Serienproduktion von

Smart Textiles / Wearable Electronics

SmartTex Netzwerk Seminar Mai 2016

Produkte und -Konzepte aus und für die Industrie

Hintergrund: 12 Jahre Produktionserfahrung in Wearable Electronics

Interactive Wear wurde 2005 als

Spin-Off von Infineon gegründet

2005 – 2016: Interactive Wear

erweitert systematisch das

Portfolio mit neuen Komponenten

und Systemen

Infineon Technologies AG begann

in 2000 mit Forschungsaktivitäten

im Bereich Wearable Electronics

Infineon und O’Neill brachten

2004 die erste Jacke mit MP3/

Bluetooth Funktion auf den Markt

Communication – Light – Heat – Connectivity – Power – Sensor Bus

Was sind Wearable Electronics?

Eine Wearable Electronics Anwendung besteht typisch aus

– Controller / Mikrosystem

– Sensoren und Aktuatoren, optional auch aus leitfähigen Textilien

– Verbindungen wie Kabelbäume oder drahtlose Kommunikation

– Energieversorgung

und ist entworfen für textile Integration

Kundennutzen von Wearable Electronics

Verstärkung Textiler Kernfunktionen

– Heizen

– Sichtbarkeit

Monitoring

– Textile Sensoren und Aktuatoren mit

gutem Körperkontakt

– Unterstützung Telemedizin

Komfort durch textile Integration

– Erhöhte Mobilität und Gewichtsreduktion

– Verbesserte Bedienung

Mode und Design

– Erhöhte Akzeptanz für Technik

– Camouflage von medizinischen Geräten

Positive Entwicklung von Smart Textiles / Wearable Electronics

Es geht voran …

– Viele Ideen

– Viele Forschungsprojekte

– Viele Prototypen

– Neue Materialien

– Neue Marktteilnehmer

– Crowd-Sourcing-Projekte

– Venture Capital Investoren

springen auf (in USA)

– Fortschritte bei

Fertigungsprozessen

– Wearables Hype

– Analystenprognosen für

Milliardenmärkte

Schwächen von Smart Textiles / Wearable Electronics

Aber auch …

– Aus Prototypen werden oft keine Produkte

– Nur wenige Smart Textile Produkte auf dem

Markt sichtbar

– Kleine Serien

– Langer Vorlauf

– Manche Produkte funktionieren nicht

– Insolvenzen von Technologie-Partnern

Warum dauert das so lange?

Warum ist das so schwierig?

Komplexität durch Drei Welten

Barrieren

– Komplexität

• Applikation

• Textil

• Elektronik

– Entwicklungszeit und -kosten

– Übergang Entwicklung > Produktion

– Produktionstechnik

• Kontaktierung

• Integration

– Produktionsmengen

– Kosten

– Vertriebskanäle

– Legale und bürokratische Anforderungen

Material

Fiber

Fabric

Cut & Sew

Fabrics & Trims

Product

Mechanics &

Connectivity

System

Integration

Electronic

Components

Application

Komplexität Reduzieren

Erfolg durch

– Wissen über

• Applikation

• Textil

• Elektronik

– Passendes Geschäftsmodell

• Vertikal vs. Horizontal

• Wer sind die Kunden?

– Gute und klare Prozesse

• Systementwicklung

• Prozessentwicklung

– Nutzung wiederverwendbarer

Komponenten (Meta-Produkte)

– Verläßliche Partner und Netzwerke

Material

Fiber

Fabric

Cut & Sew

Fabrics & Trims

Product

Mechanics &

Connectivity

System

Integration

Product

Integration

Electronic

Components

Application

Einführungs-Workshop: Wissenstransfer

Falls die Technologie neu

ist für die Organisation

Schneller Zugang zu

Wearable Electronics

Wissen und Umsetzungs-

erfahrung

Machbarkeitsstudie: Die richtige Wahl

Wenn neue Komponenten

oder Integrationstechniken

entwickelt / angewendet

werden sollen

Falls Projekte gescheitert

sind oder Kostenrahmen /

Kundenanforderungen nicht

erfüllt wurden

Wenn genug Wearables

Electronics Erfahrung

vorhanden ist

Falls die Lösung mit

eigenen Mitarbeitern

entworfen und umgesetzt

werden soll

Komponenten- oder Produktkauf

Wenn neue Funktionen

oder Komponenten in

eigene Lösungen integriert

werden sollen

Komponenten und

Produktionsmethoden sind

verfügbar und stabil

Projekt für Kundenspezifische Lösungen

Auswahl und

Transparenz

Wissen und

Vorbereitung

Solide

Umsetzung

Stabile

Komponenten

Wege zu erfolgreichen Projekten

Systementwicklung: Vom Konzept zur Produktion

Konzept

Anforderungen V0: Performance, Funktion, Kosten, Menge, Qualität

Systemkonzept und Optionen definieren

Hauptrisiken analysieren

Demonstratoren bauen und testen

Anforderung def.

Lösungs-Spez.

Demonstratoren

Entwicklung

Anforderung V1.0

Lösungs-Spez.

Testergebnisse

Systemkompo-nenten spez.

Systemintegration und Test

Prototypen bauen und testen

Anforderung V1.1 definieren

System-Spez.

Prototypen

Vorserie

Anforderung V1.1

System-Spez.

Testergebnisse

Systemkomponen-ten optimieren

Integration und Bau Testsysteme

Vorserie fertigen

Durchführen Feldtest, letze Änderungen spez.

Vorserie

Feldtest-Ergebnis

Produktion

System-Spez. final

Testergebnisse QM und Feldtests

Umsetzen der letzen Änderungen

Integration und Bau Testsysteme

Zertifizierung

Fertigung und Dokumentation

Zertifizierung

Systeme & Dok.

Phase

Input

Ak

tivit

äte

n

Ergebnis

Anforderungen, Änderungs- und Qualitäts-Management

Herausforderungen für Textilproduzenten

Die Entwicklung von neuen (Rolle-

zu-Rolle) Produktionsprozessen

erfordert Zeit und Geld – so manche

Marktteilnehmer haben das nicht

geschafft

Kostenüberlegungen betreffen die

gesamte Wertschöpfungskette

– Materialkosten

– Produktionskosten

– Konfektion und Kontaktierung

– Integration

Positive Beispiele

– (Schmalband-) Weber, z.B. AMOHR

– Sticker, z.B. Forster Rohner

Produktion – Konfektionierung von Komponenten

Produktionsprozesse, Werkzeuge, Tests und Logistik

Elektronik-Bestückung, Montage und Textile Verarbeitung müssen Hand-in-

Hand gehen

Übergreifende Produktion und Werkzeuge

Qualitätsmaßnahmen, z.B. ESD Schutz bei der textilen Verarbeitung

Fokus auf Verbindungstechnik und Energieversorgung

Bei Smart Textiles steht und fällt alles mit der Verbindungstechnik

Nichts geht ohne elektrische Energie – Batterien sind (fast) unersetzlich

Bewährte Materialien, Komponenten und Prozesse bilden eine gute Basis für

“the rubber to meet the road”

Meta-Produkte in der Praxis

Gesticktes Heizpad optimiert für

die Serienproduktion

Großes Kostensenkungspotential

bei hohen Stückzahlen

Konfektionierbar in verschiedenen

Varianten

– Heizelement kompakt mit kurzer oder

langer Zuleitung

– Heizelement mit kurzer Verbindung

z.B. als Nierenheizelement

– Heizelement mit langer Verbindung

z.B. als Taschenheizung

Verwendbar mit Standard USB

Stromversorgung 5V/2A

– Anwender kann Stromversorgung

selber entscheiden und kaufen

Serienprodukte gibt es – Beispiele aus mehr als 100 Projekten

Zusammenfassung und Ausblick

Die Serienproduktion von Smart Textiles / Wearable Electronics benötigen

multidisziplinäre Technologie- und Industrialisierungskompetenzen und

-erfahrungen

Die wesentlichen technischen Herausforderungen liegen in der

Stromversorgung sowie der Produktions- und Verbindungstechnik

Metaprodukte und Plattformkomponenten ermöglichen kosteneffiziente

Serienproduktionen.

Mittel- bis langfristig erwarten wir erhöhten Bedarf an textilintegrierten

multiplen Sensoren für Applikationen in Sport, Medizin und Arbeitsschutz

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Interactive Wear AG

Petersbrunner Str. 3

D-82319 Starnberg / München

www.interactive-wear.com

Tel: 08151-55506-0

Fax: 08151-55506-60

info@interactive-wear.com