Auswahl eines Produktionsverfahrens für ein hochinnovatives Produkt aus dem Bereich der Mikrotechnik

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

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.