Fertigung über Cloud- Konzept

Die Fertigung von individuell gestalteten Organischen Leuchtdioden und Solarzellen sowie deren Kombination ist in greifbare Nähe gerückt. Nach 3-jähriger Laufzeit ist das von der EU geförderte Projekt ManuCloud (distributed Cloud product specification and supply chain manufacturing execution infrastructure) nun erfolgreich abgeschlossen worden.

00

Demonstrator des Fassadenmoduls mit weißen TABOLA OLED und OPV [Bild: Fraunhofer COMEDD]

Demonstrator des Fassadenmoduls mit orangen und weißen TABOLA OLED und OPV [Bild: Fraunhofer COMEDD]

Als Ergebnis haben die Projektpartner Heliatek, Fraunhofer COMEDD, Tridonic Dresden sowie GSS Gebäude-Solarsysteme einen Demonstrator eines Fassaden-Moduls vorgestellt, bei dem die OLED- und OPV-Technologie kombiniert zum Einsatz gebracht wurde. Ziel des ManuCloud-Projektes war die Entwicklung einer serviceorientierten IT-Umgebung als Grundlage für fortgeschrittene Herstellungsnetzwerke, in denen eine fertigungsnahe zwischenbetriebliche Vernetzung ermöglicht wird. Die industrielle Relevanz wurde durch die Einbeziehung von Industriepartnern aus der organischen Photovoltaik, der organischen Beleuchtung und der Automobil-Zulieferindustrie gewährleistet.

Der Übergang von der Massenproduktion zur individuellen, kundenspezifischen und wirtschaftlich effizienten Herstellung ist für die Wettbewerbsfähigkeit der verarbeitenden Industrie in Europa von großer Bedeutung. Es gilt, diesen Aspekt als einem Garanten für den Wohlstand in Europa weiter auszubauen und zu sichern. Eine Voraussetzung für diesen Wandel sind flexible IT-Systeme, welche die Anpassungsfähigkeit der Produktionsnetzwerke einerseits und der Fertigungsanlagen und des Prozessabläufe andererseits unterstützen.

Das im Rahmen des 7. Forschungsrahmenprogrammes der EU geförderte Projekt ManuCloud wurde im Jahr 2010 mit dem Auftrag ins Leben gerufen, IT-relevante Aspekte der Produktion für diesen Wandel zu untersuchen und eine geeignete IT-Infrastruktur zur Unterstützung bedarfsbasierter Herstellungsszenarien zu entwickeln und zu evaluieren. Mehrere Ebenen der Wertschöpfungskette wurden hierbei in Betracht gezogen. Die Partner des ManuCloud-Projektes haben dabei die Vision eines Cloud-artigen Architektur-Konzeptes umgesetzt, welche den Anwendern die Möglichkeit bietet, bei der Fertigung konfigurierbare, virtualisierte Produktionsnetzwerke zu nutzen. Diese basieren auf Fertigungsanlagen, die über diese Cloud verbundenen sind und durch eine Reihe von Software-Dienstleistungs-Applikationen unterstützt werden.

Zwei zukunftsträchtige Technologien wurden ausgewählt, um den Anwendungszusammenhang für das ManuCloud-Konzept zu demonstrieren: die organische Photovoltaik (OPV) und die organische LED-Technologie (OLED). Jede dieser Technologien wird durch spezifische Marktanforderungen getrieben. Beide Märkte befinden sich momentan noch in einem frühen Stadium. Jedoch sagt die Marktforschung schon in den nächsten Jahren einen Milliarden-Dollar-Markt für diese Produkte voraus. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von großflächigen Leuchtflächen und organischen Solarzellen, wie regulierbare Farben, Transparenz und dünne und leichtgewichtige Struktur, wird davon ausgegangen, dass diese OLAETechnologien (organische und großflächige Elektronik) zahlreiche neue Anwendungen mit einem erheblichen Anteil an kundenspezifischen Lösungen hervorrufen werden. Durch das Projekt ManuCloud wurde eine Cloud- Infrastruktur für die Produktion von kundenspezifischen Lösungen im Bereich der organischen Beleuchtung und Solarzellen aufgebaut und evaluiert.

In Zusammenarbeit mit den anderen Partnern definierte Tridonic Dresden Anwendungsszenarien, die aus Gesprächen mit potenziellen Kunden aus dem Produktionsbereich stammen. Ein aus OLED und OPV bestehendes Fassaden-Element wurde als ein interessantes Szenario bewertet. Die Gestaltung des Fassadenelements und der Aufbau des Laminationsprozesses (inklusive der Konfiguration und der Versuchsreihen) wurden von Tridonic Dresden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer COMEDD, Heliatek und GSS Gebäude-Solarsysteme umgesetzt. Die Partner entwickelten einen Prozess, um die temperatur- und druckempfindlichen OLED- und OPV-Bauelemente auf Glas zu integrieren und damit ein aktives Glas-Laminat zu schaffen.

Über das ManuCloud-Konsortium
Acht Partner aus vier verschiedenen EU-Mitgliedsstaaten (Österreich, Deutschland, Ungarn, Vereinigtes Königreich) bildeten das ManuCloud-Konsortium. Dies Partner waren im Einzelnen: advanced clean production Information Technology GmbH (acp-IT), Robert Bosch GmbH, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA (Leitung des Konsortiums), Fraunhofer-Einrichtung für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente COMEDD, HELIATEK GmbH, Tridonic Dresden (ehemals LEDON OLED Lighting GmbH & Co. KG), nxtControl GmbH, Computer und Automation Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences und die University of Strathclyde.

Dieses Projekt wurde gefördert durch das Seventh Framework Programme der Europäischen Union mit der Fördernummer: 260142.

Über Fraunhofer COMEDD
Fraunhofer COMEDD wurde als eigene Einrichtung von der Fraunhofer-Gesellschaft gegründet, um die Ergebnisse der Forschung an organischen Halbleitermaterialien und Systemen in die Produktion zu überführen. Die Einrichtung kombiniert Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur Herstellung, Integration und Technologieentwicklung von elektronischen Bauelementen basierend auf organischen Halbleitern. Die Mission von Fraunhofer COMEDD ist die kunden- und anwendungsspezifische Forschung, Entwicklung und Pilotfertigung von neuartigen Bausteinkonzepten und Herstellungsmethoden für Bauelemente der organischen Elektronik. Fraunhofer COMEDD verkörpert ein in Europa führendes fertigungsnahes Forschungs- und Entwicklungszentrum für organische Halbleiter mit thematischer Fokussierung auf organische Leuchtdioden und Vakuumtechnologien. In mehreren Reinräumen besteht die COMEDD-Infrastruktur aus:

- einer Pilotlinie für die Herstellung von OLEDs auf 370 x 470 mm² großen Substraten,
- zwei Pilotlinien für 200 mm Wafer für die OLED-Integration auf Silizium-Substraten, sowie
- einer Forschungslinie für eine Rolle-zu-Rolle-Fertigung auf flexiblen Substraten.

Fraunhofer COMEDD bietet damit vielfältige Forschungs-, Entwicklungs- und Pilotfertigungsmöglichkeiten, insbesondere für OLED-Beleuchtung, organische Solarzellen, OLED- Mikrodisplays und Sensoren.