprozesses kann beispielsweise ein Auftau-Schritt oder ein Überkrusten-Schritt eines Garguts sein. Das bedeutet, dass der Teilprozess einen eigenständigen Teilschritt eines ganzen Garprozesses darstellt. Der ganze Garprozess ist dabei derart definiert, dass der Garprozess vom Einbringen eines Garguts in das Gargerät bis zu einem Zeitpunkt läuft, bei dem das Gargut fertig gegart ist, das heißt, dass das gegarte Gargut serviert werden kann bzw. der gewünschte Zustand des Garguts erreicht ist. Ferner kann ein Teilprozess bis zu einem Wendezeitpunkt laufen, also bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Gargut gewendet werden soll. Alternativ kann ein Teilprozess auch eine sogenannte „hold“-Funktion sein, bei der das Gargut vor einem Auskühlen bewahrt wird, jedoch nicht weiter gegart wird. Die verschiedenen Teilprozesse eines Garprozesses können insbesondere in unterschiedlichen Gargeräten ablaufen. Hierzu müssten lediglich die entsprechenden Leistungsparameter der unterschiedlichen Gargeräte bekannt sein. Beispielsweise könnten ein eine Bratfunktion aufweisendes Gargerät und ein Gargerät verwendet werden, das eine Dämpferfunktion hat, sodass die Teilprozesse ein Anbraten des Garguts sowie ein Garziehen umfassen.
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Grundsätzlich werden die Garprozesse so simuliert, dass die vom Benutzer eingegebenen Zielparameter möglichst exakt eingehalten werden. Dementsprechend werden die anderen für den zumindest einen Teilprozess relevanten Prozessparameter, die nicht durch die Zielparameter vorgegeben worden sind, bei der Simulation vorzugsweise so angepasst, dass die Zielparameter erreicht werden können.
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Ein Aspekt sieht vor, dass das Simulationsmodul mehrere Teilprozesse des wenigstens einen Garprozesses getrennt voneinander, parallel oder blockweise simuliert, insbesondere den gesamten Garprozess. Hierdurch können einzelne Teile des Garprozesses getrennt voneinander simuliert werden, beispielsweise die Teilprozesse „Auftauen“ oder „Überkrusten“. Des Weiteren können die Teilprozesse zu zusammenhängenden Blöcken zusammengefasst werden, beispielsweise „Auftauen und Erwärmen“, wohingegen „Überkrusten“ ein weiterer Teilprozess bzw. Block ist. Des Weiteren ist es möglich, Teilprozesse mehrerer Garprozesse oder mehrere Garprozesse zu simulieren, die gleichzeitig im Garraum ablaufen, also parallel. Dies ist dann der Fall, wenn der Garraum mit unterschiedlichen Gargütern beschickt wird, die unterschiedlichen Garprozessen unterliegen. Hierbei können sich insbesondere überlappende Garzeiten für die Gargüter ergeben, die entsprechend simuliert werden. Dies wird generell auch als Mischbeschickung bezeichnet. Aufgrund der Simulation von Teilprozessen oder der blockweisen Simulation können verschiedene Teilaspekte eines gesamten Garprozesses besser analysiert werden, insbesondere deren Einfluss auf den gesamten Garprozess. Alternativ kann auch der gesamte Garprozess an einem Stück simuliert werden.
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Ferner kann dem Benutzer nach der Simulation ein simulierter Garverlauf mit den Prozessdaten angezeigt werden. Der Benutzer kann anhand der Prozessdaten überprüfen, inwiefern die gewünschten Zielparameter einen negativen Einfluss auf den Garverlauf haben, insbesondere die Garzeit. Hierbei besteht für den Benutzer somit die Möglichkeit, bereits vor dem Ausführen des Garprozesses mögliche Probleme zu erkennen und gezielt einzugreifen. Insbesondere bei der Simulation von Teilprozessen oder der blockweisen Simulation kann der Benutzer gezielter eingreifen. Sollten die gewünschten Zielparameter bei der Simulation nicht erreicht werden oder eine zu große Abweichung aufweisen, so wird dies dem Benutzer angezeigt. Eine noch tolerierbare Abweichung kann beispielsweise eine Garzeitabweichung von +/–5 % oder +/–2 min oder eine Kerntemperaturabweichung von +/–1 °C sein.
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Zumindest die Schritte, wonach die relevanten Daten an das Simulationsmodul geschickt werden und das Simulationsmodul zumindest einen Teilprozess des wenigstens einen Garprozesses simuliert, können wiederholt werden, wenn der Benutzer eine Änderung der relevanten Daten vornimmt, insbesondere in Anschluss an die Anzeige der Prozessdaten. Sofern der Benutzer feststellen sollte, dass die von ihm gewünschten Zielparameter zu einem ungünstigen Garverlauf führen oder nicht erreicht werden, beispielsweise eine zu lange Garzeit, kann der Benutzer die Zielparameter ändern. Anschließend findet eine erneute Simulation statt, sodass der Benutzer überprüfen kann, ob die Änderung der Zielparameter den gewünschten Einfluss auf den Garverlauf bzw. die Prozessparameter hatte.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Simulationsmodul eine Software zur Simulation physikalischer Vorgänge umfassen, insbesondere COMSOL Multiphysics. Mithilfe einer derartigen Software ist es möglich, physikalische Vorgänge wie Garprozesse naturgetreu zu simulieren, indem Differenzialgleichungen aufgestellt werden, die ein gekoppeltes Gleichungssystem bilden. Das Gleichungssystem kann rechnerisch insbesondere durch ein iteratives Verfahren gelöst werden.
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Die Prozessdaten können zumindest Temperatur-, Feuchte-, Infrarot-Leistungswerte, ein Volumenstrom eines Lüfters, Angaben zur Entfeuchtung, Daten zur berechneten Garzeit, Bräunungswerte und/oder Angaben zur Mikrowellenenergie umfassen, insbesondere Frequenz- und/oder Phasenwerte. Mithilfe dieser Prozessdaten, die vom Simulationsmodul übermittelt werden, kann der Bediener nachvollziehen, ob die gewünschten Zielparameter auch tatsächlich erreicht werden.
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Sollte der Bediener des Gargeräts feststellen, dass einer der Prozessdaten einen Wert liefert, der außerhalb des gewünschten Bereichs liegt, so kann er aufgrund der Vielzahl der angezeigten Prozessdaten gezielter eine Änderung vornehmen, um den gewünschten Garverlauf zu erhalten. Im Allgemeinen kann der Bediener die auszuwählenden Zielparameter nur in einem beschränkten Bereich verändern, die in einem vernünftigen Bereich liegen. Sofern der Bediener Zielparameter eingeben kann, die sich gegenseitig beeinflussen, beispielsweise Garzeit und Kerntemperatur oder Garzeit und Bräunung, kann der Bediener aufgrund der Anzeige der Prozessdaten erkennen, ob ein Zielkonflikt aufgrund der gewünschten Zielparameter vorliegt.
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Generell umfassen die Prozessdaten Prozessparameter wie die Garzeit oder die Kerntemperatur des Garguts sowie Steuerungsdaten für das Gargerät, aufgrund derer das Gargerät entsprechend den Garprozess durchführt.
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Bei der Simulation kann auch auf umfangreiche (externe) Datenbanken zurückgegriffen werden, in denen Informationen zu bestimmten Nahrungsmitteln und deren Garverhalten hinterlegt sind. So kann beispielsweise auf Datenbanken der verschiedenen Nahrungsmittelhersteller zugegriffen werden, in denen diese Daten zum Garverhalten der von ihnen hergestellten Lebensmittel hinterlegt haben. Damit kann ein Bediener seinen individuellen Garprozess nicht nur allgemein beispielsweise an "Pommes Frites" anpassen, sondern gezielt an "Pommes Frites des Herstellers A". Dadurch profitiert ein Bediener von den umfangreichen Daten, die viele Lebensmittelhersteller zu ihren Produkten haben, und kann mit diesen Daten seinen Garprozess verbessern.
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Der vom Simulationsmodul simulierte Teilprozess kann in einem Speicher hinterlegt werden, sodass später auf die hinterlegten Simulationen zurückgegriffen werden kann. Bei dem Speicher kann es sich insbesondere um den Speicher handeln, in dem auch die Datenbank hinterlegt ist.
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Ferner kann das Simulationsmodul die eingebenden Zielparameter mit den Zielparametern bzw. Prozessdaten von im Speicher hinterlegten Simulationen vergleichen und bei Übereinstimmung die entsprechenden Prozessdaten ohne Simulation ausgeben. Die vom Benutzer gewünschten Daten können so direkt bereitgestellt werden, wodurch die Effizienz verbessert ist.
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Insbesondere kann zumindest die Eingabe der Zielparameter reglementiert sein, sodass nur ein beschränkter Kreis an Benutzern Zugriff hat. Es wird sichergestellt, dass nur Benutzer mit entsprechenden Kenntnissen Zugriff haben und Eingaben vornehmen können. Der beschränkte Zugriff kann sich auch auf andere Aspekte des Verfahrens erstrecken. Ferner kann der reglementierte Zugriff auch aufgehoben werden, sodass der Zugriff für jeden frei ist.
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Ferner wird die Aufgabe durch ein System zum Garen von Nahrungsmitteln gelöst, mit einer Eingabeeinheit, mit der dem System relevante Daten für zumindest einen Teilprozess wenigstens eines Garprozesses bereitgestellt werden können, einem Simulationsmodul, mit dem der zumindest eine Teilprozess auf der Basis der relevanten Daten und auf der Basis von Zusatzinformationen simuliert werden kann, einem Gargerät, das unter Berücksichtigung von Prozessdaten, die vom Simulationsmodul stammen, den zumindest einen Teilprozess ausführen kann und einer Datenübertragungsstrecke, mit der Daten von der Eingabeeinheit zum Simulationsmodul und zu einem Gargerät übertragen werden können.
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Das System umfasst somit mehrere Teile, die zur Simulation zumindest eines Teilprozesses wenigstens eines Garprozesses und zur Ausführung des zumindest einen Teilprozesses dienen. Die einzelnen Teile können dabei jeweils voneinander körperlich getrennt oder in gemeinsamen Baugruppen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Eingabeeinheit ein Computer sein, an dem die auszuführenden Garprozesse geplant werden. Das Simulationsmodul kann ebenfalls in diesem Computer zumindest teilweise vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann die Eingabeeinheit im Gargerät ausgebildet sein, sodass der Benutzer den Garprozess direkt am Gargerät plant. Bei der Datenübertragungsstrecke kann es sich um eine Netzwerkverbindung, insbesondere WLAN-Verbindung, oder eine universelle Datenübertragung handeln. Ferner kann eine Datenübertragung mittels eines QR-Codes oder eines RFID-Tags erfolgen. Beispielsweise können die Prozessdaten in einem QR-Code gespeichert sein, der beim Beschicken des Gargeräts ausgelesen wird, sodass das Gargerät die simulierten Steuerungsdaten über das Auslesen des QR-Codes erhält.
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Als Zusatzinformationen können beispielsweise das verwendete Garzubehör, der Standort des Gargeräts, der Luftdruck und ähnliches angesehen werden. Insbesondere umfassen die Zusatzinformationen Lebensmittelparameter, also Daten des konkreten Garguts, die beispielsweise vom Händler bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Simulationsmodul in wenigstens einer Recheneinheit vorgesehen, die extern vom Gargerät ausgebildet ist, insbesondere in einem Rechenzentrum oder in einer Recheneinheit eines Netzwerks. Hierdurch ist es möglich, dass die Simulation in einer sogenannten „cloud“ stattfinden kann, also einem übergeordneten Netzwerk. Die Simulation wird demnach zumindest teilweise ausgelagert, wobei die für die Simulation benötigte Rechenleistung auf viele Recheneinheiten verteilt wird. Die Simulation wird üblicherweise in mehrere Rechenprozesse unterteilt, die jeweils an verschiedene Recheneinheiten übergeben wird, wodurch eine hohe virtuelle Rechenkapazität zur Verfügung gestellt wird. Die Unterteilung kann beispielsweise durch die Recheneinheit geschehen, die auch die Eingabeeinheit umfasst. Dieses Prinzip wird auch als „cloud computing“ bezeichnet. Bei der Verwendung einer „cloud“ ist das Simulationsmodul somit durch alle an der „cloud“ oder dem übergeordneten Netzwerk beteiligten Recheneinheiten gebildet.
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Bei der „cloud“, die zur Simulation verwendet werden kann, kann es sich um eine sogenannte „private cloud“ handeln, das heißt, dass die Rechenleistung intern von mehreren Computer bereitgestellt wird, die in einem gemeinsamen, nach außen geschlossenen Netzwerk sind, insbesondere einem privaten Netzwerk. Dies kann ein innerhalb einer Firma vorgesehenes Netzwerk sein, sodass ein eigenes, internes Rechenzentrum gebildet wird. Alternativ kann es sich bei der „cloud“ auch um eine „public cloud“, eine „community cloud“ oder eine „hybrid cloud“ handeln, bei der der Zugriff auf externe Recheneinheiten möglich ist, die nicht zum privaten Netzwerk gehöhren. Dieser Zugriff erfolgt üblicherweise über das Internet.
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Alternativ kann die Simulation auch in einem externen Rechenzentrum ausgeführt werden, bei dem die gesamte Rechenkapazität von externen Recheneinheiten zur Verfügung gestellt wird. Dies kann jedoch mit höheren Kosten verbunden sein, da dortige Rechenzeit üblicherweise teuer ist.
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Generell kann die Simulation des Teil- bzw. Garprozesses vom Gargerät ausgelagert bzw. auf viele Recheneinheiten verteilt werden, weshalb es überhaupt möglich ist, die komplexen Differentialgleichungen in kurzer Zeit lösen zu können. Dies ermöglicht es zudem, das Gargerät auf seine eigentliche Aufgabe zu reduzieren, da ein Gargerät keine derartigen Simulationen in einer zufriedenstellenden Zeit durchführen kann. Das Gargerät kann mit einem Internetanschluss versehen sein, sodass es direkt mit dem Simulationsmodul kommuniziert.
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Alternativ kann eine Zwischenstation vorgesehen sein, welche mit dem Simulationsmodul kommunizieren kann, um die vom Simulationsmodul erzeugten Prozessdaten zu erhalten. Die Prozessdaten können dann an das Gargerät übermittelt werden. Die Übermittlung der Daten an das Gargerät kann per WLAN, über eine Kabelverbindung wie LAN-Kabel oder manuell mittels eines Speichermediums erfolgen, beispielsweise einem Flash-Speicher, einem USB-Stick, einem QR-Code oder einem RFID-Tag.
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Insbesondere weist das Simulationsmodul einen Speicher, in dem zumindest eine Datenbank für Lebensmittelparameter hinterlegt ist, oder eine Verbindung zu einem Speicher auf, in dem zumindest eine Datenbank für Lebensmittelparameter hinterlegt ist. Das Simulationsmodul greift auf den Speicher zurück, wenn es anhand der eingegebenen Daten, den Garprozess simuliert, um anhand der Lebensmittelparameter die entsprechenden Prozessparameter exakt zu ermitteln.
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Alternativ oder ergänzend kann der Speicher auch in der Eingabeeinheit oder dem Gargerät vorgesehen sein. Hierzu ist es lediglich notwendig, dass das Simulationsmodul Zugriff auf den Speicher hat und eine ausreichend leistungsstarke Datenübertragungsstrecke vorliegt, die eine Übertragung der Daten ermöglicht.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems, und
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2 ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein System 10 schematisch gezeigt, das eine Eingabeeinheit 12, ein Simulationsmodul 14 sowie ein Gargerät 16 umfasst.
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Ferner weist das System 10 eine Datenübertragungsstrecke 18 auf, die eine erste Datenteilübertragungsstrecke 20 zwischen der Eingabeeinheit 12 und dem Simulationsmodul 14 sowie eine zweite Datenteilübertragungsstrecke 22 zwischen dem Simulationsmodul 14 und dem Gargerät 16 aufweist.
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Die Eingabeeinheit 12 kann mit dem Simulationsmodul 14 in einer Baugruppe 24 (gestrichelt dargestellt) verbaut sein, beispielsweise einem Computer, der Teil eines Netzwerks ist, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Alternativ kann die Eingabeeinheit 12 im Gargerät 16 untergebracht sein, sodass ein Gargerät 26 mit Eingabemöglichkeit ausgebildet ist (gestrichelt dargestellt).
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In der gezeigten Ausführungsform weist das Simulationsmodul 14 ferner einen Speicher 28 auf, in dem zumindest eine Datenbank für Lebensmittelparameter hinterlegt ist. Auf diese Datenbank greift das Simulationsmodul 14 zurück, wenn es den Garprozess bzw. einen Teilprozess simuliert, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Ergänzend oder alternativ kann die Eingabeeinheit 12 oder das Gargerät 16 einen Speicher 28 aufweisen (gestrichelt dargestellt).
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Generell ist das System 10 derart ausgebildet, dass die Komponenten, also die Eingabeeinheit 12, das Simulationsmodul 14 sowie das Gargerät 16 sowohl körperlich als auch räumlich voneinander getrennt ausgebildet sein können. Die Kommunikation zwischen den Komponenten erfolgt lediglich über die Datenübertragungsstrecke 18, bei der es sich um eine Netzwerkverbindung, insbesondere WLAN-Verbindung, oder eine universelle Datenübertragung handeln kann.
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Alternativ können die Daten mittels eines Speichermediums übertragen werden, insbesondere einem Flash-Speicher, einem USB-Stick, einem QR-Code, einem RFID-Tag oder Ähnlichem, wenn das Gargerät 16 beispielsweise nicht über einen Netzwerkanschluss verfügt.
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Mit dem in 1 gezeigten System 10 kann ein Verfahren ausgeführt werden, dessen Ablaufschema in 2 gezeigt ist und im Folgenden erläutert wird.
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Zunächst werden in die Eingabeeinheit 12 relevante Daten für zumindest einen Teilprozess wenigstens eines Garprozesses eingegeben, der im Gargerät 16 ausgeführt werden soll. Bei den relevanten Daten handelt es sich beispielsweise um Details des zu garenden Garguts sowie Zielparameter, die unter anderem den Zustand des Garguts nach dem Teilprozess oder dem Garprozess definieren soll. Beispielsweise kann es sich bei den Zielparametern unter anderem um einen gewünschten Bräunungsgrad, eine gewünschte Garzeit, eine gewünschte Kerntemperatur, einen gewünschten Gewichtsverlust sowie eine möglichst gleichmäßige Wärmeverteilung oder eine ungleichmäßige Wärmeverteilung handeln.
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Die Zielparameter hängen entscheidend vom Gargut ab, so sollte beispielsweise eine Hühnerbrust eine gewisse Kerntemperatur aufweisen, um sicherzustellen, dass die Hühnerbrust durchgegart ist. Eine gleichmäßige Wärmeverteilung würde bei einer Hühnerbrust jedoch bedeuten, dass alle Bereiche der Hühnerbrust dieselbe Temperatur aufweisen, unabhängig von ihren Dicken. Dies ist jedoch nicht wünschenswert, da so auch dünne Stellen bzw. Randschichten dieselbe Wärmeenergie erfahren wie die übrigen Bereiche. Eine ungleichmäßige Wärmeverteilung kann beispielsweise bei einem Steak ein Zielparameter sein, sodass der Kern blutig ist, wohingegen die Oberfläche eine maximale Bräunung aufweist.
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Generell können die relevanten Daten auch für mehrere Garprozesse oder Teilprozesse eingegeben werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine Mischbeschickung vorgesehen ist, das heißt, dass das Gargerät 16 mit mehreren, unterschiedlichen Gargütern beschickt ist.
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Die in die Eingabeeinheit 12 eingegebenen relevanten Daten werden dann über die Datenübertragungsstrecke 18, insbesondere die erste Datenteilübertragungsstrecke 20, an das Simulationsmodul 14 übermittelt.
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Sofern die Eingabeeinheit 12 und das Simulationsmodul 14 in einer Baugruppe 24, also einer Recheneinheit oder einem Computer, untergebracht sind, kann es sich bei der ersten Datenteilübertragungsstrecke 20 um eine interne Datenleitung innerhalb dieser Baugruppe 24 handeln.
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Sollten die Eingabeeinheit 12 und das Simulationsmodul 14 separat voneinander ausgebildet sein, so können die Daten per Funk, WLAN, Netzwerkkabel oder das Internet übermittelt werden, sodass nicht nur eine körperliche Trennung der Eingabeeinheit 12 und des Simulationsmoduls 14 vorliegen kann, sondern auch eine räumliche. Das Simulationsmodul 14 muss demnach weder in demselben Raum noch in demselben Gebäude stehen wie die Eingabeeinheit 12.
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Nachdem die relevanten Daten an das Simulationsmodul 14 übertragen worden sind, wird anhand der übermittelten Daten zumindest ein Teilprozess des wenigstens einen Garprozesses simuliert, mit dem der vom Benutzer gewünschte Endzustand des zu garenden Garguts erhalten wird. Die Simulation erfolgt auf Basis der übermittelten relevanten Daten sowie auf der Basis von Zusatzinformationen, die beispielsweise den Standort des Gargeräts 16 und/oder ein verwendetes Garzubehör umfassen. Weitere Zusatzinformationen stellen die Lebensmittelparameter dar, die in der Datenbank im Speicher 28 hinterlegt sind, auf den das Simulationsmodul 14 zugreift.
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Sofern der Speicher 28 in der Eingabeeinheit 12 oder im Gargerät 16 vorgesehen ist, muss eine dauerhafte Datenverbindung zur Eingabeeinheit 12 oder zum Gargerät 16 bestehen, sodass das Simulationsmodul 14 während der Simulation oder zumindest zu Beginn der Simulation darauf zugreifen kann, um die entsprechenden Datensätze zu übertragen.
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Das Simulationsmodul 14 kann auch mehrere Teilprozesse gleichzeitig simulieren, insbesondere blockweise und/oder von verschiedenen Garprozesses bei einer Mischbeschickung, oder den gesamten Garprozess an einem Stück.
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Zur Simulation des Garprozesses oder eines Teilprozesses kann das Simulationsmodul 14 eine Software verwenden, welche üblicherweise zur Simulation von physikalischen Vorgängen verwendet wird, beispielsweise COMSOL Multiphysics. Eine derartige Simulationssoftware stellt ein Gleichungssystem mit mehreren Differenzialgleichungen auf. Das Gleichungssystem wird mittels eines iterativen Verfahrens gelöst, weswegen eine hohe Rechenleistung benötigt wird.
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Nachdem das Simulationsmodul 14 den zumindest einen Teilprozess des Garprozesses simuliert hat, können die für den simulierten Teilprozess relevanten Prozessdaten ausgegeben werden, die unter anderem die Prozessparameter darstellen. Ferner umfassen die Prozessdaten Steuerungsdaten des Gargeräts 16.
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Die Prozessdaten können vom Simulationsmodul 14 direkt über die zweite Datenteilübertragungsstrecke 22 an das Gargerät 16 übermittelt werden und dort dem Bediener angezeigt werden.
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Alternativ können die Prozessdaten über die erste Datenteilübertragungsstrecke 20 zurück an die Eingabeeinheit 12 übermittelt werden, sodass dem Bediener der Eingabeeinheit 12 die Prozessdaten dort angezeigt werden.
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Der Benutzer kann nach der Übermittlung der Prozessdaten die von den Prozessdaten umfassten Prozessparameter und Steuerungsdaten überprüfen. Hierzu weist die Eingabeeinheit 12 oder das Gargerät 16 eine entsprechende Software auf, die die übermittelten Prozessdaten derart demaskieren, dass die darin enthaltenen Prozessparameter und Steuerungsdaten auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden können.
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Sofern der Benutzer mit den Prozessdaten einverstanden ist, kann er dies bestätigen, wodurch der Garprozess im Gargerät 16 ausgeführt wird, nachdem das Gargerät 16 beschickt worden ist. Der Garprozess läuft dann exakt so ab, wie er zuvor simuliert worden ist.
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Sollte der Benutzer mit dem simulierten Garverlauf nicht einverstanden sein, so kann er die eingegebenen relevanten Daten ändern, die zur Simulation des Garprozesses herangezogen worden sind. Die geänderten Daten werden erneut an das Simulationsmodul 14 übermittelt, wobei das Simulationsmodul 14 nochmal eine Simulation auf Grundlage der geänderten Daten durchführt. Nach Abschluss der Simulation überträgt das Simulationsmodul 14 das Simulationsergebnis mit den Prozessdaten erneut an das Gargerät 16 oder die Eingabeeinheit 12.
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Sofern der Benutzer bei der Auswahl der Zielparameter Einstellungen vornehmen kann, die zu einer Überbestimmtheit führen, kann der Benutzer nach der erneuten Simulation überprüfen, ob die Änderung der Zielparameter den gewünschten Einfluss auf die Prozessdaten hatte.
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Um diese Überbestimmtheit jedoch von Anfang an zu vermeiden, werden dem Benutzer vorzugsweise zu Beginn nur wenige Zielparameter zur Einstellung bereitgestellt, die der Benutzer zudem nur in vorgegebenen Bereichen einstellen kann. Hierdurch wird ein Zielkonflikt verhindert, der auftreten würde, wenn zwei Zielparameter eingestellt werden würden, die sich gegenseitig beeinflussen.
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Bei den ausgegebenen Prozessdaten kann es sich insbesondere um Temperatur-, Feuchte-, Infrarot-Leistungswerte und/oder einen Volumenstrom eines Lüfters handeln. Des Weiteren können Angaben zu Entfeuchtung, Daten zur berechneten Garzeit, Bräunungswerte und/oder Angaben zur Mikrowellenenergie simuliert und dem Benutzer zur Verfügung gestellt werden. Bei den Angaben zur Mikrowellenenergie kann es sich insbesondere um Frequenz- und/oder Phasenwerte der Mikrowellen handeln.
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Durch die körperliche und räumliche Trennung der Komponenten des Systems 10, insbesondere des Simulationsmoduls 14 vom Gargerät 16, ist es möglich, dass das System 10 eine sogenannte „cloud“-Lösung darstellt, also eine netzwerkbasierte Lösung. Hierdurch kann die Simulation durch ein sogenanntes „cloud computing“ durchgeführt, bei dem einzelne Rechenschritte ausgelagert werden.
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Eine derartige „cloud“-Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rechenleistung mehrerer Recheneinheiten bzw. Computer genutzt wird, die einem gemeinsamen Netzwerk zugeordnet sind, um komplexe Berechnungen und Simulationen in kurzer Zeit durchzuführen. Die für die Simulation benötigten Rechenschritte werden aufgeteilt und an die verschiedenen, zur „cloud“ gehörenden Recheneinheiten verteilt, sodass jeder dieser Recheneinheiten nur einen oder wenige Rechenschritte ausführt. Hierdurch kann eine hohe virtuelle Rechenleistung bereitgestellt werden, die mit sehr hohen Kosten verbunden wäre, wenn dieselbe Rechenleistung physikalisch bereitgestellt werden würde.
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Sofern die Eingabeeinheit 12 ein Computer mit einer gewissen Rechenleistung ist, kann die Eingabeeinheit 12 ebenfalls Teil der „cloud“ sein. Insbesondere kann der die Eingabeeinheit 12 umfassende Computer zur Teilung und Weiterleitung der einzelnen Rechenschritte an die übrigen Mitglieder der „cloud“ dienen, also dem Netzwerk.
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Die „cloud“-Lösung umfasst allgemein unter anderem ein lediglich internes Netzwerk innerhalb einer Firma, bei dem die verschiedenen Computer einer Firma verwendet werden, die in einem firmeninternen Netzwerk miteinander verbunden sind. Das firmeninterne Netzwerk kann auch als Intranet bezeichnet werden. Dies wird auch als „private cloud“ bezeichnet. Das firmeninterne Netzwerk kann demnach ein eigenes internes Rechenzentrum ausbilden.
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Ferner umfasst die „cloud“-Lösung auch eine „public cloud“ oder „hybrid cloud“, bei der zumindest teilweise auf Recheneinheiten oder Computer zurückgegriffen wird, die außerhalb des internen Netzwerkes sind. Die „hybrid cloud“ kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass zunächst nur die in der „private cloud“ vorhandenen Computer verwendet werden und lediglich bei hohem Rechenleistungsbedarf weitere Computer über ein übergeordnetes Netzwerk, beispielsweise dem Internet, verwendet werden. Diese Zuschaltung kann insbesondere erst nach einer Bestätigung durch den Benutzer erfolgen und ist nur nötig, wenn komplexe Simulationen in extrem kurzer Zeit durchgeführt werden sollen.
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Dank der „cloud“-Lösung können die Simulationsergebnisse zeitnah bereitgestellt werden. Ferner werden keine Rechenkapazitäten bei einem externen Rechenzentrum benötigt, was teuer ist.
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Das Gargerät 16, das für eine derartige Simulation sehr lange bräuchte, kann während der Simulationsdauer zum Garen von Gargut genutzt werden, also seiner eigentlichen Bestimmung. Demnach wird das Gargerät 16 auf seine eigentliche Funktion beschränkt, wodurch unnötige Standzeiten des Gargeräts 16 aufgrund von Simulationsberechnungen vermieden werden.
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Da die Prozessdaten, die an das Gargerät 16 übermittelt werden, die Steuerungsdaten umfassen, kann das Gargerät 16 so ausgebildet werden, dass es lediglich als ausführendes Gargerät ohne jegliche Intelligenz ausgebildet ist. Alternativ können jedoch Sensoren zur Überwachung des Garprozesses vorgesehen sein, die insbesondere überwachen, ob der simulierte Garverlauf tatsächlich wie vorherberechnet eingehalten wird.
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Sofern keine direkte Verbindung zwischen dem Simulationsmodul 14 und dem Gargerät 16 besteht, können die Prozessdaten auch an eine Zwischenstation, die hier nicht dargestellt ist, übermittelt werden, von der die Prozessdaten anschließend mittels eines Speichermediums wie einem Flash-Speicher, einem USB-Stick oder einem RFID-Tag an das Gargerät 16 manuell übertragen werden. Die Prozessdaten können auch auf einem QR-Code ausgedruckt werden, der vom Gargerät 16 ausgelesen wird.
