Die Kooperationspartner erarbeiten unter der Federführung von Infineon Dresden innovative Lösungen für Mikrocontroller und Leistungshalbleiter von ersten Produktideen bis zur Hochvolumenfertigung. Die Arbeiten im FuE-Verbund beinhalten unter anderem die Entwicklung effizienter Verfahren für das Design von Mikrocontrollern, neue Produkt- und Technologieentwicklungen für Leistungshalbleiter sowie Prozessinnovationen für eine moderne, effiziente Hochvolumenfertigung. Zudem adressieren die Projektpartner auch Themen, wie die digitale Transformation und die künftige Gestaltung menschenzentrierter Arbeitsplätze in einer Hochvolumenfertigung. Die Ergebnisse für grüne Mobilität »made in Saxony« sollen in künftige Automobil- und Industrieanwendungen einfließen.

Produktdesign und -entwicklung: Die disruptiven Veränderungen in der Entwicklung neuer Automobile betreffen nicht nur den Umstieg von Verbrennungsmotoren hin zu CO₂-neutralen elektrischen Antrieben. Auch die Elektrik und Elektronik im Fahrzeug steht vor einem grundlegenden Wandel weg von dezentralen Mikrocontrollern hin zu einer vernetzten Architektur für die Bordelektronik. Der Fokus liegt hier auf der Entwicklung von Mikrocontrollern mit eingebetteten Hochvoltschaltungselementen, die an vielen Stellen im Fahrzeug zur energieeffizienten Steuerung von Elektromotoren für verschiedenste Anwendungen (Pumpen, Lüftungsklappen, Sitzverstellung, Bremsen, elektronische Lenkung, etc.) eingesetzt werden. Ein Hauptziel des Vorhabens ist es, die Produkt- und Testentwicklungsaktivitäten nach Art eines Baukastens aufzubauen, der es künftig erlaubt, aus vorgefertigten Funktionsblöcken zukünftige Produkte schneller mit weniger Aufwand zu generieren. In diesem Themengebiet werden die Partner IFD und TUC zusammenarbeiten.

Technologieentwicklung und Prozessinnovationen: Der Fokus aktueller und zukünftiger Technologien im Automobilbereich liegt neben einer hohen Zuverlässigkeit auf einer immer komplexer werdenden Board-Architektur, um den Ansprüchen an Umweltschutz, Funktionalität und Bedienkomfort gerecht zu werden. Im Rahmen dieses Projekts werden durch die Partner IFD und IPMS Konzepte zur Qualitätsverbesserung für Technologiedesigns erarbeitet, welche eine Leistungssteigerung aufgrund reduzierter Verlustleistung und verbesserte Batterielebenszeiten ermöglichen. Das nächste Hauptaugenmerk liegt auf der Sicherstellung der Qualität und Zuverlässigkeit, beginnend während der Produkt- und Prozessentwicklung über die Produktion sowie den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Um diese Standards für bestehende sowie neue Produkte und Prozesse gewährleisten und ausbauen zu können, ist die Erarbeitung adäquater Methoden und Verfahren zur Prozessanalyse, -gestaltung und -überwachung zielführend und notwendig. Hierbei stellen die eng verknüpften Verbundpartner TUC, HZDR, WHZ, IWS und IPMS einen wichtigen Indikator dar.

Hochvolumenfertigung: Um die neuen Produkte und Technologien in Zukunft wirtschaftlich und nachhaltig am Standort Dresden in die Volumenproduktion zu überführen, wird IFD gemeinsam mit den Verbundpartnern WHZ, TUD, HTW, SYS und FMX in den bestehenden Fertigungslinien effiziente Abläufe und Fertigungslogistiken etablieren. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf dem Gebiet der weiteren Automatisierung und Digitalisierung der Fertigungslinien. Mit Hilfe von neuartigen Fabriksimulationsanwendungen und Visualisierungen der Materialströme wird sichergestellt, dass es zu keinen unvorhergesehenen, kritischen Situationen wie Engpässen oder Lieferverzögerungen in der Fertigung kommt. Parallel werden wichtige Entscheidungsprozesse für die bestehenden Büroprozesse digitalisiert, was zu einfachen und transparenten Büroabläufen führt. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Etablierung von menschenzentrierten Arbeitsplätzen. Neben der Einführung weiterer Anwendungen aus dem Bereich der Industrie4.0 wird parallel untersucht, inwiefern diese Anwendungen für die Mitarbeiter*innen in der Produktion bessere Arbeitsbedingungen schaffen. Für Arbeiten mit schweren Lasten wird untersucht, welche Verfahren eingesetzt werden können, um die physische Last zu reduzieren. Darüber hinaus werden neuartige Verfahren erarbeitet, um Stress zu reduzieren sowie aufwendige Trainingsmethoden zu verbessern, kürzere Einarbeitungszeiten zu erreichen und das Problem des Fachkräftemangels zu adressieren.

Die Forschungsgruppe Industry Analytics und Professor Laroque streben im Vorhaben die Weiterentwicklung der Rückwärtssimulation zur Generierung einer Einschleusplanung hin zu einer zielgerichteten Datengenerierung und -auswertung großer Simulationsexperimente an. Eine solche Anwendung kann als Data Farming verstanden werden und soll die Menge von Daten und ferner die Informationen in Bezug auf ein zu betrachtendes Entscheidungs- und Planungsproblem effizient und effektiv steigern.

Dabei sind sehr große Mengen von Simulationsdaten zu generieren, zu verarbeiten und zu analysieren, um durch ein hinreichend sorgfältiges Experimentdesign hochwertige Aussagen über das abgebildete Produktionssystem treffen zu können. Die Erweiterung der bisherigen Arbeiten zur Rückwärtssimulation mit dem Ansatz Data Farming soll die Aussagekraft von Simulationsstudien erheblich steigern und zeitgleich die Schwierigkeit adressieren, die Dynamik und Stochastik von Produktionssystemen und -prozessen ausreichend genau einzubeziehen. Die Datenmenge soll schließlich im Rahmen maschineller Lernverfahren zum Einsatz kommen.