TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Potential und Chancen der Mikrosystemtechnik am Beispiel von Mikrorelais

Brandt, Isabell :
Potential und Chancen der Mikrosystemtechnik am Beispiel von Mikrorelais.
Technische Universität Darmstadt
[Haus-, Projekt- oder Studienarbeit], (2010)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zusammenfassung:

Die zunehmende Miniaturisierung von Relais macht den Einsatz neuer Technologien erforderlich. Die Verfahren der Mikrosystemtechnik sind eine theoretisch vorhandene Alternative zu bisherigen Methoden der Feinwerktechnik. Die praktische Realisierung von Mikrosystemen ist bisher auf vergleichsweise wenige Anwendungen beschränkt. Die Gründe können unterschiedlich sein. Kein Bedarf auf dem Markt oder zu hohe Produktionskosten für das Unternehmen im Vergleich zum erwarteten Marktertrag sind nur zwei mögliche Ursachen.

Der Produktlebenszyklus beginnt mit dem Produktfindungs- und Produktrealisierungsprozess im Unternehmen. Da Produkte der Mikrosystemtechnik auf dem Markt kaum vorhanden sind, können die Gründe dafür innerhalb des Unternehmens liegen. Zu hohe Produktionskosten können für die Unternehmen ein Grund sein, sich gegen eine Großproduktion des Produktes zu entscheiden. Ob dieses Ausscheidungskriterium für die Anwendung der Mikrosystemtechnik relevant ist, wird anhand eines Kostenvergleiches von drei Produktionsprozessauswertungen untersucht. Gegenstand der Untersuchung sind im Einzelnen

• ein elektromechanisches Signalrelais der Serie IM von Tyco Electronics Axicom,

• ein 1997 von Siemens entwickeltes elektrostatisches Mikrorelais und

• das aktuell am Institut für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) gefertigte elektrothermische Mikrorelais.

Die zentrale Frage ist dabei, ob ein Mikrorelais mit einem feinmechanischen Relais auf Kostenebene gleichwertig oder sogar vorteilhafter ist und die Mikrosystemtechnik damit Potential für den vermehrten Einsatz bei der Relaisherstellung besitzt. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des EMK-Mikrorelais. Der Produktionsprozess wird detailiert mit allen Prozess-Zeiten, Materialien und Fertigungsanlagen erfasst und auf eine Großproduktion hochskaliert. Die Daten des Siemens-Mikrorelais werden an die wirtschaftlichen Entwicklungen von 1997 bis 2009 angepasst. Darunter fällt unter anderem die Umstellung auf den Euro und eine jährliche Inflationsrate. Die Kosten für das IM-Signalrelais von Tyco werden über die Informationen aus einem persönlichen Interview mit Dr. Werner Johler (Direktor von Tyco Axicom, Schweiz) abgeschätzt. Durch allgemeine Methoden der Kostenberechnung werden die Produktionsprozesse der Relais auf der Ebene eines vergleichbaren Industrieniveaus hinsichtlich ihrer Herstellkosten miteinander verglichen. Ergänzt wird der Kostenvergleich durch die Übernahme einiger der in den Entwicklungsunterlagen des Siemens-Mikrorelais getroffenen Annahmen.

Als Ergebnis des Kostenvergleiches ergeben sich folgende Stückkosten der Vergleichsrelais bei einer Produktion von 164 Mio. Relais:

Tabelle 1: Stückkosten der Vergleichsrelais bei einer Produktion von 164 Mio. Relais

..............................Siemens.....EMK..........Tyco

* Materialkosten:.....3,6 Cent....11,3 Cent....16,0 Cent

* Fertigungskosten:.. 2,7 Cent.....9,6 Cent....13,6 Cent

* Personalkosten:.....3,2 Cent.....3,3 Cent.....4,2 Cent

* Stückkosten:....... 9,5 Cent....24,2 Cent....33,8 Cent

Aus diesem Ergebnis der Kostenbetrachtung lässt sich ein Potential der Mikrosystemtechnik ableiten. Bei einer jährlichen Produktion von 164 Mio. Signalrelais können die Kosten für Material, Fertigung und Personal mit denen von herkömmlichen Relais konkurrieren. Dieser Eindruck wird durch die Ergebnisse aus Unternehmensbefragung in Form von selbst entwickelten und erstellten Fragebögen zur Mikrosystemtechnik unterstützt.

Bemängelt wird jedoch die fehlende Kommunikation über Forschungs- und Entwicklungsinformationen von Unternehmen im Mikrosystemtechniksektor untereinander. Die daraus resultierende mangelnde Routine in der Anwendung der Mikrosystemtechnologie erhöht die Herstellungskosten. Dies kann häufig zum Ausschluss einer Großproduktion führen und die fehlende Präsenz von Mikrosystemen zur Folge haben.

Typ des Eintrags: Haus-, Projekt- oder Studienarbeit
Erschienen: 2010
Autor(en): Brandt, Isabell
Titel: Potential und Chancen der Mikrosystemtechnik am Beispiel von Mikrorelais
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Zusammenfassung:

Die zunehmende Miniaturisierung von Relais macht den Einsatz neuer Technologien erforderlich. Die Verfahren der Mikrosystemtechnik sind eine theoretisch vorhandene Alternative zu bisherigen Methoden der Feinwerktechnik. Die praktische Realisierung von Mikrosystemen ist bisher auf vergleichsweise wenige Anwendungen beschränkt. Die Gründe können unterschiedlich sein. Kein Bedarf auf dem Markt oder zu hohe Produktionskosten für das Unternehmen im Vergleich zum erwarteten Marktertrag sind nur zwei mögliche Ursachen.

Der Produktlebenszyklus beginnt mit dem Produktfindungs- und Produktrealisierungsprozess im Unternehmen. Da Produkte der Mikrosystemtechnik auf dem Markt kaum vorhanden sind, können die Gründe dafür innerhalb des Unternehmens liegen. Zu hohe Produktionskosten können für die Unternehmen ein Grund sein, sich gegen eine Großproduktion des Produktes zu entscheiden. Ob dieses Ausscheidungskriterium für die Anwendung der Mikrosystemtechnik relevant ist, wird anhand eines Kostenvergleiches von drei Produktionsprozessauswertungen untersucht. Gegenstand der Untersuchung sind im Einzelnen

• ein elektromechanisches Signalrelais der Serie IM von Tyco Electronics Axicom,

• ein 1997 von Siemens entwickeltes elektrostatisches Mikrorelais und

• das aktuell am Institut für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) gefertigte elektrothermische Mikrorelais.

Die zentrale Frage ist dabei, ob ein Mikrorelais mit einem feinmechanischen Relais auf Kostenebene gleichwertig oder sogar vorteilhafter ist und die Mikrosystemtechnik damit Potential für den vermehrten Einsatz bei der Relaisherstellung besitzt. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des EMK-Mikrorelais. Der Produktionsprozess wird detailiert mit allen Prozess-Zeiten, Materialien und Fertigungsanlagen erfasst und auf eine Großproduktion hochskaliert. Die Daten des Siemens-Mikrorelais werden an die wirtschaftlichen Entwicklungen von 1997 bis 2009 angepasst. Darunter fällt unter anderem die Umstellung auf den Euro und eine jährliche Inflationsrate. Die Kosten für das IM-Signalrelais von Tyco werden über die Informationen aus einem persönlichen Interview mit Dr. Werner Johler (Direktor von Tyco Axicom, Schweiz) abgeschätzt. Durch allgemeine Methoden der Kostenberechnung werden die Produktionsprozesse der Relais auf der Ebene eines vergleichbaren Industrieniveaus hinsichtlich ihrer Herstellkosten miteinander verglichen. Ergänzt wird der Kostenvergleich durch die Übernahme einiger der in den Entwicklungsunterlagen des Siemens-Mikrorelais getroffenen Annahmen.

Als Ergebnis des Kostenvergleiches ergeben sich folgende Stückkosten der Vergleichsrelais bei einer Produktion von 164 Mio. Relais:

Tabelle 1: Stückkosten der Vergleichsrelais bei einer Produktion von 164 Mio. Relais

..............................Siemens.....EMK..........Tyco

* Materialkosten:.....3,6 Cent....11,3 Cent....16,0 Cent

* Fertigungskosten:.. 2,7 Cent.....9,6 Cent....13,6 Cent

* Personalkosten:.....3,2 Cent.....3,3 Cent.....4,2 Cent

* Stückkosten:....... 9,5 Cent....24,2 Cent....33,8 Cent

Aus diesem Ergebnis der Kostenbetrachtung lässt sich ein Potential der Mikrosystemtechnik ableiten. Bei einer jährlichen Produktion von 164 Mio. Signalrelais können die Kosten für Material, Fertigung und Personal mit denen von herkömmlichen Relais konkurrieren. Dieser Eindruck wird durch die Ergebnisse aus Unternehmensbefragung in Form von selbst entwickelten und erstellten Fragebögen zur Mikrosystemtechnik unterstützt.

Bemängelt wird jedoch die fehlende Kommunikation über Forschungs- und Entwicklungsinformationen von Unternehmen im Mikrosystemtechniksektor untereinander. Die daraus resultierende mangelnde Routine in der Anwendung der Mikrosystemtechnologie erhöht die Herstellungskosten. Dies kann häufig zum Ausschluss einer Großproduktion führen und die fehlende Präsenz von Mikrosystemen zur Folge haben.

Freie Schlagworte: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Aktor elektrothermisch, Herstellkosten, Marktanalyse Mikrosysteme, Mikrorelais
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme
Hinterlegungsdatum: 05 Sep 2011 14:05
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1732

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 01-10-2009

Ende Datum: 09-04-2010

Querverweis: keiner

Studiengang: Wirtschaftsingenieur Elektrotechnik und Informationstechnik (WI-ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Dipl. (WiET)

ID-Nummer: 17/24 EMKS 1732
Gutachter / Prüfer: Staab, Dipl.-Ing. Matthias ; Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
Verwandte URLs:
Export:

Optionen (nur für Redakteure)

Eintrag anzeigen Eintrag anzeigen