ParsiFAI4.0: Produktfähige autarke und sichere Foliensysteme für Automatisierungslösungen

Name: Institut für Mikroelektronik Stuttgart
Gründungsjahr: 1983
Mitarbeiterzahl: 100
Branche: Forschung
Ausgezeichnet: November 2016

Kompetenzen und Ausgangssituation

Das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) entwickelt und fertigt innovative kundenspezifische Produkte auf den Gebieten Mikroelektronik, Mikrosystemtechnik und optische Systeme. Schwerpunkte sind CMOS-Schaltungen, Silizium-Spezialprozesse, Nanostrukturierung und bildgebende Sensoren.

Das von Prof. Dr. Joachim Burghartz geleitete Institut mit über 100 Angestellten ist eine gemeinnützige Stiftung des bürgerlichen Rechts, Mitglied der Innovationsallianz des Landes Baden-Württemberg und anerkannter Partner international führender Halbleiterunternehmen und deren Zulieferer.

Das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) verfügt bereits über umfangreiches Know-how bei der Entwicklung und Herstellung mikroelektronischer Komponenten und Embedded Systems für die Automatisierungstechnik. Im Rahmen verschiedener Entwicklungs- und Forschungsvorhaben wird dieses Wissen seit einigen Jahren mit Erfolg auf Software- und Vernetzungslösungen erweitert. Damit schafft IMS CHIPS die Basis für Leistungsangebote und Produktionsprozesse im Hinblick auf künftige Industrie 4.0 Anwendungen. Erste Industrie 4.0 Anwendungen werden derzeit u.a. von dem prämierten Projekt umgesetzt.

„Mit Smart-Sensor-Labels - folienbasierten, intelligenten, sensorischen Elektroniksystemen - können existierende Produkte, Verpackungen und Produktionsanlagen fit für Industrie 4.0 gemacht werden.“
Thomas Deuble, Leiter Geschäftsfeld

Beweggründe für Industrie 4.0 Lösung                                                

• Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit
• Höhere Sicherheit (Data Security)

Kosten und Investitionen
> 1 Mio. Euro

Externe Partner

• Forschungseinrichtung, Hochschule
• Industriepartner: Bosch, Festo, infineon, Micronas, Würth, Hahn Schickard, Stackforce, RoodMicrotec

Projektdauer
Länger als 12 Monate

Welche neue Industrie 4.0-Lösung wurde umgesetzt?

Ziel des Forschungsprojekts „ParsiFAl4.0“ ist die Realisierung und Umsetzung hybrider Sensorik und Elektroniksysteme in dünnen Folien, um daraus beispielsweise „intelligente“ Etiketten herzustellen. Diese enthalten verschiedene sehr flache und flexible Sensor- und Schaltungselemente, die mittels spezieller Chip- Rückdünnungsverfahren hergestellt werden. Neben ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in Sensoranwendungen (z. B. zur Vibrationsüberwachung oder Verformungsmessung) sollen die Foliensysteme drahtlos abhörsicher kommunizieren sowie Informationen verarbeiten und speichern können.

Eine Sonderform des Smart-Sensor-System-Labels ist mit Energy-Harvestern ausgestattet, um aus dem Umfeld Energie für den autarken Betrieb zu gewinnen.

Konkrete Ergebnisse

Kein wirtschaftlicher Nutzen konnte durch das prämierte Projekt nachgewiesen werden, weil das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) ein Institut ist und auf die Technologieentwicklung als Forschungseinrichtung fokussiert ist. Durch die Einführung der „ParsiFAI4.0: Produktfähige autarke und sichere Foliensysteme für Automatisierungslösungen“ Umsetzung konnten bessere Informationsbereitstellung, Ausweitung des Produktportfolios und Technologieführerschaft als weitere Nutzen erzielt werden.

Welche Faktoren trugen zum Erfolg des Best Practice bei?

Hohes Engagement des Forschungsteams während der Aufbau der Industrie 4.0 Lösung und die Technologieentwicklung als Ziel trugen zum Erfolg des prämierten Projekts bei.

Welche Hemmnisse galt es zu überwinden?                                             

• Intensive Vorbereitung
• Fehlende technische Voraussetzungen

Lessons Learned

Nach der Umsetzung der neue Industrie 4.0-Lösung wird beobachtet, dass die Produktionskosten sehr hoch waren. Deswegen wird eine kostenoptimierte Produktion für die zukünftigen Industrie 4.0 Lösungen geplant.

Erfolgsstrategie für die Zukunft

Das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) hat einen systematischen Plan (Roadmap) für die Zukunft. Die Industrie 4.0 Lösungen werden weiterhin verfolgt.

© Institut für Mikroelektronik Stuttgart

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