Historie sukcesu RTD - Inżynieria produktu … trudne małżeństwo
Produkcja systemów mikro-elektromechanicznych ('micro-electromechanical systems' - MEMS) jest rozbudowanym i złożonym procesem, często składającym się z setek różnorakich etapów, z których każdy kontrolowany jest za pośrednictwem dziesiątek lub więcej parametrów, takich jak ciśnienie, temperatura, skład materiałów itd. Klient powinien mieć możliwość zamawiania specjalistycznych urządzeń MEMS, spełniających określone wymagania. Przykładowo, w przemyśle motoryzacyjnym stosuje się szeroką gamę urządzeń MEMS, np. miniaturowe akcelerometry, uruchamiające poduszki powietrzne, czy też czujniki zbaczania pojazdu z obranego kursu. Każde z tych urządzeń łączy funkcje elektryczne i mechaniczne dzięki niewielkim, wbudowanym komputerom, grawerowanym na płytkach krzemowych. Niestety, "małżeństwo" technologii elektro-mechanicznej i mikro-elektronicznej nie zawsze jest udane. Tradycyjna inżynieria dotyczy widocznych, ruchomych elementów. Jednak wraz z postępami w mikro-informatyce i elektronice coraz częściej oczekujemy, że rozwiązania bazujące na MEMS, dzięki inżynierii produktów ('product engineering' - PE) oraz elektronicznej automatyzacji projektowania ('eletronic design automation' - EDA) zbliżą się do domeny mikro- i nano-technologii. W efekcie mamy do czynienia z problemem pokroju kury i jajka, twierdzi Kai Hahn, ekspert w powyższej dziedzinie, pracujący na Uniwersytecie Siegen (Niemcy). Dzieje się tak gdyż, w przeciwieństwie do inżynierii produktów pokroju układów scalonych, struktura niezbędna do projektowania MEMS (tzw. "trzeci wymiar") wymaga potencjalnie kompleksowych zmian technologicznych. By sprostać temu wyzwaniu niezbędne jest dogłębne zrozumienie całości procesu inżynierii produktów mikro- i nano-technologicznych oraz MEMS. Jednak nikomu się to nie udało … jak do tej pory. Dobry start, jeszcze lepszy finisz Uczestnicy finansowanego przez UE projektu o nazwie Corona jako pierwsi na świecie opracowali zintegrowany proces projektowania, obejmujący wszystkie etapy, począwszy od koncepcji aż po produkcję, ze szczególnym uwzględnieniem wszystkich potrzeb klientów oraz niewielkich producentów urządzeń MEMS, zaangażowanych w łańcuch wytwarzania wartości dodanej. "Gdy w 2008 roku rozpoczęto prace w ramach projektu Corona, nie istniała specjalistyczna metodologia PE przeznaczona dla rozwiązań MNT. Wsparcie narzędziowe dla tego sektora nowoczesnych technologii również było ubogie, dlatego zdaliśmy sobie sprawę z potencjalnych możliwości", zauważa dr Hahn, jeden z kluczowych naukowców uczestniczących w konsorcjum. Dzięki partnerom posiadającym doświadczenie w zakresie kluczowych etapów łańcucha PE MNT, projekt Corona już na starcie miał przewagę nad konkurencyjnymi inicjatywami badawczymi. Bazował ponadto na pracach zrealizowanych wcześniej, w ramach europejskiej inicjatywy Promenade, które polegały na stworzeniu oprogramowania wspierającego projektowanie procesów produkcji MEMS. Uczestnicy projektu Corona rozwinęli wyniki uzyskane w ramach inicjatywy Promenade, dostosowując nowe metodologie i narzędzia do obowiązujących standardów komercyjnych, dzięki czemu rozwiązanie Corona PE MNT jest bardziej przyjazne dla użytkowników. "Był to ważny krok, gdyż klienci są jedynymi osobami, które znają dokładną specyfikację produktu i mogą identyfikować potencjalne bariery w obrębie procesów PE", mówi dr Hahn. Misja zakończona Uczestnikom inicjatywy Corona udało się zrealizować wszystkie główne cele: stworzyli metodologię obejmującą wszystkie etapy projektowania i realizacji PE MNT, oprogramowanie,oprogramowanie pośredniczące ('middleware') oraz aplikacje wspierające powyższą metodologię, a także prototypowe rozwiązania MEMS. "Demontracje przeprowadzone przez naszych partnerów - XFAB (Erfurt), ITE (Warszawa), ELMOS (Dortmund), Theon (Ateny) oraz Uniwersytet w Cambridge - dowiodły skuteczności obranego przez nas podejścia, a także pomogły zoptymalizować metody i narzędzia", twierdzi dr Hahn. Obecnie trwają prace związane z komercjalizacją niektórych narzędzi powstałych w ramach projektu Corona. Przykładowo, paryska firma Coventor, będąca partnerem projektu, oferuje swym klientom inteligenty symulator projektowania ('SEMulator3D'). Inny partner projektu, firma Process Relations z Dortmundu, opracowała rozwiązanie 'XperiDesk', pozwalające zarządzać ogromną ilością zadań projektowych, począwszy od koncepcji, aż po szybkie budowanie protypów. Tymczasem prowadzone są dalsze prace nad prototypami, których przykładem może być platform 'Hedoris', stworzona przez partnera akademickiego ITE, a także pakiet 'ProcessRecommender', opracowany przez Uniwersytet w Siegen. Stworzony pod egidą projektu Corona "Menedżer procesów inżynierii produktów elektronicznych" (Electronic Product Engineering Flow Manager') jest z kolei użytkowany wewnętrznie, przez firmę ELMOS, która jest jego autorem. Konsorcjum IVAM, będące koordynatorem powyższej inicjatywy oraz stowarzyszeniem przemysłowym na rzecz MNT, korzysta ze swej sieci kontaktów, upowszechniając wyniki projektu Corona wśród swych członków. Szersza publiczność będzie natomiast mogła zapoznać się z wynikami projektu i metodami stosowanymi przez jego uczestników dzięki książce, która ukaże się w 2012 roku, nakładem wydawnictwa Springer. - Pełna nazwa projektu: Customer-oriented product engineering of micro and nano devices - Akronim projektu: Corona - strona internetowa projektu Corona - Numer referencyjny projektu: 213969 - Nazwa/kraj pochodzenia koordynatora projektu: Uniwersytet w Siegen, Niemcy - Całkowity budżet projektu: 4 355 139 eur - Wsparcie UE: 2 999 663 eur - Data rozpoczęcia/zakończenia projektu: Od lipca 2008 do czerwca 2011 - Pozostałe kraje partnerskie: Polska, Wielka Brytania, Francja, Grecja, Holandia