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Die Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in kleinen und mittleren Unternehmen der Galvanotechnik stellt ein erklärtes Ziel des Landes Baden-Württemberg und des Forschungsprojekts GalvanoFlex_BW dar. Als komplexe Energie­effizienzmaßnahme stellt die Kraft-Wärme-Kopplung erhöhte Anforderungen an die Unternehmen und das professionelle Umfeld (Beratung, Service, Handwerk, Contracting). Hemmnisse zur Umsetzung der Technologie finden sich daher sowohl innerhalb der Unternehmen als auch außerhalb. Die Hemmnisse bei der Umsetzung der Kraft-Wärme-Kopplung in der Galvanotechnik sind auf unterschiedliche Ursachen zurückzuführen, wie hohe Komplexität der KWK-Technologie, schwierige Bewertung des Gesamtnutzens im Unternehmen, mangelnde personelle Ausstattung oder auch fehlende Unternehmer­entscheidungen. Empfehlungen der Forschungspartner zu deren Überwindung können aus den Ergebnisses der sozial-wissenschaftlichen Begleitforschung gewonnen werden.

Bei der spanenden Bearbeitung metallischer Werkstücke ist Verschleiß der Werkzeuge entscheidend für die Qualität der erzeugten Bauteiloberflächen und die Kosten der eingesetzten Werkzeuge. Damit ist der Werkzeugverschleiß und dessen Ursachen maßgebliches Auflegungskriterium für die Zerspanprozesse. Verschleiß wird dabei durch eine Vielzahl unterschiedlicher Parameter beeinflusst. Neben dem Werkstückwerkstoff, dem Schneidstoff und der Beschichtung sowie der Werkzeuggeometrie, sind die Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub, die radiale und axiale Zustellung und die Prozessmedien ausschlaggebend für die Standzeit der Werkzeuge. Weitere Effekte gehen von den Eigenschaften des Werkstücks, Werkzeugs und der Maschinen aus. diese sind verantwortlich für die Entstehung von durch Instabilitäten verursachten Verschleiß. Im Folgenden wird die Systematik der Untersuchung unterschiedlich additivierter Kühlschmierstoffe auf den Verschleiß untersucht.

After more than three decades of electronic design automation, most layouts for analog integrated circuits are still handcrafted in a laborious manual fashion today. Obverse to the highly automated synthesis tools in the digital domain (coping with the quantitative difficulty of packing more and more components onto a single chip – a desire well known as More Moore), analog layout automation struggles with the many diverse and heavily correlated functional requirements that turn the analog design problem into a More than Moore challenge. Facing this qualitative complexity, seasoned layout engineers rely on their comprehensive expert knowledge to consider all design constraints that uncompromisingly need to be satisfied. This usually involves both formally specified and nonformally communicated pieces of expert knowledge, which entails an explicit and implicit consideration of design constraints, respectively. Existing automation approaches can be basically divided into optimization algorithms (where constraint consideration occurs explicitly) and procedural generators (where constraints can only be taken into account implicitly). As investigated in this thesis, these two automation strategies follow two fundamentally different paradigms denoted as top-down automation and bottom-up automation. The major trait of top-down automation is that it requires a thorough formalization of the problem to enable a self-intelligent solution finding, whereas a bottom-up automatism –controlled by parameters– merely reproduces solutions that have been preconceived by a layout expert in advance. Since the strengths of one paradigm may compensate the weaknesses of the other, it is assumed that a combination of both paradigms –called bottom-up meets top-down– has much more potential to tackle the analog design problem in its entirety than either optimization-based or generator-based approaches alone. Against this background, the thesis at hand presents Self-organized Wiring and Arrangement of Responsive Modules (SWARM), an interdisciplinary methodology addressing the design problem with a decentralized multi-agent system. Its basic principle, similar to the roundup of a sheep herd, is to let responsive mobile layout modules (implemented as context-aware procedural generators) interact with each other inside a user-defined layout zone. Each module is allowed to autonomously move, rotate and deform itself, while a supervising control organ successively tightens the layout zone to steer the interaction towards increasingly compact (and constraint compliant) layout arrangements. Considering various principles of self-organization and incorporating ideas from existing decentralized systems, SWARM is able to evoke the phenomenon of emergence: although each module only has a limited viewpoint and selfishly pursues its personal objectives, remarkable overall solutions can emerge on the global scale. Several examples exhibit this emergent behavior in SWARM, and it is particularly interesting that even optimal solutions can arise from the module interaction. Further examples demonstrate SWARM’s suitability for floorplanning purposes and its application to practical place-and-route problems. The latter illustrates how the interacting modules take care of their respective design requirements implicitly (i.e., bottom-up) while simultaneously paying respect to high level constraints (such as the layout outline imposed top-down by the supervising control organ). Experimental results show that SWARM can outperform optimization algorithms and procedural generators both in terms of layout quality and design productivity. From an academic point of view, SWARM’s grand achievement is to tap fertile virgin soil for future works on novel bottom-up meets top-down automatisms. These may one day be the key to close the automation gap in analog layout design.

On-chip metallization, especially in modern integrated BCD technologies, is often subject to high current densities and pronounced temperature cycles due to heat dissipation from power switches like LDMOS transistors. This paper continues the work on a sensor concept where small sense lines are embedded in the metallization layers above the active area of a switching LDMOS transistor. The sensors show a significant resistance change that correlates with the number of power cycles. Furthermore, influences of sense line layer, geometry and the dissipated energy are shown. In this paper, the focus lies on a more detailed analysis of the observed change in sense line resistance.

In dem vorliegenden Zwischenbericht sind die Arbeiten und Ergebnisse zusammengefasst, die im Rahmen des Projektes GalvanoFlex_BW während der ersten acht Projektmonate der insgesamt 2 1/2 jährigen Laufzeit durchgeführt und erzielt wurden. Ziel des Projektes ist die Untersuchung und Verbesserung der Energieeffizienz in Industrieunternehmen mit dem speziellen Fokus auf der Einführung stromoptimiert betriebener KWK-Anlagen. Entsprechend des Arbeits- und Zeitplans sind die Literaturrecherche, die Festlegung von Prozesstypen, die Datenerfassung, die Strategieentwickung zur stromoptimierten KWK, die Optimierung der Schnittstelle zwischen KWK und Gleichrichtern, der Aufbau der Branchenplattform und die sozial-wissenschaftliche Begleitforschung beschrieben. Der aktuelle Projektstand deckt sich dabei im Wesentlichen mit den Vorgaben aus dem vorgelegten Zeitplan.