ParsiFAl 4.0研究项目

工业4.0智能薄膜 

ParsiFAl 4.0

薄膜中的微电子传感器系统为工业4.0中的智能生产系统联网开拓全新理念。生产环境中的分散监控和控制通过所谓的智能传感器系统标签得以实现。在ParsiFAl 4.0研究项目中,费斯托与来自工业和科研领域的合作伙伴开发薄膜中的新型传感器和电子设备。气动驱动器以及包装可以借助智能传感器标签在各流程中收集、评估并交换信息。由此可以优化并使生产和物流流程更加灵活。

机器独立地相互通信——这诠释了未来工厂的美好愿景。为此,生产设施将进行数字联网。如果参与生产流程的组件,例如气动驱动器和工件,可以通过一个智能传感器和安全的通信彼此进行交互,便代表这一目标已经获得实现。

项目目标

在ParsiFAl 4.0研究项目中,众多合作伙伴在VDI/VDE-IT项目载体的支持下开发超薄电子系统,即所谓的智能传感器系统(S3)标签。S3标签的基础在于微控制器、传感器、超薄显示器和集成通信接口,所有这些均嵌入薄膜中。通过所收集的数据,组件状态可以获得评估,例如对设备进行前瞻性维护。这可以显著降低生产设备的维护成本。在物流和包装领域,由此可以可靠地跟踪危险货物的运输路径。

演示原型

在研究项目的具体应用实例中,S3标签应如同胶带一样贴附于费斯托气动驱动器之上。传感器和用户数据之后将以无线方式可靠地发送至相应控制器。由此可以通过多个S3标签在一台设备中同时监控驱动数据,如位置、动力和环境参数。设备的操控可以通过下游的自主学习系统得以优化。能够通过活塞运动产生能量的能量采集系统可与一个薄膜电池共同为薄膜系统供能。

在博世,薄膜系统作为“智能标签”应用于敏感运输货物的包装上。通过基于微机电系统的集成MEMS传感器,对于敏感货物的破坏性影响,如冲击或温度变化可以获得监测。应用提示同样储存在自主运行的标签上,并可通过设备中的相应接口,以及移动终端设备无线读取。

其他项目合作伙伴

研究联盟合作伙伴对单独技术进行研究:

  • 博世为这一项目带来了在MEMS传感器领域的多年经验,并为其博士包装技术部门开发包装技术展示原型。
  • 用于集成电路元件(集成电路、传感器、MEMS微机电系统)的平面化工艺的开发与实现由斯图加特微电子研究院(IMS CHIPS)负责。
  • Hahn-Schickard应用研究协会在系统设计以及能量采集领域拥有丰富经验。与英飞凌科技公司以及研究伙伴STACKFORCE一起,参与各方为展示原型开发可靠的通信解决方案。
  • 英飞凌科技公司为无线模块与其配置设计实施方案。
  • 磁性位置测量芯片由Micronas公司提供。
  • 凭借其柔性和嵌入技术,伍尔特电子有限公司为最终的系统实施做出巨大贡献。
  • 用于故障分析以及系统可靠性最终评定的鉴定流程与测试程序的制定由RoodMicrotec进行。

在资助项目编号16ES0432K下,德国联邦教育与研究部(BMBF)为ParsiFAl 4.0项目提供资助。