Die Information ist dabei zu einem der wichtigsten Produktionsfaktoren im Unternehmen geworden, denn schnelle Reaktion des Managements auf veränderte Marktsituationen erfordert umfassende Information. Um dieses Informationsbedürfnis befriedigen zu können, ist ein durchgängiger Informations- und Datenfluß über alle Unternehmensbereiche hinweg nötig.
Abbildung 1: Umfeld der Produktion
Mit CIM sollen speziell die Herausforderungen im Fertigungsbereich über einen längeren Zeitraum hinweg, verbunden mit unternehmensstrategischem Umdenken und einer Reorganisation des Unternehmens, bewältigt werden.
Abbildung 2: Ziele der rechnergestützte Fabrikautomatisierung
Unter CIM wird die Integration aller rechnerunterstützt ablaufender
Prozesse und der zugehörigen organisatorischen Festlegungen während
der Herstellung eines Produktes verstanden. Ziel einer Realisierung von
CIM ist es, Abläufe, Daten, Informationen und Hilfsmittel in einem
Unternehmen beliebiger Branche eindeutig, einfach und sicher zu machen.
Die Betonung liegt auf dem Integrationsziel, das über veränderte
Organisationsstrukturen, bessere Qualifikation der Mitarbeiter, unternehmensweite
Kommunikation zwischen Rechnersystemen und Schaffung unternehmensweit nutzbarer
Datenbestände erreicht werden soll.
Ein erfolgreiches CIM-Konzept, basierend auf einem unternehmensweiten
Datenfluß, ist untrennbar mit einer Umgestaltung der drei tragenden
Säulen Technologie, Organisation und Sozialisation verbunden. [1]
Abbildung 3: Gestaltungsdimensionen der rechnerunterstützten Produktion
Dabei umschreibt die Säule Technologie die Funktionen, die die Prozesse mit der Infrastruktur der Technik verzahnen, sowie die Bestandteile der Informationstechnik, die die Architektur von CIM begründen.
Der Informations- und Datenaustausch (Schnittstellen) zwischen Menschen, Maschinen und Anwendungsprogrammen stellt ein großes Problem innerhalb einer CIM-Architektur dar, da es eine große Bandbreite von Hardware, Betriebssystemen und Anwendungssoftware gibt, die es miteinander zu "verbinden" gilt.
Durch die Säule Organisation wird das Unternehmensmodell als Netzwerk verteilter Anwendungsfunktionen abgebildet. Dabei modelliert die oberste Schicht die Geschäftsprozesse auf der Basis von Vorgangsketten (Betriebsabläufe) bis hinunter zu den Elementaraufgaben.
Die Säule Sozialisation berücksichtigt die human-orientierten Aspekte, gewachsene Strukturen und Einstellung der Mitarbeiter, die sich z.T. als die kritischsten Hindernisse bei der Einführung von CIM herausgestellt haben. Das CIM-Konzept verlangt ein bereichsübergreifendes Denken und Handeln um Ressortdenken und damit verbundene Beeinträchtigungen abzubauen. [2]
Abbildung 4: Teilaufgaben der Produktion
Aquisition/Vertrieb
In der Aquisition werden neuen Aufträge beschafft. Weiter werden hier in Zusammenarbeit mit den Kunden Anforderungen (Funktionen) des Produktes/Auftrages erarbeitet.
Entwicklung
Die Entwicklungsabteilung ist für sämtliche Aufgaben der Neuplanung bzw. Änderungsplanung von Produkten verantwortlich. Dazu gehören u.a. Design, Berechnungen, Simulationen bis hin zur geometrischen Darstellung des Produkts in Form von Technischen Zeichnungen.
Arbeitsplanung
Im Rahmen der Arbeitsplanung werden alle Maßnahmen zur wirtschaftlichen Fertigung des Produktes getroffen. Hier wird unter Annahme von zunächst unbegrenzt zur Verfügung stehenden Kapazitäten das wirtschaftlich günstigste Produktionsverfahren bestimmt.
Produktionssteuerung
Innerhalb der Produktionssteuerung wird das vom Vertrieb vorgegebene Erzeugnis(programm) entsprechend dem in der Arbeitsplanung festgelegten optimalen Abläufen zu realisieren. Störungen oder Engpässe (Krankheit/Urlaub, Maschinenausfälle) werden dabei durch zeitliche Verschiebungen oder Ausweichen auf andere Arbeitsplätze unter dem Termin- und Kostenaspekt ausgeglichen.
Fertigung
In der Fertigungsabteilung werden die Teile und Baugruppen des Produktes hergestellt und montiert.
Abbildung 5: Informations- und Materialflüsse in der klassischen Produktion
Abbildung 6: Durchlaufzeitverkürzung durch Integration von Arbeitsschritten
Synergieeffekte sollen dabei vor allem durch die Vermeidung der mehrfachen Ausführung gleichartiger Tätigkeiten, wie z.B. der wiederholten Eingabe derselben Daten, sowie durch ein effizienteres Informationmanagement entstehen. Um diese Effekte zu erreichen, ist als eine der wichtigsten Voraussetzungen die gemeinsame, bereichsübergreifende Nutzung einer Datenbasis erforderlich.
Abbildung 7: CIM-Synergiekonzept
Nach dieser AWF-Empfehlung soll CIM in den Unternehmen auf der Basis bereits bestehender EDV- und Automatisierungslösungen realisiert werden. Folgende Bausteine sollen nach dieser Empfehlung in einem CIM-System integriert werden:
Abbildung 8: CIM-Definition nach AWF
Definition
CIM
CIM beschreibt den integrierten EDV-Einsatz in allen mit der Produktion zusammenhängenden Betriebs-bereichen.
CIM umfaßt das informationstechnologische Zusammen-wirken zwischen CAD, CAP, CAM, CAQ und PPS. Hierbei soll die Integration der technischen und organisatorischen Funktionen zur Produkterstellung erreicht werden.Dies bedingt die gemeinsame, bereichsübergreifende Nutzung einer Datenbasis.
[3]
Die in dieser Definition zugrunde liegenden CIM-Komponenten sollen nachfolgend näher beschrieben werden.
Abbildung 9: CAD/CAM-Definition nach AWF
CAD/CAM beschreibt die Integration der technischen Aufgaben zur Produkterstellung und umfaßt die EDV-technische Verkettung von CAD, CAP, CAM und CAQ.
Auf der Basis der im CAD erzeugten digitalen Objektdarstellung werden im CAP Steuerinformationen erzeugt, die im CAM zum automatisierten Betrieb der Fertigungseinrichtungen eingesetzt werden. Die entsprechenden Aufgaben werden im Rahmen des CAQ für Meß- und Prüfeinrichtungen durchgeführt.
CAD/CAM ist mehr als die Verbindung von CAD und NC-Programmierung.
CAD ist ein Sammelbegriff für alle Aktivitäten, bei denen die EDV direkt oder indirekt im Rahmen von Entwicklungs- und Konstruktionstätigkeiten eingesetzt wird. Dies bezieht sich im engeren Sinn auf die graphisch-interaktive Erzeugung und Manipulation einer digitalen Objektdarstellung, z.B. durch die zeidimensionale Zeichnungserstellung oder durch die dreidimensionale Modellbildung.
Objekte können beispielsweise sein:
Im weiteren Sinne bezeichnet CAD allgemeine technische Berechnungen mit oder ohne graphische Ein- und Ausgabe.
Hauptfunktionen
CAP bezeichnet die EDV-Unterstützung bei der Arbeitsplanung. Hierbei handelt es sich um Planungsaufgaben, die auf den konventionellen oder mit CAD erstellten Arbeitsergebnissen der Konstruktion aufbauen, um Daten für Teilefertigungs- und Montageanweisungen zu erzeugen. Darunter wird verstanden: Die rechnerunterstützte Planung der Arbeits-vorgänge und der Arbeitsvorgangsfolgen, die Auswahl von Verfahren und Betriebsmitteln zur Erzeugung der Objekte sowie rechnerunterstützte Erstellung von Daten für die Steuerung der Betriebsmittel des CAM.Ergebnisse des CAP sind Arbeitspläne und Steuerinformationen für die Betriebsmittel des CAM.
Hauptfunktionen
CAM bezeichnet die EDV-Unterstützung zur technischen Steuerung und Überwachung der Betriebsmittel bei der Herstellung der Objekte im Fertigungsprozeß.
Dies bezieht sich auf die direkte Steuerung von Arbeits-maschinen, verfahrenstechnischen Anlagen, Handhabungs-geräten sowie Transport- und Lagersystemen.Hauptfunktionen
Technische Steuerung und Überwachung der Funktionen:
CAQ bezeichnet die EDV-unterstützte Planung und Durchführung der Qualitätssicherung.
Hierunter wird einerseits die Erstellung von Prüfplänen, Prüfprogrammen und Kontrollwerten verstanden, andererseits die Durchführung rechnerunterstützter Meß- und Prüfverfahren.
CAQ kann sich dabei der EDV-technischen Hilfsmittel des CAD, CAP und CAM bedienen.Hauptfunktionen
PPS bezeichnet den Einsatz rechnerunterstützter Systeme zur organisatorischen Planung, Steuerung und Überwachung der Produktionsabläufe von der Angebots-bearbeitung bis zum Versand unter Mengen-, Termin- und Kapazitätsaspekten.Hauptfunktionen
Abbildung 10: Y-CIM-Modell von Scheer
Von Prof. A.-W. Scheer aus Saarbrücken wurde das bekannte CIM "Y-Modell" entwickelt. Scheer greift in seiner Definition aber z.T. auch auf die AWF-Darstellung zurück. Allerdings hat die CAQ-Komponente im Y-Modell gegenüber der Bedeutung in der AWF-Definition nur einen geringen Anteil. Inzwischen wird aber auch von Scheer die Qualitätssicherung als eine den gesamten Produktionsprozeß begleitende Funktion betrachtet.
Das CIM-Y-Modell von Scheer ist vertikal in primär betriebswirtschaftliche und technische Funktionen und horizontal in Planungs- und Realisierungsaufgaben unterteilt. In diesem Modell werden der PPS (Produktionsplanung und -steuerung) im Gegensatz zum AWF-Ansatz primär betriebswirtschaftlich planerische Funktionen zugeordnet.
Der wesentliche Nachteil der Aufgabenzerlegung nach Taylor liegt in der hohen Durchlaufzeit eines Auftrages durch die Zeitverzögerungen bei der Übertragung der Informationen zwischen den Abteilungen. Mit Hilfe der integrierten Datenverarbeitung ist heute jedoch möglich diesen Informationsfluß wesentlich zu beschleunigen.
Die Konzepte diese Informationsflüße zu beschleunigen beruhen letzlich alle auf einer integrierten Datenhaltung auf der basis von datenbanksystemen und vernetzter, dezentraler Rechnerhardware.
Durch Anschluß an sogenannte WAN's (Wide Area Networks) ist sogar ein unternehmensübergreifender Datenaustausch möglich.
Folgende Grundsätze sind im Y-Modell impliziert:
Denken in Vorgangsketten
Die Unternehmensorganisation soll demnach nicht von den aufbauorganisatorischen Strukturen sondern viel mehr durch die Abläufe bestimmter Vorgänge im Unternehmen bestimmt werden.Anwendungsunabhängige Datenorganisation
Unter anwendungsunabhängiger Datenorganisation ist ein Datenbankdesign zuverstehen, das sich allgemein an die Aufgaben im Unternehmen und nicht an bestehende Software-Lösungen anlehnt.Kleine Regelkreis
Mit Hilfe sogenannter kleiner Regelkreise sollen innerhalb der Vorgangsketten kontinuierliche Soll-Ist-Vergleiche durchgeführt werden. Dadurch sollen u.a. die Qualität und Aktualität der Ist-Daten (z.B. Kundenanfragen, Stand der Auftragsbearbeitung, ...) verbessert werden.
Abbildung 11: Probleme bei der Realisierung von CIM
Aus der Graphik ist ersichtlich, das die größten Schwierigkeiten bei der Realisierung von CIM in der Anpassung der vorhandenen Hard- und Software erkannt wurden.
Wie bereits weiter oben gesagt, gibt es in den Unternehmen eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme mit in der Regel verschiedenen Dateiformaten für verschiedene Betriebssysteme und zusätzlich auf unterschiedlichen Hardwareplattformen.
Da es lange keine einheitlichen Standard-Definitionen für Schnittstellen zum Austausch von Daten gab und von einer integrierbaren Datenbasis erst recht selbst heute noch nicht bei jedem System ausgegangen werden kann, können Daten, die bereits erfaßt wurden, oft nicht in anderen Systeme übernommen werden.
Diese Schnittstellen-Problematik hat sich heute zu einem der größten Hemmnisse bei der Realisierung von CIM herausgestellt.
Ein Standard zum Austausch von Produktdaten (STEP) konnte erst in den letzten Jahren verabschiedet werden. Bis dieser Standard aber in jedem Programmsystem implementiert und verfügbar ist, werden wohl noch weitere Jahre vergehen.
Quellenverzeichnis