Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Mikrosystemtechnik

Zur drahtlosen Datenkommunikation in rauer Umgebung müssen die Möglichkeiten und Grenzen der Funkarchitektur, des Frequenzspektrums und der Hardwarekomponenten ausgelotet und Umsetzungsstrategien abgeleitet werden. Ebenso sind Techniken bereitzustellen, die eine Ortung ermöglichen. Für den Einsatz an Werkstücken, in Transportsystemen sowie in Bearbeitungs- und Montageanlagen werden ultra-robuste und zuverlässige Process-eGrains in sehr unterschiedlicher Form, Größe, Komplexität und mit unterschiedlichen Materialien benötigt. Entsprechend sind die Miniaturisierung, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Process-eGrains anzupassen. Die Bereitstellung eines sicheren und zuverlässigen Betriebssystems für Process-eGrains und ihre flexible Rekonfigurierbarkeit sind wesentliche Voraussetzungen für den Einsatz in der Produktion. Schließlich muss die Produktionstechnik zur Herstellung und Systemintegration von Prozess-eGrains entwickelt werden, damit zukünftig Prozess-eGrains in ausreichender Menge bereitgestellt und kostengünstig in die vorgesehenen Komponenten integriert werden können.

Funk in rauen Umgebungen

Um die in SOPRO gesetzten Ziele der intelligenten Selbstorganisation mittels Prozess-eGrains flexibel realisieren zu können, bedarf es einer zuverlässigen drahtlosen Kommunikation zwischen den einzelnen Sensorknoten. In Industrieumgebungen hat eine Reihe von unmittelbaren Umgebungsbedingungen einen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Kommunikation.

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Ultra-robuste und zuverlässige Process-eGrains

Diese Forschungsaktivitäten thematisieren die Weiterentwicklung von stark miniaturisierten Funksensorknoten zur Unterstützung einer dezentralen Selbstorganisation im Produktionsumfeld als sogenannte Process-eGrains. Es soll ein Plattformkonzept für Process-eGrains erarbeitet werden, was sowohl die Vielfalt der verschiedenen Einsatzanforderungen berücksichtigt als auch für raue Umgebungsbedingungen sich eignet. Unter Anwendung unterschiedlicher Fertigungstechnologien mittels skalierbarer Modul-Lösungen soll dann eine System- und Technologieplattform realisiert und getestet werden.

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Zuverlässige und flexible Betriebssysteme für Process-eGrains

Flexibilität durch Rekonfiguration

Rekonfigurierbare Funktionseinheiten bieten die Möglichkeit die Grundfunktionalität eines Systems entsprechend der Anforderungen zur Laufzeit zu erweitern. Der dabei zur Verfügung stehende Funktionsumfang wird in einer Art Datenbankspeicher vorgehalten und kann im Betrieb abgerufen und installiert werden. Auch das nachträgliche Implementieren von Funktionseinheiten per drahtgebundener oder drahtloser Kommunikation ist möglich.

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Produktionstechnik zur Herstellung und Systemintegration

Die Grundidee des Projekts ist es, alle wesentlichen Prozesskomponenten wie Produkt und Fertigungsressourcen mit „Process-eGrains“ auszustatten. Dies setzt voraus, dass die erforderlichen Process-eGrain-Komponenten zukünftig in ausreichender Menge bereitgestellt werden können und verfahrens- und gerätetechnische Lösungen verfügbar sind, die eine kostengünstige Integration der Process-eGrains in die vorgesehenen Teilsysteme ermöglichen. Sowohl die Herstellung der Process-eGrains als auch deren Verarbeitung bzw. Integration in Maschinenkomponenten weisen erhebliches Forschungspotenzial auf. Die ständige Fortsetzung der Miniaturisierung von Process-eGrains erfordert die Weiterentwicklung der Produktionstechniken und der Mikromontage.

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