In dieser Diplomarbeit werden im Rahmen eines internationalen Projektes Prozesse, Kosten und Alternativen von Produktionsverfahren für ein mikrotechnisches Produkt erarbeitet, evaluiert und ökonomisch abgewägt.
Ausgangspunkt ist eine Produktinnovation aus dem Bereich der Mikrotechnik mit dem Namen Nanopage, für die ein optimal an deren Anforderungen angepasstes Produktionssystem entwickelt werden soll.
Die zu behandelnde Problematik dieser Diplomarbeit besteht darin, schon während der ersten Phasen der Produktentwicklung im Laborstadium der Produktinnovation Produktionsmethoden zu analysieren und geeignete Fertigungsverfahren schrittweise zu generieren. Denn durch die frühzeitige Einbindung der Produktions-Gestaltung in den Entwicklungsprozess eröffnen sich etliche Einsparungs-Potentiale in Form von Kosten, Zeit und Aufwand.
Nachdem das Produktdesign definiert wurde, gilt es geeignete Bearbeitungs- oder Handhabungsmethoden für alle in der Produkt-Architektur befindlichen Elemente zu erarbeiten. Dabei sollen alle Aspekte der technischen Anforderungen wie zum Beispiel der Reinraum-Produktion berücksichtigt werden.
Daraus soll ein gesamtheitliches Produktionsverfahren entstehen, welches bestmöglich an die Anforderungen der Produktinnovation angepasst wurde.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Das Thema und die Struktur der Diplomarbeit:
1.2 Die Fraunhofer Gesellschaft:
1.3 Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
2 Das Produkt Nanopage
2.1 Einleitung in die Produktentwicklung
2.1.1 Produktinnovationsmanagement
2.1.2 Innovations- und Technologiemanagement
2.1.3 Produktinnovation
2.1.4 Produktinnovationsprozess
2.1.5 Der Produktentstehungsprozess:
2.2 Entwicklungs-Kollaborationen
2.3 Das Projekt Nanopage
2.4 The Work Package 6 – Aufgabendefinition IPA
2.4.1 Wirtschaftlichkeitsanalyse
2.4.2 Material-Management
2.4.3 Reinraum Technologie
2.4.4 Werkzeug Anforderungen
2.5 The Marketscreening4 – Stand der Technologien
2.5.1 CRT – Kathodenstrahlröhren-Monitor
2.5.2 LCD - Liquid Crystal Display
2.5.3 Plasma - PDP (Plasma Display Panel Technology)
2.5.4 OLED Technologie (Organic Light Emitting Diode)
2.5.5 LED – Licht emittierende Diode
2.5.6 SED Technologie (Surface- conduct electronemitter display)
2.5.7 Zusammenfassung der alternativen Darstellungs-Techniken
2.6 Die Nanopage - Das Produkt
2.6.1 Funktionsweise der Carbon Nanoröhrchen
2.6.2 Funktionsweise der Nanopage
3 Die Technischen Anforderungen an das Produktionsverfahren
3.1 Einleitung
3.2 Mikro- und Nanotechnologie
3.3 Reinraumtechnik
3.3.1 Integrales Reinheitssystem:
3.3.2 Anwendung der Reinraumtechnik im Projekt
3.4 Vorgehensweise bei der Gestaltung eines Reinraumsystems
4 Das Produktionsverfahren
Step 1 und 2 Zergliederung der Produktstruktur
Step 3 Technische Anforderungen des Produktes
Step 4 Auswahl der Prozesse / Geräte
Step 5 Vorgaben der Wirtschaftlichkeit
Step 6 Feasibility-Study - Machbarkeitsstudie
Step 7 Umsetzung und Definition verschiedener Zonen
Step 8 Space Management
Step 9 Gebäudestruktur und Design
Steps 10, 11 und 12 Produktionsanlauf und Inbetriebnahme
5 Die Wirtschaftlichkeits-Analyse
5.1 Kostenvorgaben der Projektleitung
5.2 Life-Cycle Costing
6 Zusammenfassung
6.1 Zusammenfassung und Zukunftsprognose
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Evaluation von Produktionsverfahren für das hoch innovative mikrotechnische Produkt „Nanopage“. Dabei steht die Forschungsfrage im Mittelpunkt, wie ein adaptives Produktionssystem bereits im frühen Laborstadium konzipiert werden kann, um Wirtschaftlichkeit, Reinraumanforderungen und optimale Prozessabläufe miteinander zu vereinen.
- Analyse und Strukturierung von Produktinnovationen in der Mikrotechnik.
- Untersuchung von Reinraumtechnik und deren Anwendung in komplexen Fertigungsprozessen.
- Entwicklung einer methodischen Vorgehensweise zur Gestaltung anpassungsfähiger Produktionssysteme.
- Durchführung einer fundierten Wirtschaftlichkeitsanalyse mittels Maschinenstundensatzrechnung und Life-Cycle-Costing.
- Vergleichendes Marketscreening aktueller Display-Technologien wie CRT, LCD, Plasma und OLED.
Auszug aus dem Buch
2.1.2 Innovations- und Technologiemanagement
Innovations- und Technologiemanagement sind moderne Ansätze zur Unternehmensführung. Hinsichtlich der in der Einleitung bereits angesprochenen immer stärker werdenden Herausforderungen an das Management, wird es immer wichtiger, die richtigen Entscheidungen in der Entwicklungs-Strategie der Unternehmen zu treffen. Das Innovations- und Technologiemanagement durchdringt ein Unternehmen in all seinen Facetten und begleitet es insbesondere über die gesamte Prozesskette - von der Idee bis hin zum erfolgreichen Produkt am Markt.
Mit Hilfe neuer Produkte sichern sich Unternehmen heutzutage lebenswichtige 30% ihres Umsatz- und Gewinnzuwachses, sowie ein ausgewogenes und für die Zukunft abgesichertes Produktportfolio zur Absicherung der Existenz [KBR 1996]. Generell sollte das Innovationsmanagement mit der systematischen Ideenfindung beginnen, die sich keineswegs auf eine „innovative“ Fortschreibung des bestehenden Produktportfolios beschränkt. Hier sind auch gerade im ersten Moment gewagte Visionen und Ideen gefragt, die zusammen mit nahe liegenden Produkt oder Fertigungsinnovationen den immer erneut zu bewertenden Vorrat an Potentialen und Optionen anreichern. Diese Visionen und Ideen gilt es hinsichtlich Marktrelevanz, Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und weiteren Parameter zu bewerten, um eine abgesicherte Auswahl treffen zu können [DIS 2003].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Themenstellung der Diplomarbeit und Vorstellung des Fraunhofer Instituts IPA.
2 Das Produkt Nanopage: Analyse der theoretischen Grundlagen von Produktentwicklung und Innovationsmanagement sowie detailliertes Screening bestehender Display-Technologien.
3 Die technischen Anforderungen an das Produktionsverfahren: Darlegung der Herausforderungen durch Mikro- und Nanotechnologie sowie der notwendigen Reinraumstrategien für sensible Fertigungsprozesse.
4 Das Produktionsverfahren: Beschreibung der entwickelten methodischen Vorgehensweise für ein adaptives Produktionssystem, illustriert anhand exemplarischer Prozessschritte.
5 Die Wirtschaftlichkeits-Analyse: Darstellung der Kosten-Nutzen-Betrachtungen mittels Maschinenstundensatzrechnung und Methoden des Life-Cycle-Costing für die Anlagenplanung.
6 Zusammenfassung: Resümee der Ergebnisse, Zukunftsprognose für das Produkt Nanopage und abschließende Danksagung.
Schlüsselwörter
Nanopage, Mikrotechnik, Produktinnovation, Reinraumtechnik, Produktionssystem, Innovationsmanagement, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Technologiemanagement, Fertigungsverfahren, Reinheitsmanagement, Displaytechnologie, Prozessoptimierung, Maschinenstundensatzrechnung, Simultaneous Engineering, Fabrikplanung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Herausforderung, für ein hoch innovatives mikrotechnisches Produkt, die "Nanopage", ein effizientes und wirtschaftliches Produktionssystem zu entwerfen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Schwerpunkte liegen auf dem Innovations- und Technologiemanagement, der Anwendung von Reinraumtechnik in der Produktion sowie der methodischen Fabrikplanung für mikro- und nanotechnologische Erzeugnisse.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Das Ziel ist die Erarbeitung einer methodischen Vorgehensweise, mit der ein adaptives Produktionssystem bereits während des frühen Laborstadiums einer Produktentwicklung optimal geplant werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird für die Planung verwendet?
Der Autor nutzt einen in "Steps" gegliederten iterativen Prozessansatz, der von der Zergliederung der Produktstruktur über die technische Anforderungsanalyse bis hin zur Maschinenstundensatzrechnung reicht.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Analyse der Produktarchitektur, das detaillierte Marketscreening für Display-Technologien sowie die systematische Auswahl von Prozessgeräten und deren wirtschaftliche Bewertung.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind "Nanopage", "Reinraumtechnik", "Innovationsmanagement" und "Produktionssystemgestaltung".
Warum ist die Integration der Produktionsplanung so früh im Entwicklungsprozess wichtig?
Durch die frühzeitige Einbindung lassen sich kostspielige Anpassungen des Produkts an die Fertigung vermeiden, da das Design bereits fertigungsgerecht gestaltet werden kann, was wiederum Zeit und Kosten spart.
Welche spezifische Rolle spielt die Reinraumtechnik bei der Nanopage?
Die Reinraumtechnik ist entscheidend, um Partikelkontaminationen zu minimieren, die bei mikrotechnischen Bauteilen wie der Nanopage unmittelbar zu Ausschuss oder Funktionsverlust führen würden.
Zu welchem Ergebnis kommt die Wirtschaftlichkeitsanalyse der Reinigungsverfahren?
Für den beispielhaft untersuchten Prozess der Linsenreinigung hat sich die Ultraschall-Reinigungsanlage als wirtschaftlichere Methode im Vergleich zur konventionellen Tauch-Reinigung herausgestellt.
- Quote paper
- Dipl.-Wirtschafts-Ing. Tilman Bauer (Author), 2005, Auswahl eines Produktionsverfahrens für ein hochinnovatives Produkt aus dem Bereich der Mikrotechnik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/48743
