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