Nico Knoll

• Die manuelle Handhabung großformatiger Chip-Packages (60 mm x 60 mm) bei Infineon verursacht Stillstandszeiten von bis zu 54 Minuten je Los (300 Stück) und bindet Laborpersonal in repetitiven Aufgaben. Unter strengen Restriktionen (Budget ≤ 15 000 €, Portalhöhe 140 mm, Footprint 900 mm x 1 100 mm) fehlt bislang eine systematische Auswahlmethodik. Diese Arbeit kombiniert morphologische Analyse und Cross-Consistency Assessment und verdichtet 3 888 theoretische Konfigurationen zu vier tragfähigen Grundkonzepten. Simple Additive Weighting identifiziert ein Multi-Magazin-Liftsystem als bestbewertete Lösung. Die Validierung erfolgt über einen Lean-Digital-Twin in einer Software-in-the-Loop-Umgebung (CODESYS, Machines Simulator Suite, OPC-UA-Kopplung) mit 13 Testfällen über 90 Minuten. Die CAD-Kollisionsprüfung weist keine geometrischen Kollisionen im CAD-Modell (0 mm³) auf. Die Ergebnisse zeigen, dass die Positioniergenauigkeit sicher eingehalten wird (0,2 mm bei geforderten 0,4 mm). Die Lösung ist innerhalb des Budgetrahmens realisierbar und erfordert lediglich rund 51 % der Budgetobergrenze von 15 000 €. Zudem reduziert sie manuelle, repetitive Tätigkeiten sowie losbedingte Stillstandsanteile. Die daraus resultierenden monetären Einsparungen fallen aufgrund des betrachteten Mengengerüsts moderat aus und führen zu einer mehrjährigen Amortisation. Der zentrale Beitrag der Arbeit ist eine übertragbare Methodik zur systematischen Konzeptauswahl für ressourcenrestriktive Laborautomatisierung in der Halbleiterindustrie. Limitationen ergeben sich aus der Datenbasis: Die Legezeit basiert auf einer Pilotmessung im Labor, und Shopfloor-Einflüsse wurden über konservative Zuschlagsfaktoren modelliert, jedoch nicht feldvalidiert.
• Manual handling of large-format chip packages (60 mm x 60 mm) at Infineon causes downtimes of up to 54 min per lot (300 units) and ties up laboratory staff in repetitive tasks. Under strict constraints (budget ≤€15 000, portal height 140 mm, footprint 900 mm x 1 100 mm), a systematic selection methodology has so far been lacking. This thesis combines morphological analysis and Cross-Consistency Assessment to reduce 3 888 theoretical configurations to four viable basic concepts. Simple Additive Weighting identifies a multi-magazine lift system as the best-rated solution. Validation is performed using a lean digital twin in a software-in-the-loop environment (CODESYS, Machines Simulator Suite, OPC UA coupling) with 13 test cases over 90 min. CAD-based collision checking indicates no geometric interference. The results show that the positioning accuracy requirement is reliably met (0.2 mm achieved versus 0.4 mm required). The solution is feasible within the budget framework and requires only about 51% of the €15,000 budget ceiling. In addition, it reduces manual, repetitive tasks as well as lot-related downtime. The resulting monetary savings are moderate for the considered production volume and lead to a multi-year payback. The central contribution of this thesis is a transferable methodology for systematic concept selection for resource-restricted laboratory automation in the semiconductor industry. Limitations arise from the data basis: the placement time is based on a pilot measurement in the laboratory, and shopfloor influences were modeled using conservative allowance factors, but were not field-validated.