Micro Materials Center

Zuverlässigkeit

Einflüsse auf die Zuverlässigkeit

Das Fraunhofer ENAS widmet sich den komplexen Herausforderungen der Zuverlässigkeit von neuen Lösungen auf dem Gebiet der Elektronik- und Smart-Systems-Integration. Mit mehr als 25 Jahren Erfahrung ist das Micro Materials Center (MMC) des Fraunhofer ENAS in Europa einer der wichtigsten Treiber der Methodenentwicklung und ein kompetenter Anbieter von F&E-Dienstleistungen. Im Bereich der Zuverlässigkeitsforschung kombinieren die Mitarbeiter der Abteilungen MMC, Advanced System Engineering und Multi Device Integration folgende Gebiete:  

  1. Strategien für die umfassende Zuverlässigkeitsprüfung und Analyse mit minimalem Aufwang
  2. Beschleunigung der Zuverlässigkeitsbewertung durch virtuelle Techniken auf Basis numerischer Simulation
  3. Verhinderung des unerwarteten Funktionsausfalls durch prädiktive Eigenüberwachung (Health Management, Self-Diagnosis)

Dabei wird das wechselseitige Zusammenspiel aller Ebenen (Werkstoff, Prozess, Bauteil, System und Einsatz) bei Analyse und Optimierung der Zuverlässigkeit umfassend erforscht und einbezogen (Bild).

Auswirkung Zuverlässigkeit

Das rasante Wachsen des Internet der Dinge (IoT) und umwälzende Neuerungen auf den Gebieten

  • der Mobilität hin zum automatischen Fahren und zur Elektromobilität aber auch in der Avionik,
  • der Fabrik-Automatisierung zur Gestaltung und Umsetzung der Strategie 'Industrie 4.0',
  • der Energiewende mit neuartigen Lösungen zur dezentralisierten Energieerzeugung,
  • der Infrastruktur für die Energie- und Medienverteilung (smart Grid) sowie zur umfassenden Vernetzung aller Bereiche des öffentlichen Lebens (smart City) und vielen anderen Gebieten wie z.B. Gesundheit, Freizeit und Kommunikation

beflügelt das Entstehen neuer Integrationstechnologien für die Smart Systems stark. Sie erlaubt eine kontinuierliche Zunahme der Komplexität der realisierten Funktionalität, der Anzahl integrierter Komponenten und der eingesetzten Werkstoffsysteme. Dabei werden steigende Anforderungen an die Umwelt- und Betriebsbedingungen, unter denen sie eingesetzt werden können, und an die funktionale Sicherheit bzw. Systemverfügbarkeit gestellt. Dennoch ist eine Verminderung der benötigen Ressourcen bei der Entwicklungszeit und bei den Produktionskosten nötig, um im globalen Wettbewerb bestehen zu können. Jeder Einzeltrend erhöht das Ausfallrisiko für die neuen Komponenten und Systeme. Ihr tatsächlich simultanes Auftreten bei hoher Dynamik ergibt eine bis dato beispiellose Steigerung im Forschungsbedarf zu neuen Methoden für die Sicherung der notwendigen Zuverlässigkeit (Bild).

 

Die Kernkompetenz "Reliability of Components" fokusiert ihre Forschungsarbeiten auf die Lebensdauerbestimmung, die Analytik und Charakterisierung sowie Modellierung und Simulation.

 

Lebensdauer-bestimmung

 

Analytik und Charakterisierung

 

Modellierung und Simulation

 

Lebensdauer-bestimmung

 

Analytik und Charakterisierung

 

Modellierung und Simulation