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Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur Erfassung und Bewertung von zuverlässigkeitsrelevanten Parametern elektronischer Baugruppen vor Inbetriebnahme und im mehrjährigen Betrieb - PARALOG

Förderrahmen

Das Vorhaben wird durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie gefördert.

FuE-Programm: Elektronische Systeme

Projektträger: VDE/VDI Innovation + Technik GmbH

Laufzeit: 01.07.2015 bis 30.06.2018

Förderkennzeichen: ESB012/005

Projektbeschreibung

Das Projekt PARALOG adressiert die Erhöhung der Zuverlässigkeit komplexer elektronischer Systeme ungeachtet ihres Anwendungsgebietes. Ziel ist es, zuverlässigkeitsrelevante Parameter werkzeuggestützt, automatisiert, strukturiert und systematisch über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zu erfassen, Wechselwirkungen zu identifizieren sowie Parameter und Ausfallsituationen zu korrelieren, um diese Erkenntnisse vorbeugend für Design und Wartung nutzbar zu machen.

Dazu wird ein interdisziplinärer Ansatz aus Konzepten, Methoden, Algorithmen und Hardware zur Identifizierung, Erfassung und Bewertung zuverlässigkeitsrelevanter Parameter elektronischer Baugruppen erarbeitet. Es entstehen ein Regelwerk und geeignete Werkzeuge zur Integration der Projektergebnisse in die Entwurfsmethodik der Projektpartner. Das Regelwerk bildet die Basis für den werkzeuggestützten Entwurf mit Hilfe eines Spezifikationswerkzeugs, welches nicht nur entwicklungsbegleitend sondern zusätzlich testbegleitend zum Einsatz kommt. In Ergänzung zu bestehenden Sensoren werden neue Konzepte für Biegesensoren, Lagendickesensoren, Sensor-Wellenleiter zur Früherkennung von Werkstoffveränderungen in Leiterplatten und Ketten-Teststrukturen auf Multilayer-Leiterplatten entwickelt.

Nur durch intelligente und ressourceneffiziente Auswerteschaltungen für bestehende ebenso wie für neuartige Sensorstrukturen kann der Einsatz auch in zukünftigen Produkten gesichert werden. Die Protokollierung von Messwerten, Kenngrößen und Ereignissen erfolgt autark im Zielsystem, wobei parallel zu sofortigen Warnmeldungen eine Aufzeichnung für die spätere Auswertung erfolgt. Die werkzeuggestützte und automatisierte Erfassung und Bewertung der Messwerte und Ereignisse erfordert leistungsfähige, angepasste Algorithmen. Der Langzeiterfolg des Projekts kann nur durch die Bereitstellung der gesamten Methodik erreicht werden. Eine signifikante Verteuerung der Produkte soll vermieden werden.

Die Innovationen des Projektes lassen sich wie folgt zusammenfassen: Identifizierung und Katalogisierung relevanter Parameter, Analyse von Wechselwirkungen und Definition der Messgrößen, Definition effizienter Methoden zur Aufzeichnung von Parametern, Entwicklung von Algorithmen zur Systemzustandsanalyse und -klassifikation, Ableiten von vorbeugenden Handlungsempfehlungen für Design und Wartung. Die Wirksamkeit des erarbeiteten, ganzheitlichen Ansatzes wird an Funktionsmustern nachgewiesen.

Zusätzlich zu neuen Sensorstrukturen und effizienten, intelligenten Auswerteschaltungen werden eine Reihe nachnutzbarer Werkzeuge entstehen, die die entwickelten Algorithmen auf einfache Weise verfügbar machen: Eine Bibliothek von Zustands- und Fehlermonitorkonzepten für hochwertige und zuverlässige Produkte auf der Basis individualisierter Sensorsituationen. Ein Werkzeug zur Pflege der Bibliothek von Zustands- und Fehlermonitorkonzepten. Datenerfassungs-, Kompressions- und Speichereinheiten mit geringstem Energiebedarf. Stressmonitore, die in den Produkten der Industriepartner eine möglichst umfassende Lebenszeitüberwachung erlauben. Entwurfsmethoden- und Konzepte, die allen Partnern die Integration der Stressmonitore in ihre Produkte ermöglicht. Werkzeuge zur Auswertung der durch die Stressmonitore erfassten Daten. Ein Rechnergestütztes Werkzeug zur entwurfsbegleitenden Analyse von Lebensdauer und Zuverlässigkeit unter gegebenen Randbedingungen mit automatischer Erzeugung von Warnmeldungen und Hinweisen zur Optimierung von Zuverlässigkeit und Lebensdauer.

Das Projekt ermöglicht den Partnern die fokussierte und zielgerichtete Bearbeitung der Themen, wobei bestehende Synergien effizient zur Problemlösung eingesetzt werden. Das Problem des Zustandsmonitoring kann so mit der nötigen Ausgewogenheit analytisch, wissenschaftlich und anwendungsorientiert betrachtet werden. Das Verbundprojekt ist daher ein Beschleuniger der Entwicklung von Methoden und Verfahren zur Steigerung von Lebensdauer und Zuverlässigkeit komplexer Systeme.

Projektpartner

Kleine und mittlere Unternehmen

Große Industriepartner

Forschungspartner