Messsystematik für Neuauflage zum Ferritstandard (IEC63299 und IEC63300)

Projekttitel: Messsystematik für Neuauflage zum Ferritstandard (IEC63299 und IEC63300)

Ideengeber*in:

Potenzielle Projektpartner*innen

Bs&T Frankfurt am Main GmbH

Sebastian-Kneipp-Str. 41

60439 Frankfurt am Main

Email: sun@b-stone.de

Mitglied von:

• DKE625 TC51
• DKE623 TC40
• Gast TC68

Ausgangslage

Welche Situation liegt aktuell wie vor?

Hintergrund

Im Energiesektor wird eine immer kompaktere, induktive Wickelgüte angestrebt (Beispiel Elektromotor). Um eine kompaktere Wickelgüte
bei höherer Leistungsdichte zu realisieren werden Hochleistungshalbleiter, Materialien wie SiC und GaN, hohe Frequenz und hohe Magnetisierungsströme benötigt.

In Deutschland sind wir abhängig vom Import von weichmagnetischen Halbzeugnissen, meist aus dem asiatischen Raum,
wo in den letzten Jahrzehnten einige Innovationen im Bezug auf Material(optimierung), geometrische Eigenschaften usw. stattgefunden haben.

Normgerechter Bezug

Als Abnehmer, insbesondere für systemrelevante Anwendung, ist es von zunehmender Wichtigkeit, die Halbzeugnisse messtechnisch normgerecht zu validieren.
Die gegenwärtige Innovation zielt auf die Kleinsignalmessung für Weichferrite, IEC62044-2 TC51, nanokristalline Ringbandkerne IEC60604-1 TC68
sowie neuartige Metalllegierungspulvermaterialien ab.

Ziel ist es ein Messverfahren, respektive eine Messsystematik und dazu passende Messtechnik zu definieren, bzw. zu standardisieren, um diese dann
normgerecht in die Neuauflage zum Ferritstandard (IEC63299 und IEC63300) zu integrieren.

Realisierung/Vorteile

Die Innovation für das Projekt besteht darin, maximale Transparenz bei der Kleinsignalmessung mit marktgängigen LCR Metern normgerecht zu erreichen.
Eine sukzessive Ausarbeitung zur Artikulierung der Kleinsignalmessung findet statt.

Ein standardisierbarer Messaufbau für die Vermessung des Prüflings im physikalischen Sinn (Induktivität etc.) als auch zur Vermessung
im dimensionalen Sinn (Größe usw.) wird angestrebt. Ein optionales Softwarepaket für die Messdatenaufzeichnung, KI gestützte Auswertung,
Archivierung und Verwaltung rundet den Projektumfang ab.

Ein zeitintensives Pflegen und Aufbereiten der Datensätze wird dadurch eliminiert.

Die gewonnenen Datensätze können für die KI gestützte Simulation/Modellierung eingesetzt werden in Bereichen wie z.B. Digitalisierung,
Netzstabilität und für die zuverlässige Auslegung von EMV Filtern (TC40).

Welche Bedarfe liegen bei welchen Marktteilnehmern*innen vor?

Durch die Neuauflage zum Ferritstandard (IEC63299/ IEC63300) werden alle Hersteller (Entwickler, Designer, Produktion)
als auch Abnehmer (Importeur, Einkauf, Warenkontrolle) betroffen sein.

D.h. der Markbedarf ist auf allen Produktebenen entsprechend hoch und global angesiedelt.

Welche Lösungen existieren derzeit für welche Marktteilnehmer*innen? 

Es existieren individuelle Einzelmesssysteme, bestehend aus unterschiedlichen Einzelkomponenten.

Diese Systeme basieren auf der aktuellen Norm und bilden nicht die Neuauflage ab.

Weshalb sind diese Lösungen nicht hinreichend genug? 

Sie bilden nicht die Neuauflage der Norm ab.

Sie sind nicht vereinheitlicht. D.h. es existieren keine einheitlichen Messsysteme und Messmethoden.

Sie sind fehleranfällig, da der Bediener viele manuelle Eingriffe bezüglich der Messtechnik (z.B. Umklemmen) und
Informationsverarbeitung (z.B. Katalogisieren der Geometrie) hat.

Was ist der Stand der Technik?

DUT Messmethodik (Device Under Test) d.h. ein geschlossenes und schlüssiges Konzept für die Messmethode.
Vorzugsweise ohne nennenswerten Eingriff des Bedieners.

Anbindung an Industrie 4.0 Gateways für die interne/globale Nutzung von Daten und Informationen.

Einbeziehung von KI für die Katalogisierung von Ferritprodukten durch z.B. Bilderkennung (Geometrie, Abmessungen, QR-Code usw.).

Welche themenverwandten Standards, technische Regeln, Normenausschüsse, Gremien, Foren und Konsortien sind Ihnen bekannt bzw. existieren bereits?

• IEC62044-2 TC51
• IEC60604-1 TC68
• IEC63299
• IEC63300
• International Electronical Commission (IEC - TC 68 Dashboard > Documents: Working Documents, Other Documents, Supporting Documents)
  
  

Beschreibung der Vorarbeiten: Handelt es sich um eine Anschubförderung? Inwiefern ist das Produkt bereits entwickelt?

Bisher wurde das Konzept für eine einheitliche Messmethode (Messrahmen, Messsystem) erstellt.
Hierbei wurden die technischen Möglichkeiten und die technisch benötigten Mittel eruiert.

Grundlegende Messungen für die Machbarkeit und Plausibilität wurden durchgeführt.

Eine Entwicklung des Produktes hat noch nicht stattgefunden.

Bei der Förderung handelt es sich um eine Anschubförderung.

Inwiefern passt das Thema zu dem von Ihnen ausgewählten DIN-Connect Themenschwerpunkt?

Es werden moderne KI-Methoden für die Erfassung und Auswertung der Prüflinge angestrebt.

Die Produkte bzw. das Thema Wickelgüte, Induktivität, Magnete/Magnetismus usw. zielt auf den Markt der alternative, nachhaltigen Antriebe (Elektromotor) ab.

Nutzen

Worin liegt das Optimierungspotential?

Durch die Neuauflage des Ferritstandard (IEC63299/ IEC63300) werden entsprechende technische Optimierungen und normgerechte
Anpassungen benötigt (siehe auch oben). 

Wer profitiert von der Innovation und dem Standard?

Alle beteiligten Marktteilnehmer:

• Entwickler: Prüfen während des Entwicklungs-/Designprozesses, Vergleich von Datensätzen
• Hersteller: QM, definierte und normgerechte Parameter für den Herstellungsprozess
• Abnehmer: QM, verlässliche Parameter für die normgerechte Kontrolle
• Hersteller von Prüfgeräten (Vertrieb)
• der nachgelagerte (Verbraucher)markt durch die hohe gleichbleibende Qualität

Wie werden die Ergebnisse nach Projektabschluss verwertet?

Die Ergebnisse können/werden Teil der Normung. bzw. Nachformulierungen.

Skizzieren Sie bitte die europäische/internationale Bedeutung

Siehe beschreibenden Text oben (Welche Situation liegt aktuell wie vor?)

Bestehen Einreichungsmöglichkeiten bei Europäischen und internationalen Normungsorganisationen (CEN/CENELEC/ISO/IEC)?

Wird angestrebt.

Skizzieren Sie bitte die Markt- und gesellschaftliche Relevanz

Die Marktrelevanz besteht darin, dass (Import)güter, in dem Fall Ferritprodukte aus marktführenden Ländern wie z.B. China,
normgerecht prüfbar werden. Siehe hierzu auch den beschreibenden Text oben (Welche Situation liegt aktuell wie vor?).

Die gesellschaftliche Relevanz ergibt sich aus dem Grundprodukt Ferrit, welcher durch produktive Prozesse weiter veredelt wird.
Hieraus entstehen z.B. allgemeine Gebrauchsgüter (z.B. Küchengeräte), Güter der Wirtschaft (z.B. Magnetschalter), Güter der Gesundheit (z.B. MRT),
Güter der Wissenschaft (z.B. Magnetbeschleuniger) und innovative Zukunftsprodukte wie alternative Antriebe.

Kompetenzen und Ressourcen

MS+D GmbH

Seit 2003  entwickeln wir Lösungen für immer neue Aufgabenfelder aus allen Bereichen der technischen Informatik. Dezentral, vernetzt oder auch lokal entstanden
in den vergangenen Jahren präzise und stabile Lösungen für unsere Kunden.

Aus diesem Potential heraus schaffen wir immer wieder neue Projekte aus einem Stamm an bewährten Lösungen und den aktuellen Technologien.

Für dieses Projekt werden qualifizierte Mitarbeiter mit dem entsprechenden Hintergrundwissen (Dipl.-Ing. Physiker, Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik/Elektronik,
Bachelor of Science Informatik) zusammengezogen.

Der Realisierungszeitraum ist ist bereits abgesteckt (siehe unten).

Die örtlich/räumlichen Ressourcen zur Herstellung von Prototypen bis hin zu einer Kleinserie (Messrahmen/Messsystem) sind vorhanden.

Arbeitsplätze für die Realisierung der Software (Messablauf, Bilderkennung, Katalogisierung usw.) sind vorhanden.

Potenzieller Projektpartner: Bs&T Frankfurt am Main GmbH

Hat langjährige Erfahrung in dem Bereich

• magnetische Materialien (Ferrite)
• Herstellungsprozess von Magnetkernen
• Magnetismus
• nationale/internationale Marktübersicht

Ist in entsprechenden Normausschüssen beteiligt.

Standardisierungsscope

Der Anwendungsbereich muss kurz und prägnant abgefasst werden. Er legt das Thema des Dokuments und die behandelten Sachverhalte fest, wobei die Grenzen der Anwendbarkeit des Dokumentes oder seiner einzelnen Teile aufgezeigt werden.

Bitte geben Sie an dieser Stelle an, welchen Bezug die von Ihnen eingereichte Idee zur Standardisierung besitzt. Bitte formulieren Sie den Anwendungsbereich Ihres geplanten Standards. 

Normgerechter Bezug

Als Abnehmer, insbesondere für systemrelevante Anwendung, ist es von zunehmender Wichtigkeit, die Halbzeugnisse messtechnisch normgerecht zu validieren.
Die gegenwärtige Innovation zielt auf die Kleinsignalmessung für Weichferrite, IEC62044-2 TC51, nanokristalline Ringbandkerne IEC60604-1 TC68
sowie neuartige Metalllegierungspulvermaterialien ab.

Ziel ist es ein Messverfahren, respektive eine Messsystematik und dazu passende Messtechnik zu definieren, bzw. zu standardisieren, um diese dann
normgerecht in die Neuauflage zum Ferritstandard (IEC63299 und IEC63300) zu integrieren.

Realisierung/Vorteile

Die Innovation für das Projekt besteht darin, maximale Transparenz bei der Kleinsignalmessung mit marktgängigen LCR Metern normgerecht zu erreichen.
Eine sukzessive Ausarbeitung zur Artikulierung der Kleinsignalmessung findet statt.

Ein standardisierbarer Messaufbau für die Vermessung des Prüflings im physikalischen Sinn (Induktivität etc.) als auch zur Vermessung
im dimensionalen Sinn (Größe usw.) wird angestrebt. Ein optionales Softwarepaket für die Messdatenaufzeichnung, KI gestützte Auswertung,
Archivierung und Verwaltung rundet den Projektumfang ab.

Ein zeitintensives Pflegen und Aufbereiten der Datensätze wird dadurch eliminiert.

Die gewonnenen Datensätze können für die KI gestützte Simulation/Modellierung eingesetzt werden in Bereichen wie z.B. Digitalisierung,
Netzstabilität und für die zuverlässige Auslegung von EMV Filtern (TC40).

Sind folgende Aspekte potentiell betroffen?

Industrie 4.0: Die Anwendung (Messrahmen/Messsystem) erhält eine Anbindung an ein Industrie 4.0 Gateway.