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Hans C. muß den Dampf in allen Gassen überblicken können

CIM: Spezialwissen ökonomisch koordinieren

13.03.1987

Der CIM-Ingenieur braucht Qualifikationsnachweise in Breite wie auch Tiefe bei technischen und betriebswirtschaftlichen Fachgebieten, meint Hermann Krallmann von der Technischen Universität in Berlin. Vor allem aber muß er in der Lage sein, Spezialisten einzelner Wissensgebiete zu koordinieren.

Die computerintegrierte Fertigung (CIM) gerät immer mehr, und dies nicht nur als Schlagwort, in den Brennpunkt der Aktivitäten der Org.-/DV-Abteilungen, Fachabteilungen und Vorstände beziehungsweise Geschäftsführungen von Unternehmen. Große Anforderungen zur Realisierung einer Fabrik der Zukunft werden an viele Bereiche eines Unternehmens gestellt. Angesprochen sind zum Beispiel die Bereiche von FuE über Konstruktion und Fertigung bis zum Marketing und Vertrieb. Als Koordinator und Integrator wird einmal die Org.-/DV-Abteilung wirken müssen, obwohl dieses Bewußtsein noch nicht überall vorhanden ist. Computerintegrierte Fertigung ist eine konzeptionelle Lösung für die Integration der Entwicklungs-, Planungs- und Fertigungsprozesse durch bereichsübergreifende Informationssysteme und Anwendungslösungen. Der Begriff entstand für die Fertigungsindustrie mit der Zielsetzung, die sich mit dem Vordringen der CA (Computer Aided . . .)-Techniken abzeichnenden Insellösungen miteinander zu verbinden beziehungsweise gar nicht erst entstehen zu lassen. Mittlerweile befassen sich sämtliche Industriezweige mit diesem Thema in unterschiedlicher Intensität.

Der gerade dargestellte Sachverhalt wird von fast allen Hard- und Softwareunternehmen anders formuliert und mit unterschiedlichen Wortschöpfungen bedacht wie CAI (Computer Aided Industry), CCC (Computer Controlled Company) oder CIMM (Computer Integrated Management of Manufacturing) und so weiter. Desweiteren versucht jedes Unternehmen, seine Vorstellung über die computerintegrierte Fertigung in unterschiedlichen grafischen Darstellungen und Konzepten darzustellen. In der Zeitschrift CIM Management sind zwölf Unternehmen und ihre CIM-Konzepte ausführlich beschrieben worden (vergleiche 1). Grundsätzlich können die vorliegenden CIM-Konzepte in zwei Kategorien eingeteilt werden. Die erste Kategorie beschreibt eine funktionale CIM-Struktur, die neben den geometrisch/technologisch orientierten Funktionen CAD (Computer Aided Design), CAP (Computer Aided Planning), CAM (Computer Aided Manufacturing) und CAQ (Computer Aided Quality Assurance) die betriebswirtschaftlich orientierten, sich auf Mengen, Termine und Kapazitäten beziehenden PPS (Produktionsplanung und -steuerung) -Funktionen enthält (siehe Abbildung 1). Der letzte Satz wie auch die Abbildung verdeutlichen, daß der Begriff "computerintegrierte Fertigung" umfassender interpretiert und verstanden wird.

Die zweite Kategorie basiert auf einem umfassenderen Ansatz und addiert zu den in Abbildung 1 dargestellten Funktionen der computerintegrierten Produktion die Bürokommunikation und das Finanz- und Rechnungswesen 3). Diese gesamtheitliche Sichtweise kann mit dem integrierten und informatierten Industriebetrieb beschrieben werden 4). Von grundsätzlicher Bedeutung ist der durchgehende Informationsfluß, der den Werdegang eines Produkts von der Idee und einem ersten Entwurf über die Planung und Fertigung und Montage, eingebettet in betriebswirtschaftliche Systeme, unterstützen soll.

Die Realisierung von CIM in der Fertigungsindustrie wird möglich durch die Fortschritte auf dem Gebiet der geometrischen und grafischen Datenverarbeitungs sowie moderner Informations- und Kommunikationstechnologien, mit deren Hilfe neuartige Fertigungs-, Montage-, Handhabungs-, Transport- und Lagereinrichtungen gesteuert und überwacht werden können.

In der Fertigungsindustrie lassen sich generelle Entwicklungstendenzen auf den Absatzmärkten erkennen, die ein Vorgehen in Richtung auf die computerintegrierte Fertigung erforderlich machen:

- Produkte werden nur noch akzeptiert, wenn sie dem neuesten technischen Stand entsprechen. Dadurch ergeben sich kürzere Produktlebenszyklen, das heißt

- weniger Zeit für die Produktentwicklung,

- weniger Zeit für die Fertigungsoptimierung (Qualität, Kosten . . .),

- häufiger Produktwechsel.

- Der Kunde verlangt ein individuell auf seine Wünsche abgestimmtes Produkt, wodurch eine Vielzahl an Produktvarianten entstehen, die in kleineren Stückzahlen zu produzieren sind, das heißt

- höherer Entwicklungsaufwand,

- mehr Rüstvorgänge in Fertigung und Montage,

- höherer Planungs- und Steuerungsaufwand.

- Die durch die Kunden, Gesetze und Vorschriften erzwungenen Qualitätsanforderungen steigen in Richtung "Null-Fehler-Qualität". Dies erfordert einen höheren Aufwand für die Qualitätssicherung von der Produktplanung und -entwicklung über die Beschaffung, Fertigung und Montage bis zur Endkontrolle.

- Der Kunde erwartet, daß die Produkte mit kürzesten Lieferzeiten termingetreu ausgeliefert werden. Dies kann nur durch hohe Bestände oder durch kurze Durchlaufzeiten für alle kundenauftragsbezogenen Vorgänge im Unternehmen erreicht werden.

- Der Spielraum für Preiserhöhungen ist im allgemeinen sehr gering, so daß weiterhin kostensenkende Maßnahmen ergriffen werden müssen.

NC Programmierung wird immer komfortabler

Diese konkurrierenden Zielsetzungen sind nur durch eine gesamtheitliche Betrachtung der beteiligten Unternehmensfunktionen zu erfüllen. Mit CIM soll ein Gesamtoptimum erreicht werden, in dem sach- und ablauflogisch zusammengehörende Vorgänge über den Informationsfluß zu Vorgangsketten integriert werden können.

Der Vorteil der Integration liegt nicht nur in einer höheren Datenintegrität gegenüber einer getrennten Datenverwaltung, sondern vor allem in der Beseitigung von Zeitpuffern

und damit in der Verkürzung von Durchlaufzeiten. Die Zugriffsmöglichkeit auf mehrere Datenbanken ermöglicht darüber hinaus die Integration mehrerer Funktionen an einem

Arbeitsplatz. Bei den CAD-Systemen ist beispielsweise die Tendenz zu beobachten, immer komfortablere NC-Programmierungsmöglichkeiten zu integrieren. Dadurch wird eine Verlagerung der NC-Programmierung von der Arbeitsvorbereitung in die Konstruktionsabteilung denkbar 5).

Kenntnisse aus diversen Bereichen erforderlich

Insgesamt führt das CIM-Konzept zu einer stärkeren Betonung der Entwicklungsphase eines Produkts. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, daß in der Entwicklungsphase durch die Festlegung der Werkstoffe, der Teilegeometrie und des Zusammenwirkens in dem Endprodukt zirka 70 Prozent der Herstellkosten determiniert sind. Nur 30 Prozent der Kosten sind, wenn die konstruktiven Details einmal festliegen, während der Herstellung des Produkts durch die Produktionsplanung und -steuerung überhaupt noch beeinflußbar.

Zusammengefaßt wird CIM durch eine technologische, eine organisatorische und eine psychosoziale Dimension charakterisiert. Aus dieser Definition fällt es nicht schwer idealtypisch gesehen, Qualifikationsmerkmale für einen CIM-Mitarbeiter abzuleiten. Zur Realisierung des CIM-Gedankens (-Profils) müßten Kenntnisse aus den folgenden Wissensbereichen vorliegen:

- Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre unter besonderer Berücksichtigung von Fertigungs- und Grundstoffbetrieben, Wirtschaft und wirtschaftliches Prinzip - Ziele von Unternehmungen - Aufbau und Struktur von Fertigungs- und Grundstoffbetrieben -Grundlagen der Organisation;

- Grundlagen der Unternehmensplanung,

Projektmanagement - Planungstechniken;

- Materialwirtschaft/Produktionswirtschaft, Konstruktion - Forschung und Entwicklung;

- Einführung in die Datenverarbeitung,

Bedeutung der Informationsverarbeitung - Information als Produktionsfaktor - Informationsbedarf - Informationsanbieter - Informationsträger - betriebliche Informationssysteme - Hardware - Rechnerkomponenten - Rechnerklassen und -typen - Peripheriegeräte - Software - Programmstruktur, Programmiersprachen - Softwarewerkzeuge - Anwender-/Systemsoftware; - Grundlagen der Systemanalyse, Phasenkonzept der Systemanalyse - Versionenkonzept - Prototyping - Kommunikationsstruktur-Analyse - partizipative Systementwicklung;

- Grundlagen der rechnerintegrierten Fertigung (Computer Integrated Manufacturing) CIM, CIM-Definitionen - strategische Zielsetzungen - Produktivität - Flexibilität - Durchlaufzeitreduzierung - Bestandssenkung - CIM-Komponenten - Computer Aided Engineering - Computer Aided Manufacturing - Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme, betriebliche Systeme - Bedeutung der Integration der CIM-Komponenten;

- Computer Aided Design-Umgebung, Informationsbedarf des Konstrukteurs - frühere Lösungen, alte Aufträge - Arbeitsweise von CAD-Systemen - Einsatzgebiete für CAD-Systeme - Normung und Standardisierung beim CAD-Einsatz - Datenaustausch zwischen unterschiedlichen CAD-Systemen;

-Computer-Aided-Manufacturing-Umgebung, Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten - NC-Programmierung - rechnergestützte Arbeitsplanerstellung - DNC, Fertigungszellen, flexible Fertigungssysteme - Materialflußautomatisierung - Roboter in der Montage -Qualitätssicherung - Prüf- und Meßsysteme - Steuerungs- und BDE-Systeme;

- Produktionsplanungssysteme, Aufbau von Produktionsplanungssystemen, Produktionsprogrammplanung - Bedarfsplanung - Terminplanung - Maschinenbelegungsplanung - Exkurs: Auftragsverwaltung - Praxis der computergestützten Produktionsplanung - Entwicklungstendenzen;

- Kopplung der CIM-Komponenten, CAD/NC-Kopplung - CAD/NC-Schnittstellen - Arbeitsweise bei der NC-Programmierung mit CAD-Kopplung - Datenaustausch zwischen CAD und kommerzieller/administrativer Datenverarbeitung - Datenaustausch zwischen PPS- und CAM-Systemen zur Produktionsplanung, Werkstattsteuerung - Datenaustausch zwischen PPS-Systemen und rechnergestützter Arbeitsplanung/NC-Programmierung - Hardware Voraussetzungen - Datenbanksysteme - Kommunikation - Protokolle - Rechnernetze;

- Wirtschaftlichkeit von Integrationsmaßnahmen, Kosten - Nutzen der Integration - heutige Realisierung von CIM - Entwicklungstendenzen;

- CIM-Implementierung als koordinierter Top-down-/Bottom-up-Prozeß, strategische Wettbewerbsgrößen - Unternehmensprofil - CIM-Leistungsmerkmale - CIM-Profil - Ist/Soll - Prioritäten, kurz-/langfristige Ziele - Investitionsplan-/Implementierungsplan-Organisation - Schulung.

Qualifikationsnachweise sowohl in der Breite als auch in der Tiefe der aufgeführten Fachgebiete würden das ideale Anforderungsprofil eines " CIM-Ingenieurs " ergeben. Einen solchen "CIM-Ingenieur" gibt es nicht und wird es auch kaum geben. Denn der " CIM-Ingenieur" wird in dem einen oder anderen Fachgebiet detailliertes Wissen mitbringen und in den restlichen Fachgebieten oberflächliches Wissen nachweisen. Aber eine solche Person wird von dem Gedanken der Integration überzeugt und in der Lage sein, Spezialisten einzelner Wissensgebiete zu koordinieren.