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75 instituciones de 13 países colaboran para mejorar la fiabilidad de los componentes electrónicos

Los actuales componentes y sistemas electrónicos se están volviendo cada vez más compactos y complejos, por lo que dificultan llevar a cabo un análisis de fiabilidad. Hoy es necesario realizar una aproximación holística en toda la cadena de valor de estos productos, como son el material, el chip, el embalaje y el sistema. Durante 3 años, iRel40 unirá a 75 instituciones de trece países europeos, entre las cuales se encuentra el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM), a través del grupo de Dispositivos y Sistemas de Potencia.

Intelligent Reliability 4.0 (iRel40) es un proyecto internacional para mejorar la fiabilidad de los componentes y sistemas electrónicos (ECS). Esta mejora resulta imprescindible para cumplir con las exigencias de los clientes y con las necesidades de un entorno cada vez más complicado en el que se está pasando a sistemas complejos con más electrónica y autonomía en varios dominios de aplicación. Estos procesos se dan en los nuevos sistemas inteligentes de transporte y movilidad, las industrias digitales, la producción industrial o el sector energético.

La fiabilidad mide la frecuencia de fallos del equipo y tiene un impacto directo en industrias de alta tecnología, ya que el malfuncionamiento de este proceso puede llevar asociadas pérdidas financieras directas, lanzamientos de productos con retraso, la contracción de responsabilidad corporativa y una menor confianza por parte del consumidor. La iniciativa iRel40 tiene como objetivo entender mejor estos fallos, y así predecir el periodo de vida del sistema, a través del uso de la analítica de big data, de la inteligencia artificial, del aprendizaje automático o machine learning, del enfoque computacional en la nube o cloud computing y de los sistemas del internet de las cosas para propósitos de pronósticos y control de salud.

“Las estrategias y nuevas metodologías desarrolladas para pruebas en línea más orientadas a las aplicaciones serán cruciales para extraer información y procesarla en la nube y extraer así modelos de predicción de duración de vida, para finalmente llevar a cabo tomas de decisiones y acciones de mantenimiento que aumenten la fiabilidad en el sistema final”, explica Xavier Perpiñà, investigador principal del IMB-CNM del proyecto.

Pruebas piloto para las aplicaciones y optimización de fábricas

La estructura general de iRel40 está organizada en ocho objetivos principales o paquetes de trabajo que cubren todo el proceso de la cadena de valor, desde el desarrollo hasta el testing, la estandarización y la aplicación. Una parte del proyecto estará específicamente orientada a mostrar cómo los avances realizados mejorarán la fiabilidad del producto final a través de pruebas industriales a escala piloto y casos de aplicación en escenarios finales.

El IMB-CNM estudiará el caso concreto de las cocinas de inducción, esclareciendo cómo evitar los fallos del sistema debidos a eventos anormales de sobrecarga eléctrica o térmica. La innovación del proyecto consiste en el desarrollo de conectividad en las placas, ayudada de inteligencia artificial y aprendizaje autónomo capaz de generar bases de datos de uso real del aparato. Así se detectarán más rápidamente errores de calidad. Este proceso daría, por tanto, información útil para mejorar el diseño y la propia fabricación del producto.

Para hacerlo posible y crear así placas de cocina de inducción más fiables, el IMB-CNM se centra en los aspectos del proyecto relacionados con las especificaciones, el modelado y la simulación y las pruebas.

Los métodos y procesos desarrollados para mejorar la fiabilidad se verificarán en dieciséis casos reales en los campos de la energía, el transporte y la industria, además de otros dieciocho pilotos industriales.

“Nuestro objetivo es mejorar los procesos de producción en microelectrónica con la ayuda de métodos ópticos y sensores, para bajar la tasa de errores en la producción, mejorar la calidad y finalmente conseguir la mayor fiabilidad para nuevos productos”, dice el coordinador del proyecto Klaus Pressel, de la empresa Infineon.

Fortalecimiento de Europa como ubicación comercial y comunidad de confiabilidad

El objetivo de iRel40 es generar una comunidad paneuropea de fiabilidad sostenible. La iniciativa abarca contribuciones de instituciones de investigación, universidades y empresas de la industria tecnológica. El IMB-CNM está involucrado en este proyecto junto a más de 70 instituciones internacionales.

Este proyecto de colaboración conseguirá alrededor de 25 000 trabajos cualificados en Europa a través de asociaciones e inversión en innovación. Cuenta con financiación de la Unión Europea (a través del programa ECSEL), de la Agencia Española de Investigación, y de más de una veintena de instituciones. El proyecto, que estará activo durante tres años, finalizará a finales de abril de 2023.

Más información: http://iRel40.eu

Comunicación CSIC