Ewige Jugend für die Technik

Auch vor der Technik macht es nicht Halt: das Alter. Große Maschinen können ausfallen, weil ein kleines Bauteil defekt und nicht mehr lieferbar ist. „Obsoleszenz“ – zu deutsch „Veralterung“ – lautet der Fachbegriff für das Problem, dass die meisten Unternehmen kennen.

Vor allem Halbleiterelemente, die in fast jeder komplexen Maschine zum Einsatz kommen, sind von diesem Phänomen betroffen. Lösungen sucht jetzt der Forschungsverbund „ParaObsol“, an dem Wissenschaftler von Hochschulen, Forschungsinstituten und Unternehmen beteiligt sind. Von der Professur Schaltkreis- und Systementwurf der TU Chemnitz arbeiten zwei Wissenschaftliche Mitarbeiter unter Leitung von Prof. Dr. Ulrich Heinkel an dem Projekt mit.

Ziel des Projektes ist der Aufbau eines Forschungs- und Entwicklungsverbundes für den schnellen und sicheren Ersatz von auszutauschenden Steuerungen, Regelungen sowie Mess- und Analysesystemen. Betroffen sind beispielsweise Kraftwerke, Kliniken, Großforschungseinrichtungen, Oldtimer und allgemein die Verkehrs-, Medizin-, Analyse- und Messtechnik immer dann, wenn auf Grund kürzer werdender Verfügbarkeit von Halbleiterbauelementen keine Ersatzteile zur Verfügung stehen. Die Verbundpartner tragen dazu bei, die entsprechenden Methoden, Vorgehensweisen sowie die Entwicklungs- und Testsysteme zu entwerfen und an realistischen Problemstellungen zu erproben.

Bisher haben Firmen, die von Herstellern die Mitteilung erhalten, dass die Produktion eines Bauteils eingestellt wird, nur eine Möglichkeit: möglichst viele Teile zu kaufen und zu lagern. Ein teures Unterfangen, das vor allem kleine und mittelständische Unternehmen nicht leisten können. Betroffen sind meistens Schaltungen, die für die Steuerung des Systems verantwortlich sind. Werden sie häufig benötigt, wird das Problem durch ein Re-Design gelöst – die betroffene Schaltung wird neu entwickelt. Für kleine Stückzahlen ist das allerdings ein zu hoher finanzieller und zeitlicher Aufwand. Die Idee des Forschungsverbunds „ParaObsol“: Die Forscher wollen nur einzelne Teile, beziehungsweise deren Funktion, nachbauen, indem sie Bauteile einsetzen, die derzeit auf dem Markt vorhanden sind. Doch neue Teile stammen häufig aus einer anderen Generation der Halbleitertechnologie und passen nicht in die alte Umgebung – hier müssen die Wissenschaftler zusätzlich für die nötige Abstimmung sorgen.

„Unsere Arbeiten hier in Chemnitz konzentrieren sich auf die Erfassung und Formalisierung der Parameter der Altschaltung sowie auf Verifikation und Test der Ersatzschaltung“, berichtet Projekt-Mitarbeiterin Claudia Tischendorf von der Professur Schaltkreis- und Systementwurf. Die Formalisierung ermöglicht die automatisierte Verarbeitung und Prüfung der Daten mit rechentechnischen Mitteln. So können formalisierte Daten mathematisch vollständig überprüft werden, wogegen Simulationen immer nur einen kleinen Ausschnitt für die gewählten Parameter darstellen. „Die Eindeutigkeit formalisierter Daten vermeidet Missverständnisse, die bei Texten in menschlicher Sprache oder Bildern auftreten können“, betont Tischendorf und ergänzt: „Außerdem bilden die formalisierten Daten die Basis für die Generierung von Programmen zur Testunterstützung und Dokumentation.“

Mit rund 1,2 Millionen Euro fördern in den kommenden zwei Jahren der Europäische Fonds für regionale Entwicklung und das Land Bayern das Forschungsvorhaben, noch mal die gleiche Summe steuern die beteiligten Unternehmen bei: Isyst GmbH (Koordinator des Verbundprojektes), Alcatel Lucent, Baumüller Nürnberg GmbH, Ruf Automobile GmbH und Siemens AG Medical Solutions. Neben der Technischen Universität Chemnitz sind die Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg, das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementtechnologie und die Universität Erlangen-Nürnberg beteiligt.

Weitere Informationen erteilt Erik Markert, Telefon 0371 531-35049, E-Mail erik.markert@etit.tu-chemnitz.de