Simulationsbaukasten für die Halbleiter- und Flachbildschirmfertigung : ein Beitrag zur wirtschaftlichen Planung, Auslegung und Optimierung automatisierter Materialflusssysteme

Abstract

Die vorliegende Arbeit leistet einen grundlegenden Beitrag für die wirtschaftliche Planung, Auslegung und Optimierung automatisierter Materialflusssysteme in der Halbleiter- und Flachbildschirmfertigung. Die Zielsetzung der Promotion war die Entwicklung eines Simulationsbaukastens, mit dem aussagefähige Ergebnisse für eine wirtschaftliche Planung, Auslegung und Optimierung automatisierter Transport-, Speicher- und Handhabungssysteme unter Berücksichtigung der vorgegebenen Zielkriterien und der speziellen Fertigungsbedingungen schnell und detailliert ermittelt werden können. Der Simulationsbaukasten wurde auf der Basis der entwickelten Ablaufstrukturen realisiert. Durch die Definition einer realitätsgetreuen Modellfabrik und die Nutzung des Simulationsbaukastens als Experimentierplattform konnten unterschiedliche Szenarien zur Optimierung automatisierter Materialflusssysteme simuliert und die erzielten Ergebnisse ausgewertet werden. Zum Nachweis der Anwendbarkeit wurde der entwickelte Simulationsbaukasten bei der Planung, Auslegung und Optimierung der automatisierten Materialflusssysteme in einer Halbleiterfertigung eingesetzt und seine Leistungs- und Funktionsfähigkeit nachgewiesen. Die Anwendung der durchgeführten Leistungsbewertungen sowie der entwickelten Lösungskonzepte und Leitlinien ermöglichten die wirtschaftliche und bedarfsentsprechende Planung und Auslegung der automatisierten Transport-, Speicher- und Handhabungssysteme. Anhand der entwickelten Strategien wurden die automatisierten Materialflusssysteme optimiert und die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems und der einzelnen Teilsysteme aufeinander abgestimmt. Der entwickelte Simulationsbaukasten leistet in Verbindung mit den durchgeführten Leistungsbewertungen, den entwickelten Lösungskonzepten sowie den abgeleiteten Leitlinien und Optimierungsstrategien einen unverzichtbaren Beitrag für die wirtschaftliche und bedarfsentsprechende Automatisierung der Materialflusssysteme in der Halbleiter- und Flachbildschirmfertigung.

This paper makes a fundamental contribution towards the cost-efficient planning, layout and optimization of automated material flows in semiconductor and flat screen manufacturing. The aim of this thesis was to develop a simulation kit to obtain fast, detailed, sound results to perform these tasks and to take pre-set target criteria and specific production conditions into account at the same time. The simulation kit has been realized based on the sequence structures developed. By defining a near-real model factory and by using the simulation kit as a platform for experiments, it was possible to simulate various scenarios to optimize automated material flow systems and to analyze the results obtained. To prove the usability of the simulation kit developed for planning, laying out and optimizing automated material flow systems, it was implemented in a semiconductor factory and tested for its efficiency and functional ability. By incorporating the evaluations of efficiency and the solution concepts and guidelines developed, it was possible to plan and lay out transportation, stocker and handling systems. Based on the strategies developed, automated material flow systems were optimized and the functional abilities of the overall system and of separate subsystems were aligned with one another. Together with the efficiency assessments carried out, the solution concepts developed and the guidelines and optimization strategies derived from these, the newly-developed simulation kit makes an indispensable contribution towards the cost-efficient and requirement-orientated automation of material flow systems in semiconductor and flat screen manufacturing.