DTIM 2012 Pioneering Technologies - Kai Numssen --Abgabeversion

PIONEERING
TECHNOLOGIES
AUS DER WISSENSCHAFT
IN DIE PRODUKT- UND
TECHNOLOGIEINNOVATION

DR. KAI NUMSSEN – SPINNER GMBH

Disruptive Technologies & Innovation Minds – 18./19. Juni 2012 – Berlin Dr. Kai Numssen | SPINNER GmbH

SPINNER GROUP:
HIGH FREQUENCY PERFORMANCE WORLDWIDE

 SPINNER – Hochfrequenztechnik weltweit
 Märkte und Produktportfolios:
 Mobilfunk
 Rundfunk
 Radar- & Satellitensysteme
 Industrie & Wissenschaft
 Innovative Hochfrequenztechnik
 SWS: SPINNER Wavelength Shrinking | Stretching


SPINNER Group

SPINNER – High Frequency Performance Worldwide

SPINNER Produktionsstätten SPINNER Geschäftsführung

 1946 München (Deutschland) Stephanie Spinner-König
– Hauptsitz –
Geschäftsführung seit 1990
 1966 Westerham (Deutschland) Firmenerfahrung seit 1975

 1991 Lauenstein (Deutschland) Katharina König
Geschäftsführung seit 2010
 1995 Szekszárd (Ungarn) Firmenerfahrung seit 2004
 1997 Atlanta (USA) SPINNER Vertriebsniederlassungen
SPINNER Vertretungen
 2000 Shanghai (China) SPINNER Produktionsstätten
 2010 São José dos Campos (Brasilien) 1300 Mitarbeiter weltweit


SPINNER Mobilfunk Portfolio

Passive Komponenten zwischen Basisstation und Antenne

 Steckverbinder (Marktführer mit Typ N
und 7-16, DIN) und Jumper Kabel

 Überspannungsableiter für alle relevanten
HF-Anwendungen

 Breitband-Verteiler und Koppler

 Vielfalt an Filtern, um Störungen zwischen
benachbarten Systemen vorzubeugen

 Innovative Diplexer, Triplexer und
Multiplexer für Innen- und Außenmontage
Lösungen für Kombinationen aller
Frequenzbänder zwischen
0 und 2690 MHz (LTE)


SPINNER Mobilfunk Portfolio

Zusammenschaltungs- und Verteilernetzwerke für Gebäude

MNCS® – Mobile Network Combining System


SPINNER Rundfunk Portfolio

Rundfunkkomponenten und -netzwerke

 Alle passiven Komponenten zwischen
Transmitter und Antenne

 Filter, Mehrsenderweichen
(z.B. UHF Manifold, CIB – „Constant
Impedance Balance”), Umschaltfelder,
Widerstände, Rohrleitungssysteme,
Schalter für analoge und digitale
Signalübertragung


SPINNER Radar & Satellite Portfolio

Komponenten für Radar & Satellitenkommunikation

 Koax- und Hohlleiter-Drehkupplungen für
mobile und stationäre Radar- und
Kommunikationssysteme

 Koax- und Hohlleiter-Komponenten für
Richtfunkanlagen, statische und mobile
Satcom- und CCTV-Systeme

 Optische Drehkupplungen (optische
Drehübertrager von 1 bis 21 Kanälen)

 Sende- und Empfangsantennen sowie
Speisekabel für Phased Array Antennen


SPINNER Industry & Science Portfolio

Von Messtechnikkomponenten bis High-Power-Netzwerken

 Breite Palette hochpräziser, passiver
Komponenten für Labore, Mess- und Prüf-
einrichtungen, Präzisionssteckverbinder,
Messadapter, Kalibrier-Kits
 Koaxkabel, Dämpfungsglieder und
Zubehör
 HF-Komponenten für MRI
 R14- und R32-Hohlleiter- sowie
6 1/8″- bis 14"-Rigid-Line-Komponenten
und -Netzwerke


SPINNER – Innovative Hochfrequenztechnik

SPINNER-Kernkompetenzen

Kerngeschäft:
qualitativ hochwertige und anspruchsvolle
Komponenten und Systeme der
Hochfrequenztechnik

Wettbewerbsdifferenzierung
durch Qualität und Performance
sowie engen Kundenkontakt für
beste Lösungsangebote Anspruch und Mission Statement:
SPINNER setzt Maßstäbe in der Hochfrequenztechnik

Aktive Beobachtung von
Marktentwicklungen Technische Kompetenz
und Trends der …
Kundenbedarfe Beherrschen
anspruchsvoller,
Innovation: überlegener Technologien
Langjährige Innovative Produkte
… Erfahrung …
und Leistungen Neue Technologien,
innovative HF-Konzepte


SPINNER – Innovative Hochfrequenztechnik

SPINNER Wavelength Shrinking | Stretching
f
-βc/2 +βc/2
Shrinking Passive RF Components
o The size of most RF components depend on the wavelength λ which is
usually determined by the operating frequency via λ = c/f
 SWS shrinks the wavelength at the given operating frequency thus
TEM allowing reduction of size

Dispersion stopband
Tailoring Dispersion Relations
Diagram o Conventional λ–dependent coaxial structures only work at a given
passband frequency and odd multiples of it owing to the rigorous relation between
frequency and wavelength
 SWS enables flexible dual-band use of a component as it allows
bending of the relation between frequency and wavelength
fop: operating
frequency Generating Pass Bands and Stop Bands
 SWS structures can be designed to support frequency selectivity as it
renders possible to generate pass bands and / or stop bands

λTEM=c/fop β=2/λ
Overcoming Thermal Limitations of Power Rating
λLH < λTEM → Wavelength shrinking o Insufficient heat transfer from inner to outer conductor owing to low
thermal conductivity of dielectrics restricts power handling capability of
rigid line components
lTEM  SWS strongly increases thermal coupling of inner and outer conductor

l LH Suspending Higher Order Mode Disturbance
o Cut-off frequencies of higher order modes (HOM) limit the usable
From 1D Metamaterials to SWS: frequency range
Pioneering technology enabling  SWS can create wide monomodal TEM bands above HOM cut-off
unprecedented novel capabilities frequencies by introducing band gaps disabling HOM propagation and
thus allowing "over-moded" operation w/o any HOM disturbance


PIONEERING TECHNOLOGIES:
AUS DER WISSENSCHAFT IN DIE PRODUKT- UND TECHNOLOGIEINNOVATION

 Strategische Verankerung, Suchfelder, Frühaufklärung neuer und
disruptiver Technologien
 Pionierpotenziale identifizieren und gezielt Innovationsimpulse
entwickeln
 Transformation vom Stand der Wissenschaft ins Anwendungsumfeld
und vom Proof of Principle zur praktischen Anwendung
 Harte und weiche Erfolgsfaktoren bei der Umsetzung von
Technology-Push-Innovationen
 Transfer @ SPINNER: Von Metamaterials zur
SPINNER Wavelength Shrinking | Stretching Technology


Pioneering Technologies

Technology Push vs. Demand Pull

Erkenntnis und Entwicklung der technischen Möglichkeiten
Verständnis der
Naturgesetze
Technologietrends (vgl. z.B. TRIZ-Entwicklungsgesetze)
Wissenschaftlicher und
technologischer Technologische Entwicklung
Fortschritt
Megatrends beeinflussen Technologieentw. Technische Entwicklung

Systemtechnologieentw.
gesellschaftliche
Umfeldfaktoren

im Anwendungs(um)feld
politische Technology Push
gesetzgeberische
ökonomische Innovation
ökologische Demand Pull
technologische Kundenwünsche, Nach-
Allg. Bedürfnisse frage im Marktsegment
Selbstverwirklichung Bedarfsentwicklung in den
Individualbedürfnisse Märkten, Markttrends
Sozialbedürfnisse
Megatrends
Sicherheitsbedürfnisse
Fundamentalbedürfnisse
Bedürfnispyramide nach Maslow
Entwicklung der Bedarfe



Technology Push vs. Demand Pull

Erkenntnis und Technology-Push-Innovation:
Warum Pioniertechnologien erarbeiten?Entwicklung der technischen Möglichkeiten
Verständnis der  Neue Technologie schafft
• Neue Technologie bietet die Chance, Lösungen zu lange bestehenden
Naturgesetze Möglichkeit, bislang unerfüllbare
Technologietrends (vgl. z.B. TRIZ-Entwicklungsgesetze)Bedarfe zu
Problemen und zur Erfüllung gewichtiger Bedarfe zu ermöglichen (bekannte oder latente)
Wissenschaftlicher und erster zu erarbeiten und zu beherrschen, eröffnet die decken
• Pioniertechnologie als
technologischer 
Technologische Entwicklung Chance auf radikale Innovation,
Chance auf einzigartige und nachhaltige (weil nicht akquirierbare)
Fortschritt die sogar neue Märkte entstehen
Wettbewerbsvorteile , Vorsprung beim Ausnutzen für verschiedene
Megatrends beeinflussen Technologieentw.
lassen kann
Technische Entwicklung
Bedarfe/Märkte, (Umkehrung: Unterlassungsrisiko!)
 Risiko, am
im Anwendungs(um)feld Bedarf vorbeizulaufen

Systemtechnologieentw.
gesellschaftliche
Umfeldfaktoren

• Oftpolitische sich bei der Erarbeitung von Technology-Push-Innovationen
erschließen
Technology Push
unerwartete, weil nicht von Beginn an absehbare, zusätzliche Möglichkeiten
gesetzgeberische
• Eigenes Pioniertechnologie-Know-how schafft Voraussetzung für Ideen zu
ökonomische Innovation
ökologische
Durchbruchsinnovationen, die typischerweise aus der Kombination von zwei Demand Pull
technologische
neuartigen Einfällen hervorgehen Demand-Pull-Innovation:
Kundenwünsche, Nach-
• Stärkung des Markennamens (auch wenn bestehende Technologie der frage im Marktsegment und Aufgreifen von
Allg. Bedürfnisse  Erkennen
Bedarfsentwicklung in (manifestem oder
Umsatzträger bleibt und nicht von der Pioniertechnologie verdrängt wird)
Selbstverwirklichung aktuellem den
Individualbedürfnisse
Aber zu beachten: Märkten, Markttrends oder künftig zu
latentem)
erwartendem Bedarf und Suche
Sozialbedürfnisse
• Risiko, dass Technologieentwicklung fehlschlägt od. zu wenig Potenzial bietet
Megatrends nach technischer Lösung dazu
Sicherheitsbedürfnisse
• Risiko, dass nicht genügend interessante Bedarfe gefundenen werden u. ggf.  Potenzial zumeist auf den
Fundamentalbedürfnisse keine gesellschaftliche bzw. Markt-Akzeptanz findet
dass die Technologie adressierten Bedarf beschränkt
Bedürfnispyramide nach Maslow
Entwicklung der Bedarfe  Innovationsvorsprung schwer
abzusichern


Strategische Verankerung: Kenntnis relevanter Bedarfe

Customer Centered Innovation Map | Outcome Driven Innovation
nach Anthony Ulwick | STRATEGYN
 Zweck: Tiefgründiges Verständnis der Bedarfe und Erfordernisse von Kunden erlangen
 Vorgehen:
 Erfassung der funktionalen Aufgabe (in allen Teilschritten), die aus Sicht des Kunden zu bewältigen ist,
sowie des gewünschten Ziels, wie die Aufgabe in ihren Teilschritten idealerweise ausgeführt werden sollte
 Bewertung der Wichtigkeit und des gegebenen Erfüllungsgrades der Aufgabe in allen Teilschritten
 Ergebnis: "Opportunity Landscape" als Wegweiser zu Innovationen und als Bewertungsmaßstab für Ideen
1
Erfüllungsgrad

Grundvoraussetzungen,
übererfüllt kaum Differenzierungs-
0,8 potenzial Kenntnis der „pain points“ der
Kunden und der wichtigen, unter-
0,6 erfüllten Bedarfe (in der Zukunft)
ist Voraussetzung,
Chancen für
0,4
nachhaltige und  um die erforderlichen „enabling
Durchbruchs- technologies“ rechtzeitig zu
0,2 Innovationen
bedarfsgerecht / entwickeln bzw.
angemessen bedient unterbedient
0
 um Technologien nach ihrem
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Potenzial zur Erfüllung dieser
Wichtigkeit Schlüsselbedürfnisse zu bewerten
 Unsere Ergänzung: "Commitment" abprüfen – wie viel eigenen Ressourcen-
einsatz ist dem Kunden eine Verbesserung wert?



Strategische Verankerung: Kenntnis relevanter Bedarfe

Customer Centered Innovation Map | Outcome Driven Innovation
nach Anthony Ulwick | STRATEGYN
Chancen-Matrix – nach Dr. Pero Mićić | Erfordernisse von Kunden erlangen
 Zweck: Tiefgründiges Verständnis der Bedarfe undFutureManagementGroup
 Vorgehen:
 Zweck: Gezielt Verknüpfungen herstellen zwischen Zukunftsfaktoren und den Gestaltungsfeldern,
 Erfassung der funktionalen Aufgabe (in allen Teilschritten), die aus Sicht des Kunden zu bewältigen ist,
um Chancen für das eigene Unternehmen zu erkennen
sowie des gewünschten Ziels, wie die Aufgabe in ihren Teilschritten idealerweise ausgeführt werden sollte
 Gestaltungsfelder sind die Aktionsmöglichkeiten in bestehenden und neuen Geschäftsfeldern
 Bewertung der Wichtigkeit und des gegebenen Erfüllungsgrades der Aufgabe in allen Teilschritten
 Zukunftsfaktoren sind treibende Kräfte zukünftiger Veränderungen
 Ergebnis: "Opportunity Landscape" als Wegweiser zu Innovationen und als Bewertungsmaßstab für Ideen
 Beispiel:
1
Erfüllungsgrad

Gestaltungsfelder
Grundvoraussetzungen,
übererfüllt kaum Differenzierungs-
Strategie, Ausrichtung

Zukunftsfaktoren
Lösungen, Produkte,

Lieferanten, Partner
Kenntnis der „pain points“ der
Leistungsangebote:

0,8
egatrends, Trends, potenzial
Zukunftsannahmen, Kunden und der wichtigen, unter-
Bezugsquellen:
Systemtechnologische Technologien
Fähigkeiten

Ressourcen
0,6 erfüllten Bedarfe (in der Zukunft)
Prozesse

Entwicklungen,
Systeme
Services
Märkte

Marktentwicklungen (z.B. aus ist Voraussetzung,
Branchenreports) etc. Chancen für

…
…
0,4
+ + ! nachhaltige und
? ?
 um die erforderlichen „enabling
Beschleunigung
Durchbruchs- technologies“ rechtzeitig zu
Komplexitätszunahme ? + + +! + Innovationen
+ !
0,2
Demografischer Wandel
bedarfsgerecht /
◊ ◊! ? entwickeln bzw.
angemessen bedient unterbedient
veränderte Marktstrukturen
0
+ ! ◊ + ? ?  um Technologien nach ihrem
Nachhaltigkeit
0 0,2 ◊0,4◊ ◊ 0,6? 0,8 ◊ ◊ 1 Potenzial zur Erfüllung dieser
Technologische Entwicklung + + +! + Wichtigkeit
+ ? Schlüsselbedürfnisse zu bewerten
 Unsere Ergänzung: "Commitment" abprüfen – wie viel eigenen Ressourcen-
Kostendruck ◊ ! + ! ◊ ? +! ?
einsatz ist dem Kunden eine Verbesserung wert?
...



Strategische Verankerung: Bewertung von Technologien | Kriterien

Technologiebedeutung bzw. Differenz zwischen
potenzieller und aktueller Technologiebedeutung Matrix-Darstellung zur Zuordnung von
Handlungsempfehlungen (Normstrategien)
• Anwendungsrelevanz (kommerzielle und
strategische Bedeutung der Produkte, bei denen
eine Technologie angewendet wird) und
• Beitrag der Technologie (Kern der

Technologiebedeutung
Produktfunktionalität / Unterstützung der → Kenntnis der Bedarfe an
Funktionalität / peripherer Beitrag) technologischer Erneuerung

Technologiegüte Wettbewerbsdifferenzial
und Eignung der
• Wettbewerbsdifferenzierungsrelevanz und Technologie gehen
• Eignung der Technologie (bzgl. Kosten, Qualität, speziell in die einzelnen
Matrixfelder ein
Ausschuss, Haltbarkeit, Produktperformance…)
Ressourcenstärke

Entwicklungspotenzial
Position im Technologie-Lebenszyklus (vgl. S-Kurven-
Analyse): Ressourcenstärke
• Schrittmachertechnologie (Entstehungsphase) Stärke der internen Kapazitäten bei der Anwendung
• Schlüsseltechnologie (Entwicklungsphase) der Technologie
• Basistechnologie (Reifephase) • in der Produktentwicklung
• Veraltende Technologie (Altersphase) • in der Produktion (Fertigung, Montage)



Strategische Verankerung: Bewertung von Technologien | Kriterien

Technologiebedeutung bzw. Differenz zwischen Handlungsempfehlungen zu den Bewertungen
potenzieller und aktueller Technologiebedeutung nach folgenden Leitgedanken:
• Anwendungsrelevanz (kommerzielle und
• Ressourcenstärke soll proportional zur Technologiebedeutung sein
strategische Bedeutung der Produkte, bei denen
• auf Technologien mit großem Entwicklungspotenzial setzen
eine Technologie angewendet wird) und • bei hohem Technologiebeitrag eigene Ressourcenstärke nötig, keine
• Beitrag der Technologie (Kern der externe Beschaffung
Produktfunktionalität / Unterstützung der • Wettbewerbsdifferenzial anstreben, Technologieeignung
Funktionalität / peripherer Beitrag) sicherstellen
• Technologie substituieren, bevor Wettbewerebsdifferenzial oder
Eignung negativ oder Technologie veraltet
Technologiegüte • Aufwand nur an den wichtigsten Stellen treiben, Ressourcen-
• Wettbewerbsdifferenzierungsrelevanz und verbrauch bei Pflege potenzialarmer Technologien vermeiden
• Eignung der Technologie (bzgl. Kosten, Qualität, • möglichst wenige Technologien mit möglichst großer Technologie-
Ausschuss, Haltbarkeit, Produktperformance…) bedeutung (und gutem Entwicklungspotenzial) anstreben

Entwicklungspotenzial
Position im Technologie-Lebenszyklus (vgl. S-Kurven-
Analyse): Ressourcenstärke
• Schrittmachertechnologie (Entstehungsphase) Stärke der internen Kapazitäten bei der Anwendung
• Schlüsseltechnologie (Entwicklungsphase) der Technologie
• Basistechnologie (Reifephase) • in der Produktentwicklung
• Veraltende Technologie (Altersphase) • in der Produktion (Fertigung, Montage)



Strategische Verankerung: Bewertung von Technologien | S-Kurven-Analyse

Technology Readiness Assessment S-Kurven-Analyse und Entwicklungspotenzial
Einstufung des Technologie-Reifegrads TRL in
der Entstehungs-/Entwicklungsphase zur  Zweck: Vorausschau auf den nächsten anstehenden Entwicklungsschritt und
Festlegung bzw. Abschätzung der Antizipation von Technologiesprüngen
Einsatzfähigkeit in Entwicklungsprojekten  Aktueller Stand auf der S-Kurve ist zu ermitteln z.B. anhand von Quantität und Qualität
TRL 9: Qualifiziertes System mit von Patenten, wissenschaftlichen Veröffentlichungen, zufließende Kapital- und
Nachweis des erfolgreichen Einsatzes Fördermittel, Entstehung von "Ökosystemen" um eine neue Technologie, Profitabilität...
TRL 8: Qualif. System mit Nachweis der
Ankündigung des Wechsel zur
Funktionstüchtigkeit im Einsatzbereich Leistungsfähigkeit der Technologie
…oder Koexistenz
Technologie- substituierenden
TRL 7: Prototypen-Demonstration im wechsels Technologie beider Technologie
Einsatz (1-5 Jahre)
TRL 6: Prototypen-Demonstration in
der relevanten Einsatzumgebung
Veralterung
TRL 5 Versuchsaufbau-Validierung in
der relevanten Einsatzumgebung Reife
TRL 4: Versuchsaufbau-Validierung im
Labor Wachstum
TRL 3: Nachweis der Funktionstüchtig-
keit des Technologiekonzepts (5-13 J.) Entstehung Scheiternde
Technologie-
TRL 2: Beschreibung des Konzepts / der
Alternative
Anwendung einer Technologie
TRL 1: Beobachtung und Beschreibung kumulierter Aufwand
des Grundprinzips (8-15 Jahre)


Strategische Verankerung: Darstellung der strategischen Frühaufklärung | Vorgehen

Technologie-
Informationen Transferier-
Thema Know-how Entwicklung Anwendung
beschaffen barkeit
erfassen erarbeiten zur Anwen- auf Produkte
(proaktiv) erkunden
dungsreife

Erfassen eines Gezielte Informa- Erkundung der Übertragung ins Entwicklung von Entwicklung von
Themas mit ersten tionsbeschaffung Übertragbarkeit des Anwendungsumfeld, anwendungsreifen Produkten auf Basis
Informationen und aus allen geeigne- Themas ins eigene Identifizierung der Technologie- der neuen
Beschreibungen, ten Quellen Anwendungsumfeld, Anwendungschan- Konzepten Technologie bzw.
Zuordnung auf dem (Konferenzen, Sondierung der cen und Heraus- („building blocks“) unter Verwendung
Zeitstrahl, Angabe Experten, Publika- grundsätzlichen arbeiten der zu für die Produkt- der „building
möglicher Ver- tionen…), interne Möglichkeit und adressierenden entwicklung blocks“
knüpfungen Bekanntmachung potenzieller Nutzen / Vorteile,
der Fokusthemen, Chancen Erkennen und
e2.0-Diskussions- Adressieren von
Ausrichten an foren Hemmnissen / zu
Bedarfen und überwindenden
Einschätzen bzw.
Erfordernissen, Schwierigkeiten
Bewerten
s.o.
und Priorisieren

Abnahme der Anzahl der fokussierten Themen



Strategische Verankerung: Darstellung der strategischen Frühaufklärung
Transferierbarkeit Anwendungsreife
Erfasste Themen aus
Links zu:
Technology Foresight Fokusthema Know-how-Erarbeitung Technologieentw.
Kurzdarstellung (als Exzerpt aus (Technologien zur
Produkterstellung)
gesammeltem Informationsmaterial)

e2.0-Diskussionsforen

Technology
Beispiel- Darstellung über der
(mitlaufenden) Zeitachse

hafte Dar-
schnitts-
themen

Market / Demand
Quer-

stellung
Geschäfts-
bereichs-
Themen

Erfasste Themen aus
Market Intelligence
(Frühaufklärung
künftiger Bedarfe) evaluation test planning early adoption major adoption phaseout



Strategische Verankerung: Darstellung der strategischen Frühaufklärung
Transferierbarkeit Anwendungsreife
Erfasste Themen aus Produktportfolios → Zukunftstechnologien

Bei-
Technology Foresight Fokusthema Know-how-Erarbeitung Technologieentw. zur Erfüllung der Innovations-PMM:
(Technologien zur Technologie-Produkt-
technologischen Darstellung der
Produkterstellung) Matrix (TPM):
Innovationsbedarfe (technologischen)
Zuordnung der
Innovationsbedarfe
Technologiethemen
[aus Technologie-
Technology

zum Produktportfolio
bewertung] auf der
PMM

spielhafte Darstellung über der
(mitlaufenden) Zeitachse
Produktportfolios → ↑
Märkte
Produktportfolios →

Darstel-
schnitts-
themen

Märkte
Market / Demand
Quer-

↓
Geschäfts-

Produkt-Markt-
bereichs-

Abgleich
Themen

lungen
Matrix (PMM):
Zukunfts- Darstellung der
entwicklung strategischen
Zuordnung der
und Strategie Ausrichtung
Erfasste Themen aus Bedarfe und Markt-
Market Intelligence entwicklungen zu
(Frühaufklärung den betroffenen
künftiger Bedarfe) evaluation test Produkten
planning early adoption major adoption phaseout



Pionierpotenziale identifizieren: Quellen für aufkommende Technologien

Austausch mit Experten Technologietransfer- /
(Universitäten, Hochschulen, Forschungs-
einrichtungen) Patentagenturen

Fachkonferenzen
Patentanalyse
(Patentanwaltskanzleien,
www.depatisnet.de)
Förderschwerpunkte (BMBF:
Hightech-Strategie, EU: FP7) Wissenschaftliche Publikationen
Blogs, Branchen-Websites, und Magazine
Foren

Interner
Technologie-Reports, Zukunfts- Experte
studien, Industrie- und
als Vermittler
WissenschaftsRoadmaps Zukunftsmanagement-Berater
(z.B. FMG-
FutureNet)



Pionierpotenziale identifizieren: Einschätzen von Potenzialen neuer Technologien

Einzigartigkeit + Stärke
der (erwarteten) Möglichkeiten der
Technologie, mögliches
Alleinstellungsmerkmal / USP Akzeptanzrisiken
Transferierbarkeit  gesellschaftliche
Entstehungsphase gerade reif genug  marktbezogene
für Übertragung ins Anwendungs-/  unternehmensinterne
Unternehmensumfeld

Bewertungskriterien:
Unterlassungsrisiko
Strategisch:  strategisch
• Wettbewerbsdifferenzial  kommerziell
• PMM
• iPMM (technologischer Innovationsbedarf bzgl. PMM)
• Technologie-Bewertungskriterien (s.o.)
Interner
Kommerziell: Experte
• Aufwand zur Entwicklung (schwer zu beziffern)
• Wirkung auf (Entwicklungs- und) Herstellkosten von Produkten
als Vermittler
(vorab kaum zu beziffern)
• Umsatz mit (vermutl.) betroffenen Produkten
• Wert des erwarteten Vorteils (Mehrwert v. Produkten, Einsparung etc.)



Innovationsimpulse generieren: Methoden

Serendipity
Stimulationsfaktoren:
• Interne Kommunikation (mit
Experten, in F&E-Meetings,
Synektische Übertragung
mittels Social Software), so dass
Abbildung ins ein guter Einfall zum anderen
Unternehmensumfeld kommen kann
durch Abstraktion und • Freiräume, um sich mit einem
Erstellen von Analogien neuen Thema befassen zu können
• Mindset
CATO-Cube-Methode
SPINNER-Methode, um gezielt Technology-
Push-Innovationen zu erzeugen, d.h.
neuartige, technologische Effekte
einzusetzen, um neue oder verbesserte
Anwendungen zu kreieren oder radikal
neuen Nutzen zu schaffen.



Innovationsimpulse generieren: Methoden | CATO-Cube-Methode

Der CATO-Cube für Technology-Push-Innovationsideen:
1. Das Neuartige wertfrei erfassen: Welche neuartigen Möglichkeiten und Eigenschaften zeigt der auszunutzende
Effekt? → CAPABILITIES
2. Würfel aufbauen mit den drei Achsen:
C – CAPABILITIES (s.o.)
A – APPLICATIONS: Anwendungen, z.B. Produkte / Produktelemente, auf die der Effekt anzuwenden ist
T – TRENDS: Trends, allgemeine Entwicklungsrichtungen und –tendenzen im betrachteten technischen Gebiet
3. Absichtliche Verknüpfungen in allen drei Ebenen herstellen, um neuartige "OPPORTUNITIES" zu finden:
C-A: Was ergibt sich, wenn die neuartige Eigenschaft X für die Anwendung Y / zur Erstellung des Produkts Y verwendet
wird? Was kann daran nützlich oder vorteilhaft sein?
C-T: Kann eine neuartige Eigenschaften dazu dienen, einem Trend zu entsprechen?
A-T: Welche Trends sind für welche Anwendungen relevant?
4. Welche weiteren Untersuchungen sind durchzuführen, um die gefundenen "Opportunities" umzusetzen?

Anregungen / Quellen:
- Chancen-Matrix von Dr. Pero Mićić (FMG), proaktive
CAPABILITIES →

Eigenschaft 3 Herstellung von Verknüpfungen zwischen Feldern, in
denen die Zusammenhänge nicht offensichtlich sind
Eigenschaft 2 - Checklisten: Osborn-Liste bzw. SCAMPER und das
Trend 3, z.B. Komplexität Systematic Inventive Thinking (SIT), an Produkten
Eigenschaft 1 Trend 2, z.B. Miniaturisierung
APPLICATIONS → Trend 1, z.B. Dematerialisierung
bestimmte (radikale) Änderungen vornehmen und
das Nützliche an dem Ergebnis herausarbeiten


Anwendung der CATO-Cube-Methode

Vorgehen bei der Anwendung der CATO-Cube-Methode (1)

 Darstellung der neuen Technologie / des neuartigen Effekts / der neuartigen Fähigkeit /
Möglichkeit → CAPABILITIES
▫ zunächst Herausarbeitung der Neuartigkeit durch den / die (techn./wissenschaftl.)
Experten (geschieht bei der Vorbereitung des Workshops)
▫ Fokus: Was ist anders / ungewöhnlich / neuartig (ohne Wertung!) an dem neuen Effekt /
der neuen Technologie im Vergleich zum Bestehenden?
▫ bei Vorstellung der Neuartigkeiten und Besonderheiten gegenüber den Workshop-
Teilnehmern auf Verständlichkeit achten, visualisieren, Verständnis bei den Teilnehmern
überprüfen

 Brainstorming zu Anwendungsmöglichkeiten
▫ soll gedankliche Auseinandersetzung mit den neuartigen Möglichkeiten befördern und die
auf der Hand liegenden Ideen abschöpfen
▫ dabei Brainstorming-Grundregeln einhalten:
▫ Der Phantasie freien Lauf lassen
▫ Möglichst viele Ideen in kurzer Zeit
▫ Keine Kritik oder Wertung an geäußerten Ideen
▫ Aufgreifen und Weiterentwickeln der Ideen von anderen Teilnehmern
▫ hilfreich: mit kurzen „Aufwärmübungen“ zum Querdenken anregen
Die CATO-Cube-Methode Dr. Kai Numssen, Jörn Schimmel



 Auswahl der zu betrachtenden Anwendungsfelder → APPLICATIONS
▫ z.B. Produktgruppen, Building Blocks o.Ä.

 Darstellung der Trends und Entwicklungsrichtungen → TRENDS
▫ Zusammenstellung der wichtigsten Trends / Tendenzen / Entwicklungsrichtungen /
Entwicklungen der Bedarfe, die im betrachteten Umfeld relevant sind
▫ entweder in der Vorbereitung oder als Gruppenarbeit beim Workshop
▫ Orientierungsmöglichkeiten: TRIZ-Entwicklungsgesetze, Megatrends, Anstreben der Idealität
gemäß dem Idealitätsquotienten
S ai Fi·Qi + S bj Nj
Idealitätsquotient I = ────────────────
S Km + S gn Sn
F = Funktion, Q = Qualität, N = zusätzl. Nutzen,
K = Kosten, S = Systemschaden,
a, b, g: Koeffizienten

 Betrachtung der Ebene APPLICATIONS – TRENDS
▫ Welche Entwicklungsrichtungen sind für welche Produktgruppen besonders relevant?
(Kann evtl. schon bei der Vorbereitung des Workshops erarbeitet werden)




 Gezielte Verknüpfung der „CAPABILITIES“ mit den „APPLICATIONS“ sowie mit den „TRENDS“
→ OPPORTUNITIES
▫ Was passiert, wenn die Eigenschaft 1/2/3… des neuen Effekts / der neuartigen Möglichkeit zur
Erstellung des Produkts A/B/C… angewendet wird? Was ist daran gut / nützlich?
▫ Wie kann die Eigenschaft 1/2/3… des neuen Effekts / der neuartigen Möglichkeit zu dem Trend /
zu der Entwicklungsrichtung … beitragen? → Abbildung auf die „APPLICATIONS“ entsprechend dem
vorangegangenen Punkt (Ebene „APPLICATIONS“ – „TRENDS“)

 Abschluss / Nachbereitung:
▫ Was muss an dem neuen Effekt / der neuen Technologie / der neuartigen Möglichkeit noch
untersucht werden, um die Anwendbarkeit für die interessantesten der gefundenen
„OPPORTUNITIES“ zu klären?
▫ Betrachtung der weiteren Anforderungen und Identifizierung von daraus resultierenden Aufgaben
zur Weiterentwicklung der neuen Technologie, um die „OPPORTUNITIES“ zu realisieren
Anwendungen neuer Technologien bieten nicht nur das Potenzial, bestimmte Eigenschaften zu verbessern bzw.
gewünschte neue Features zu erreichen und somit Produkte der Idealität im Sinne des Idealitätsquotienten anzunähern,
sondern bringen typischerweise auch weitere eher nachteilige Änderungen mit sich bzw. erfüllen nicht automatisch alle
Spezifikationen, die auf Basis der konventionell angewendeten Technologie erreicht werden.
Diese heiklen Punkte müssen früh identifiziert und bei der Entwicklung der neuen Technologie adressiert werden
(erfolgskritisch!, daher ist es wichtig, diese Punkte zum Abschluss des Workshops oder in der Nachbereitung mit den
jeweiligen Experten zu erarbeiten)

Pioneering Technologies These: Wer Nischen bedient, muss den Transfer
der Forschungsergebnisse, die auf die
Kernelemente der Systemtechnologien abstellen,
hin ins eigene Geschäftsfeld selbst leisten…

Transformation vom Stand der Wissenschaft ins Anwendungsumfeld

1. Erkunden  die besten Köpfe
einbeziehen
Realisierbarkeit des Innovationsimpulses prüfen
 bei Misserfolg
nicht gleich auf-
2. Chancen herausarbeiten geben, chancen-
Vorteile, die auf Basis der neuen orientiert analy-
Technologie erreichbar scheinen, und sieren, Teilerfolge
festhalten
evtl. Implikationen klar herausarbeiten
 profunde
und kommunizieren Herangehensweise
3. Anwendungen adressieren
überlegen, in welchen Anwendungen die Vorteile 5. Technologieentwicklungsaufwand hebeln
den stärksten Nutzen (Mehrwert für den Kunden) auf Übertragbarkeit, Skalierbarkeit, Reproduzierbarkeit
bringen können (und evtl. Implikationen keinen Wert legen, neue technologische Basis schaffen
Nachteil erzeugen),
daraus das angestrebte Wettbewerbsdifferenzial / 6. Nachhaltigkeit sicherstellen
USP als Entwicklungsziel formulieren
Übergabe (+ Annahme!) der erstellten "building blocks" /
4. Anwendungsbezogene Anforderungen berücksichtigen technologischen Konzepte etc. ans Product Development
evtl. ungünstige Implikationen der neuen Technologie in der
adressierten Anwendung kritisch betrachten,
anwendungsbezogene Anforderungen, die die bisher genutzten
Technologien erfüllen, berücksichtigen
Ausarbeitung auch auf die Erfüllung dieser Anforderungen ausrichten


Transformation vom Proof of Principle zur praktischen Anwendung

Chancen-Matrix – nach Pero Mićić | FutureManagementGroup
Erkennen und Fokussieren von Innovationspotenzialen (z.B. bei der Anwendung einer Pioniertechnologie auf Produkte)
Gestaltungsfelder: Phasen des Produktzyklus‘
S ai Fi·Qi + S bj Nj

Lösungserstellung
Idealitätsquotient: I = ───────────────

Inbetriebnahme
Kaufabwicklung
S Km + S gn Sn

Austausch/Abbau Deinstallation

sorgung, Recycling Entsorgung
Anpassung
F = Funktion, Q = Qualität, N = zusätzl. Nutzen,

Definition

Wartung
Lösungs-

Logistik

Betrieb
K = Kosten, S = Systemschaden,
a, b, g: Koeffizienten

Anpassung (z.B. für
Bedarfserkennung

Montage, Prüfung

neue Standards),
Lösungsauswahl

interne Logistik
Bedarfsanalyse

Zerlegung, Ent-
Lösungssuche

Lösungskauf

Beschaffung
Entwicklung

Installation,
Verwaltung
Bezahlung

Upgrades
Fertigung

Lieferung
Zukunftsfaktoren:

Wartung
Nutzung
externe
Dimensionen:

etc.
Zeit | Qualität | Kosten | Ökologie
Beschleunigung
(Verbesserung der) Güte der Eigenschaften:
Performance, Design, Sicherheit, Zuverlässigkeit,
Langlebigkeit, weitere (value proposition, customization,
"getting the job done", design, brand/status, risk
reduction, accessibility, convenience/usability) Legende:
Reduzierung interner Kostentreiber grün: im Fokus der Innovation,
Reduzieren von Kostentreibern beim Kunden zu verbessern
Trend "Lean", Vermeidung von "Muda" blau: soll (mindestens)
Green RF / Umweltschonung: unverändert gut bleiben
Energieeinsparung u. CO2-Bilanz; Ressourcen-Schonung gelb: Spielraum
beim Material-Einsatz, Schadstoff-Vermeidung uvm.


Know-how erarbeiten und schützen: Umgang mit IP

FTO-Analyse
• Suche nach Patenten / Schutzrechten, die den eigenen Spielraum einschränken (ggf. Lizensierung)
• Stand der Technik recherchieren

Patentanmeldung
• Zur Absicherung des Wettbewerbsvorteils Patentschutz für Geheimhaltung
patentierbare Ergebnisse anstreben, wenn diese dem • Insbesondere Prozess- und Erfahrungswissen
Wettbewerb zugänglich werden können (z.B. durch geheim halten (ist für Wettbewerber i.d.R. nicht
Reverse Engineering von Produkten) (und wenn ggf. zugänglich), z.B. Auslegung, Entwicklung und Design
Patentverletzung nachweisbar wäre) sowie Herstellung von Produkten, spezielle „Kniffe“
• Kosteneffizienz durch Beschränkung auf Schlüsselmärkte • Gefahr der späteren Parallelerfindung durch
• ggf. Erhöhung des Unternehmenswertes und der Kapital- Wettbewerber
beschaffungsmöglichkeiten; strategische Bedeutung, FTO
• Nachteil beachten, dass Anmeldeschrift (auch bei Kommunikationsregeln
Nichterteilung des Patents!) nach 18 Monaten offengelegt
Festlegung, welche Erkenntnisse nach
wird
außen (gegenüber Kunden,
Kooperationspartnern, Experten etc.)
Markenanmeldung
Schutzstrategie bzw. intern (von welchem
• zur Technologievermarktung (Ausbau des Projektbeteiligten) offenbart werden
rechtzeitig festlegen
Wettbewerbsvorteils) dürfen bzw. sollen
und konsequent
• zum Produktschutz nach Ablauf von Patenten
umsetzen



Förderungen nutzen

Nebeneffekte:
Fördergelder akquirieren
 Interne
• Förderquote bis 50% für Technologieprojekte möglich (keine Förderung für Produktentwicklung) Wertschätzung
• Richtige Auswahl eines geeigneten Förderprogramms wichtig  Absicherung der
• EU / Bund / Land Ressourcen-
allokation
• Solo oder in Kooperationen
• Projektpartner aus der Forschung und/oder entlang der Wertschöpfungskette Vorteil bei
• dazu Technologieentwicklungspipeline hilfreich, um gezielt Projekte auszuwählen, die ohnehin Einbindung von
anstehen und Förderpotenzial bieten → keine Verzögerung der Projekte (denn Förderprojekte Kunden in
dürfen erst nach Bewilligung bearbeitet werden und Bewilligungsprozess kann Monate dauern); Kooperationen!
außerdem ist eine kontinuierliche Beantragung möglich (aus der Pipeline heraus)
• Administrativen Aufwand nicht unterschätzen
• Einschränkung der Flexibilität der Projektsteuerung!

Beratungsangebote nutzen
• Unterstützung durch IHK, in Bayern: Haus der Forschung, KME - Kompetenzzentrum Mittelstand GmbH uvm.
• außerdem kommerzielle Anbieter wie SBM (Service und Beratung für den Mittelstand GmbH), die
Antragsabwicklung gegen Provision übernehmen

Geförderte Kooperationsprojekte
• NDA in Anbahnungsphase
• IP-Rechteverwertung vertraglich regeln



Harte und weiche Erfolgsfaktoren bei der Umsetzung

Prozesse und Vorgehensweisen:
• Strategische Ausrichtung, Kenntnis von Bedarfen und strategischen Zielsetzungen
• vorausschauender Projektstart beim Erarbeiten von „Enabling Technologies“ für künftige Bedarfe
• Technologieentwicklung entkoppelt von Produktentwicklung durchführen (v.a. wegen Umsetzungsunsicherheiten bzgl.
Zeit und Kosten)
• Innovationsprozess anders als (effizienzorientierter) Produktentwicklungsprozess, Fehlertoleranz
• Auf dem schon erarbeiteten Stand der Wissenschaft ansetzen, erwartete Weiterentwicklungen in Betracht ziehen,
aber nicht „einpreisen“
• bei der Fokussierung auf das Nutzbarmachen der neuen Technologie frühzeitig auch potenzielle Nachteile und
Nebeneffekte erkennen und adressieren, nicht nur auf den vorteilhaften Effekt konzentrieren
• Implementierung eines Projektmanagements
• Begeisterung erzeugen für den möglichen Technologiesprung
• Die neue Technologie in der Produktentwicklung nachhaltig verankern: Umsetzung der Technologie in der Linie und
bei der Vermarktung begleiten, bei Erweiterungen der Basis und ersten Produktentwicklungen mitwirken, „gezieltes
Umstellen auf neue Technologie, Ausphasen der alten, ggf. gezieltes „Entlernen“ von Entwicklungsschemata
• Das bei der Umsetzung der Technology-Push-Innovation erarbeitete Know-how hebeln, indem aus den neuen
Erkenntnissen weitere Innovationspotenziale generiert werden

Strukturen Ressourcen
• Abgrenzung von operativen Bereichen / • starre Budgetregelungen oder Zeitfristen (wie bei inkrementellen
produktbezogener Entwicklungsarbeit Innovationen) ungeeignet
• Freiräume zum Ausprobieren! • Ressourcenallokation sicherstellen (kein Aufschub durch Ressourcenabzug)



Harte und weiche Erfolgsfaktoren bei der Umsetzung

Menschen Unternehmenskultur
Mindset: Offenheit, Optimismus, chancenorientiertes Toleranz gegenüber Fehlern und Misserfolgen
Denken, Kreativität… Aufgeschlossenheit / Begeisterung für Neues
Team: Ideengeber, Umsetzer, Kritiker?, keine Skeptiker Kommunikation
und Neinsager intern und extern:
Die richtigen Leute auswählen: Mitdenker gewinnen, Ideen vieler Köpfe einbe-
• höchste bzw. passende Qualifikation ziehen, Gedankenaustausch stimulieren, Basis
• Fähigkeit, am „fuzzy front end“ arbeiten zu können verbreitern (anfangs schwerfällig, lohnt sich aber
(„innovation minds“!) beim Weiterentwickeln, speziell in Richtung
• Mut und Vertrauen, dass man auch zu Anwendungen),
Aufgabenstellungen, die bislang so noch nie konstruktive Kritik annehmen, von destruktiver Kritik
bearbeitet worden sind und bei denen sich nicht von nicht beirren lassen
vornherein schon eine Lösung abzeichnet, erfolgreich intern: Begeisterung erzeugen (insbes. auch bei GF
Lösungen finden wird (=> Fähigkeit, und Sales & Marketing)
Herausforderungen anzunehmen, "thinking outside extern: festgelegte Geheimhaltungsregeln beachten
the box")
• Frustrationstoleranz: der Transfer von Vermittler zwischen Wissenschaft und F&E im
wissenschaftlichen Neuerungen zu innovativen Unternehmen (mit wissenschaftlichem Background und
Lösungen wird nicht immer gelingen (dennoch den Kommunikationsfähigkeit, muss erklären können!),
Erkenntnisgewinn als Erfolg schätzen!) (z.T. auch Ansprechpartner für Technologietransfer bei
Forschungsinstituten eingerichtet)



Harte und weiche Erfolgsfaktoren bei der Umsetzung: Mindset und Aufmerksamkeit

world-famous awareness test The monkey business illusion
from Daniel Simons and Christopher Chabris

 www.the invisible gorilla.com


Pioneering Technologies @ SPINNER

Case Study: Von Metamaterials zur SPINNER Wavelength Shrinking | Stretching Technology

Metamaterials:
Künstliche Gitterstrukturen mit
Schwingkreisen als „Atomen“ Cloaking
Weisen negative dielektrische und
magnetische Parameter und einen
negativen Brechungsindex auf
m
Ermöglichen: ε < 0, μ > 0 ε > 0, μ > 0
Hidden
rückwärts laufende elektromagne- Plasma Dielectrics LHM
Object
tische Wellen („Linkshändigkeit“)
e
und Superlinsen (Auflösung viel Metamaterials Ferrites
besser als Wellenlänge)
sowie „Cloaking“ (Tarnkappen) ε < 0, μ < 0 ε > 0, μ < 0

Erste Realisierung im Hochfrequenz- Superlinse
bereich, Zielrichtung: Optik E α Vakuum
n=-1
S
k LHM
1999: Metamaterial
H β
LHM




Metamaterials:
Künstliche Gitterstrukturen mit
Schwingkreisen als „Atomen“
Weisen negative dielektrische und
magnetische Parameter und einen
negativen Brechungsindex auf E
Ermöglichen:
rückwärts laufende elektromagne-
S
k
tische Wellen („Linkshändigkeit“) H
und Superlinsen (Auflösung viel
besser als Wellenlänge) 1D-Metamaterial CRLH-TL:
sowie „Cloaking“ (Tarnkappen) eindimensionale Anordnung von
LC-Schwingkreisen
ungewöhnliche
2002: 1D-Metamaterial Dispersion (Zusammen-
CRLH-TL hang von Wellenlänge
und Frequenz)
mit Bandlücke und
1999: Metamaterial
linkshändigem Bereich
Realisierung als Streifenleitung




Ansatz und Proof of Principle: f
-βc/2 +βc/2

LL CR

Dispersion
Diagram
2CL LR/2 LR/22C
L

Band gap

fop
lTEM

l LH β=2/λ
λTEM=c/fop
2008: Erkunden + λLH < λTEM => Wavelength shrinking
2002: 1D-Metamaterial Transferieren: CRLH-RL
CRLH-TL
2006: Informieren Idee: CRLH-Struktur in Koaxialleiter-
über Metamaterial Technologie umsetzen, um Wellenlängen
1999: Metamaterial
und damit Komponenten zu verkürzen




conventional stepped- zu adressierende Anwendungen:
impedance LP filter
Mindmap diverser
LL CR
compact SWS Anwendungs-
low-pass filter möglichkeiten
Erweiterung auf andere
2CL LR/2 LR/22C
L Metamaterial-Themen mit
Innovationspotenzial

2012:
2009: NZ-Metamaterial
Produktbeispiel mit SWS-Saturn: Tiefpassfilter lTEM Sondierung ALIS
2009: Building Block
l LH SWS-Merkur, 1. Produkt
2008: Erkunden + 2010: SWS-
2002: 1D-Metamaterial Transferieren: CRLH-RL Saturn
CRLH-TL
2006: Informieren 2010: Patentanmeldungen
über Metamaterial
1999: Metamaterial
2008: Name SWS 2011: Markenname SWS


PIONEERING TECHNOLOGIES:
AUS DER WISSENSCHAFT IN DIE PRODUKT- UND TECHNOLOGIEINNOVATION

 Strategische Verankerung, Suchfelder, Frühaufklärung neuer und
disruptiver Technologien
 Pionierpotenziale identifizieren und gezielt Innovationsimpulse
entwickeln
 Transformation vom Stand der Wissenschaft ins Anwendungsumfeld
und vom Proof of Principle zur praktischen Anwendung
 Harte und weiche Erfolgsfaktoren bei der Umsetzung von
Technology-Push-Innovationen
 Transfer @ SPINNER: Von Metamaterials zur
SPINNER Wavelength Shrinking | Stretching Technology

VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

HIGH FREQUENCY PERFORMANCE WORLDWIDE

Dr. Kai H. E. Numssen
Leiter Innovationsmanagement
Head of Innovation Management

SPINNER GmbH
Aiblinger Str. 30
83620 Westerham
Germany

Tel.: +49 (8063) 971-3486
Fax: +49 (8063) 971-3149

E-Mail: kai.numssen@spinner-group.com
Web: www.spinner-group.com

WWW.SPINNER-GROUP.COM

DTIM 2012 Pioneering Technologies - Kai Numssen --Abgabeversion

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