Storie di successo RST - Ingegneria della produzione: un matrimonio difficile
I sistemi microelettromeccanici di produzione, noti anche con la sigla MEMS, rappresentano un processo vasto e complesso basato talvolta su centinaia di fasi diverse, ciascuna di esse controllata da una dozzina o più parametri, tra cui livelli variabili di pressione, temperatura e composti di materiali, ecc. Il cliente ha bisogno di rivestire un ruolo cruciale in termini di MEMS prodotti e delle relative specifiche. Il settore industriale, ad esempio, utilizza una gamma di MEMS, tra cui accelerometri in microscala per l'attivazione di airbag o di sensori in grado di mantenere l'allineamento dei veicoli, che si basano ognuno su una combinazione di funzioni elettriche e meccaniche con minuscoli computer integrati incisi su wafer di silicio. Questo "matrimonio" tra tecnologia elettromeccanica e dei microchip non è sempre felice. L'ingegneria si sposa tradizionalmente con il mondo delle parti visibili e mobili. Tuttavia, con il progresso nel settore della microinformatica e dell'elettronica, stiamo chiedendo all'ingegneria della produzione (PE) correlata ai MEMS e all'automazione della progettazione elettronica (EDA) di adottare un atteggiamento più accomodante nei confronti degli sviluppi relativi alla micro e nanotecnologia. Questo rapporto genera un processo simile al paradosso dell'uovo e della gallina, suggerisce Kai Hahn, esperto nel settore presso l'Università di Siegen (Germania). Questo dipende dal fatto che, diversamente da quanto accade per la PE relativamente ai circuiti integrati, la struttura inerente, oppure la cosiddetta "terza dimensione", aveva bisogno di progettare potenziali stravolgimenti radicali dei parametri tecnologici richiesti dai MEMS. Per risolvere questo problema, diventa cruciale una comprensione approfondita dell'intero processo PE per le MNT e i MEMS. Tuttavia, a oggi, nessuno è riuscito a raggiungere questo obiettivo. Il buongiorno si vede dal mattino Il progetto Corona, finanziato dall'UE, è la prima iniziativa ad aver sviluppato un flusso di progettazione integrato, che prendeva in considerazione le fasi processo - progettazione, partendo dall'idea del prodotto alla fabbricazione, con un'attenzione speciale alle esigenze specifiche dei clienti e dei piccoli produttori di MEMS nella catena del valore. "Quando nel 2008 è stato avviato il progetto Corona, non erano previste metodologie PE dedicate per le MNT. Anche l'offerta dello strumento per questo segmento di alta tecnologia era molto scarsa, per cui, in definitiva, abbiamo solo visto un'opportunità", osserva il dott. Hahn, ricercatore di spicco all'interno del consorzio. Mediante partner che rappresentavano fasi chiave nella catena relativa all'ingegneria della produzione di MNT, l'iniziativa Corona ha registrato un certo vantaggio sui gruppi di ricerca concorrenti, beneficiando altresì di un progetto europeo precedente, chiamato Promenade, nell'ambito del quale è stato costruito un software per sostenere la progettazione di sequenze produttive di MEMS. Il team ha ampliato ulteriormente il lavoro di Promenade collegando la sua nuova metodologia e i suoi nuovi strumenti agli attuali standard commerciali, rendendo in tal modo l'ingegneria della produzione di MNT di Corona più accessibile. "Si trattava di un aspetto importante, in quanto il cliente è l'unico a conoscere veramente le specifiche esatte del prodotto e a prendere delle decisioni relative alle eventuali porte di accesso/non accesso all'interno del processo PE", afferma il dott. Hahn. Missione compiuta I fautori del progetto Corona hanno raggiunto tutti i principali obiettivi prefissati: metodologia per tutte le fasi di progettazione – elaborazione dell'ingegneria della produzione di MNT; software, middleware e applicazioni a sostegno della metodologia; dimostrazioni di MEMS reali. "Le dimostrazioni condotte dai nostri partner XFAB (Erfurt), ITE (Varsavia), ELMOS (Dortmund), Theon (Atene) e Università di Cambridge hanno convalidato l'approccio Corona e si sono rivelate molto utili ai fini del miglioramento dei nostri metodi e strumenti", conferma il ricercatore. È in corso la commercializzazione di vari strumenti prodotti nell'ambito dell'iniziativa Corona. Nello specifico, il partner di progetto Coventor (Parigi) ha commercializzato il suo simulatore di progettazione intelligente ("SEMulator3D"). Un altro partner, Process Relations (Dortmund), ha sviluppato "XperiDesk", uno strumento per la gestione di innumerevoli attività di collaborazione in termini di progettazione, a partire dall'idea fino alla rapida costruzione di prototipi. Nel frattempo, vari prototipi, come ad esempio la piattaforma "Hedoris", sviluppata dal partner accademico ITE, e la suite "ProcessRecommender", creata dall'Università di Siegen, sono oggetto di ulteriori ricerche. Lo strumento di gestione del flusso ingegneristico dei prodotti elettronici, "Electronic Product Engineering Flow Manager", creato nell'ambito dell'iniziativa Corona, è inoltre utilizzato internamente dal suo creatore, l'azienda ELMOS. IVAM, il coordinatore del progetto, sta utilizzando i suoi collegamenti come associazione industriale per le MNT nel modo più vantaggioso, mediante la comunicazione dei risultati del progetto Corona alla sua comunità di membri. I traguardi raggiunti e i metodi adottati nell'ambito dell'iniziativa sono inoltre stati pubblicati da Springer nel 2012 in un libro rivolto al grande pubblico. - Nome del progetto: Customer-oriented product engineering of micro and nano devices - Acronimo del progetto: Corona - Sito web del progetto Corona - Numero di riferimento del progetto: 213969 - Nome/paese del coordinatore del progetto: Università di Siegen, Germania - Costo totale del progetto: 4 355 139 euro - Contributo CE: 2 999 663 euro - Inizio/fine del progetto: luglio 2008 - giugno 2011 - Altri paesi partner: Polonia, Regno Unito, Francia, Grecia, Paesi Bassi