Els actuals components i sistemes electrònics s'estan tornant cada vegada més compactes i complexos, de manera que dificulten dur a terme una anàlisi de fiabilitat. Avui és necessari realitzar una aproximació holística a tota la cadena de valor d'aquests productes, com són el material, el xip, l'embalatge i el sistema. Durant 3 anys, iRel40 unirà 75 institucions de tretze països europeus, entre les quals es troba l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM), a través del grup de Dispositius i Sistemes de Potència.

Intelligent Reliability 4.0 (iRel40) és un projecte internacional per millorar la fiabilitat dels components i sistemes electrònics (ECS). Aquesta millora és imprescindible per complir amb les exigències dels clients i amb les necessitats d'un entorn cada vegada més complicat en què s'està passant a sistemes complexos amb més electrònica i autonomia en diversos dominis d'aplicació. Aquests processos es donen en els nous sistemes intel·ligents de transport i mobilitat, les indústries digitals, la producció industrial o el sector energètic.

La fiabilitat mesura la freqüència de fallades de l'equip i té un impacte directe en indústries d'alta tecnologia, ja que el mal funcionament d'aquest procés pot portar associades pèrdues financeres directes, llançaments de productes amb retard, la contracció de responsabilitat corporativa i una menor confiança per part del consumidor. La iniciativa iRel40 té com a objectiu entendre millor aquests errors, i així predir el període de vida de el sistema, a través de l’ús de l'analítica de big data, de la intel·ligència artificial, de l'aprenentatge automàtic o machine learning, de l'enfocament computacional en el núvol o cloud computing i dels sistemes de l'internet de les coses per a propòsits de pronòstics i control de salut.

"Les estratègies i noves metodologies desenvolupades per a proves en línia més orientades a les aplicacions seran crucials per extreure informació i processar-la al núvol, i extreure així models de predicció de durada del producte, per finalment dur a terme preses de decisions i accions de manteniment que augmentin la fiabilitat en el sistema final", explica Xavier Perpiñà, de l’IMB-CNM i investigador principal del projecte.

Proves pilot per a les aplicacions i optimització de fàbriques

L'estructura general de iRel40 està organitzada en vuit objectius principals o paquets de treball que cobreixen tot el procés de la cadena de valor, des del desenvolupament fins al testing, l'estandardització i l'aplicació. Una part del projecte estarà específicament orientada a mostrar com els avenços realitzats milloraran la fiabilitat del producte final a través de proves industrials a escala pilot i casos d'aplicació en escenaris finals.

L'IMB-CNM estudiarà el cas concret de les cuines d'inducció, esclarint com evitar les fallades de sistema degudes a esdeveniments anormals de sobrecàrrega elèctrica o tèrmica. La innovació del projecte consisteix en el desenvolupament de connectivitat a les plaques, ajudada d'intel·ligència artificial i aprenentatge autònom capaç de generar bases de dades d'ús real de l'aparell. Així es detectaran més ràpidament errors de qualitat. Aquest procés donaria, per tant, informació útil per millorar el disseny i la pròpia fabricació del producte.

Per fer-ho possible i crear així plaques de cuina d'inducció més fiables, l'IMB-CNM se centra en els aspectes del projecte relacionats amb les especificacions, el modelatge i la simulació i les proves.

Els mètodes i processos desenvolupats per millorar la fiabilitat es verificaran en setze casos reals en els camps de l'energia, el transport i la indústria, a més d'altres divuit pilots industrials.

"El nostre objectiu és millorar els processos de producció en microelectrònica amb l'ajuda de mètodes òptics i sensors, per baixar la taxa d'errors en la producció, millorar la qualitat i finalment aconseguir la major fiabilitat per a nous productes", diu el coordinador del projecte Klaus Pressel, de l'empresa Infineon.

Enfortiment d'Europa com a ubicació comercial i comunitat de fiabilitat

L'objectiu d'iRel40 és generar una comunitat paneuropea de fiabilitat sostenible. La iniciativa abasta contribucions d'institucions de recerca, universitats i empreses de la indústria tecnològica. L'IMB-CNM està involucrat en aquest projecte que uneix més de 70 institucions internacionals.

Aquest projecte de col·laboració aconseguirà al voltant de 25 000 treballs qualificats a Europa a través d'associacions i inversió en innovació. Compta amb finançament de la Unió Europea (a través del programa ECSEL), i de l'Agència Espanyola d’Investigació, i de més d’una vintena d’institucions. El projecte, que estarà actiu durant tres anys, finalitzarà a finals d'abril de 2023.

Més informació: http://iRel40.eu

Comunicació CSIC