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07.09.1984 - 

Gemeinsame Daten machen Integration von CADCAM und PPS unabdingbar:

Fabrik der Zukunft erfordert neue Konzepte

MÜNCHEN (mer) - Die Entwicklung von computergestützten Informations- und Steuerungssystemen im Produktionsbereich ist durch zwei unterschiedliche Richtungen gekennzeichnet. Zum einen gibt es PPS-Systeme mit betriebswirtschaftlich planerischen Funktionen wie Material- und Zeitwirtschaft, Fertigungssteuerung oder Betriebsdatenerfassung, zum anderen DV-gestützte Systeme mit den primär technischen Funktionen wie Produktentwurf (CAE), Produktkonstruktion (CAD) und Fertigung (CAM). Diese funktional unterschiedlichen Systeme verwenden jedoch In hohem Maße die gleichen Informationen. Die Forderung nach einer Integration von CAD/CAM und PPS auf der Datenebene liegt nahe.

"In einer Konstruktionszeichnung liegen bereits alle Angaben zur Erstellung einer Stückliste vor; somit ist im Rahmen der computergestützten Konstruktion auch eine automatische Stücklistengenerierung möglich." Nur ein Beispiel von vielen, mit dem Prof. Dr. August-Wilhelm Scheer, Direktor des Instituts für Wirtschaftsinformatik an der Universität des Saarlandes, Saarbrücken, und Leiter des Fachausschusses "Informatik in Produktion und Materialwirtschaft", versucht, auf die Notwendigkeit einer Integration beider Systeme aufmerksam zu machen.

Für die Simulation unterschiedlicher Konstruktionsalternativen hält er es zudem für sinnvoll, dem Konstrukteur auch Kosteninformationen über die einzusetzenden Materialien sowie über die aus der Konstruktion resultierenden Fertigungsverfahren zu geben.

Starre Org-Struktur durch Query-Sprachen auflösen

Durch den Einsatz von Mikrocomputern zur Steuerung von Werkzeugmaschinen in flexiblen Fertigungssystemen werden heute wesentliche Dispositionsfunktionen, wie etwa die Festlegung der Reihenfolge der Auftragsbearbeitung - traditionell in den Werkstattsteuerungssoftware der PPS-Systeme enthalten - zunehmend in die Steuerungssysteme der Produktionsanlagen verlagert. Die bisher in gängigen PPS-Systemen vorhandenen starren Organisationsstrukturen können indes nach Meinung von Scheer durch flexible Abfragesprachen teilweise wieder aufgelöst werden.

Dem Disponenten werde mehr DV-Leistung am Arbeitsplatz zur Verfügung gestellt, um in Ausnahmesituationen schnell und sicher reagieren zu können. Die DV-Leistung könne beispielsweise durch den Einsatz von dedizierten Mikrocomputern erbracht und notwendige Informationen durch Vernetzung der Kleinrechner mit dem übergeordneten zentralen DV-System verfügbar gemacht werden.

Zwischen den Anwendungen und der Datenbasis seien die Vorgänge zeitlich, logisch und örtlich zu koordinieren. Diese Aufgaben übernehme ein Steuerungssystem, das nach dem Trigger-Konzept arbeite.

Ereignisse, die einen Bearbeitungsvorgang auslösen, durchliefen zuerst eine Primärbehandlung; die daraus resultierenden Änderungen des Produktionsprogrammes oder der Einkaufsaufträge würden dann über Schnellwertkontrollen angestoßen.

Der Einsatz unterschiedlicher Rechnertypen wie Mikros, Prozeßanlagen oder NC-Steuerungen, stellt aber auch hohe Anforderungen an die Verknüpfungsmöglichkeiten der Rechner untereinander im Rahmen eines Netzwerks. Scheer hält denn auch für ein PPS-System der Zukunft Forderungen wie etwa eine flexible Datenbasis oder komplexe Folgen von Transaktionen (Vorgangsketten) für ein PPS-System der Zukunft für unabdingbar (s. Kasten).

Grafische DV wenig kreativ

Ebenso wenig, wie neuartige PPS-Systeme aus dem Problemkreis zum Thema "Factory of the Future" wegzudenken sind, dürfen die Einflüsse der Automatisierung in der Fertigungsindustrie unterschätzt werden.

Den immensen Nachholbedarf an Computerunterstützung in der grafischen Datenverarbeitung zeigt insbesondere die Tätigkeitsverteilung im Bereich der Konstruktion: 40 Prozent Administration und Routinetätigkeiten, 35 Prozent Informationsbeschaffung, -gewinnung und -verarbeitung und lediglich 25 Prozent "kreative" Tätigkeiten wie Entwerfen, Berechnen, Simulieren und Analysieren.

Hoher Aufwand für Wartung

Der Kern eines Systems für technisch-wissenschaftliche Anwendungen besteht aus einem Dialogsystem, einer Datenbank und einem Netzwerk von Rechnern und Workstations. Diese Hilfsmittel unterstützen zum Beispiel Planung und Verwaltung, Entwurf, Zeichnung, Analyse sowie Dokumentation und Kommunikation. Diese Tätigkeiten werden bei Anwendungen für 2D- und 3D-Entwürfe, technische Berechnungen, Konstruktion, Fertigungsplanung, Qualitätssicherung und Fertigung, sowie dem Produkt-/Projekt-Management und der technischen Dokumentation durchgeführt.

Ernst-Dieter Ganguin, von der IBM Deutschland, München, (derzeit in White Plains, USA), und Spezialist für Probleme in der Fertigungsindustrie, diagnostiziert heute speziell im betriebswirtschaftlichen Bereich einen immensen Anwendungsrückstand. Zudem einen hohen Aufwand für Wartung und Modifikation (70 bis 80 Prozent der verfügbaren Kapazität), sowie den Einsatz veralteter Systeme mit erheblichen Mängeln bezüglich der Integration.

Die Entwicklung der Jahre 1982 bis 1984, so Ganguin, zeige eine besonders starke Zunahme der Applikationen in den Bereichen Entwicklung und Konstruktion sowie in der Produktionsplanung und -steuerung. Hier werde jedoch für Betriebe mit weniger als 1000 Beschäftigten eine weitaus höhere Zuwachsrate erwartet als für größere Unternehmen.

Nach Meinung des IBM-Mitarbeiters gehen die Entwicklungstendenzen von einer getrennten Betrachtung von Material- und Kapazitätsplanung hin zur integrierten Materialflußsteuerung. Zudem werde die Periodenorientierung von der Aktionsorientierung abgelöst.

Ein Drei-Schichten-Betrieb in der Fertigung erfordert auch eine 24-Stunden-Verfügbarkeit der Anwendungen. Die Integration der Applikationen des CAD, CAM und PPS zum CIM (Computer Integrated Manufacturing) setzt indes auch eine entsprechende Integration auf der Hardware-Seite voraus.

Großrechner übernehmen die betriebswirtschaftlichen Anwendungen und die zentrale Datenhaltung. Darunter steht eine Ebene von prozeßorientierten Rechnern, die wiederum mit Steuerungssystemen für DNC (Direct Numerical Control), Transport- und Lagersteuerung oder Robotern verbunden sind.

Resümiert Ganguin: "Die Größe der betriebswirtschaftlichen Systeme und die zunehmende Automatisierung weiterer betrieblicher Bereiche bedingen die Gestaltung offener Systeme, um auch in Zukunft an sich ändernde technologische und organisatorische Bedingungen anpaßbar zu bleiben."

Diesen Trend zu erkennen und entsprechende Schritte in die Wege zu leiten sind zweifelsohne Aufgaben des Managements, denn CIM stellt nach Meinung von Experten ein strategisches Instrument zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit durch höhere Produktivität und Flexibilität dar.

Daß jedoch die Bedeutung von CIM vielerorts in den Führungsetagen der Unternehmen ignoriert oder dessen Auswirkungen unterschätzt werden, weiß Dr. Christian Maier-Rothe, European Director Operations Management bei der Unternehmensberatung Dr. Arthur D. Little, Wiesbaden, aus langjähriger Erfahrung zu berichten. Zu den typischen Managementfehlern zählt er insbesondere die Unkenntnis der DV-Entscheider über den jeweiligen Entwicklungsstand von CIM oder die Attitüde, Investitionen bis zur Ausreifung dieser Technologie zurückzustellen. Weiterhin hegten die Verantwortlichen in den Chef-Etagen nicht selten unrealistische Erwartungen oder ließen sich durch zurückliegende Fehlschläge entmutigen.

Eine Empfehlung für den Einsatz von CIM gibt Dr. Christian Maier-Rothe von der Arthur D. Little:

Bei der Einführung und dem Management von CIM ist mit der Konzeption der Systemarchitektur zu beginnen. Die Verantwortung für die Implementierung wird den Benutzern übertragen. Das Management hat eine schrittweise Implementierung sicherzustellen und die Pläne periodisch anzupassen. Insgesamt ist eine Ausgewogenheit zwischen langfristigem Nutzen und kurzfristiger Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Bei der Implementierung soll möglichst Standardsoftware und externe Beratungsleistung eingesetzt werden.

Die Entwicklung von CIM-Systemen muß im Einklang mit zentralen Standards bezüglich der Datenbanken, der Kommunikation und der Hard- und Software erfolgen.

Durch eine stärkere Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Funktionsbereichen werden die Aufgaben im technischen Bereich verändert. Die integrierte Informationsverarbeitung führt zu einer Veränderung der Rolle und der Organisation der EDV.

Als Richtlinien für die Planung werden empfohlen,

- auf kurz- und langfristigen Nutzen zu zielen,

- alle Verantwortungsbereiche einzubeziehen,

- sich auf die CIM-Technologie mit der größten Hebelwirkung zu konzentrieren,

- in langfristigem Zeitraum und in iterativen Verfahren zu planen,

-die Pläne der operativen Einheiten zu konsolidieren, um Schnittstellen und Synergien zu berücksichtigen.

Dr. Christian Maier-Rothe: Für die Entwicklung einer CIM-Strategie gelten klare Management-Grundregeln

- Investitionen in CIM sind eher strategischer als taktischer Natur

- Der volle Nutzen von CIM wird nur durch unternehmensweite Planung und Einführung erreicht

- Die Einführung von CIM erfordert ein koordiniertes Vorgehen über alle Ebenen der Organisationshierarchie

- Die Auswirkungen von CIM auf Mitarbeiter und Organisation müssen vorhergesehen und gesteuert werden.

Anforderungen an ein PPS-System der Zukunft

- Wirkungsvolle und flexible Datenbasis sowohl für Grunddaten als auch für Planungsinformationen

- Enge Verbindung technischer Konstruktionsvorgänge mit betriebswirtschaftlichen Daten und Entscheidungsverfahren

- Mischung aus standardisierten Planungsabläufen, die in festen Programmen vorgegeben sind

- Flexible ad-hoc-Auswertungsmöglichkeiten

- Differenzierte Verarbeitungsformen zwischen Realtime- und Batchverarbeitung

- Komplexe Folgen von Transaktionen {Vorgangsketten), die durch eine Planungsänderung (net-change) ausgelöst werden

- Hoher Vernetzungsgrad unterschiedlicher Hardwaresysteme zur Verbindung von Planungsfunktionen, Steuerungsfunktionen von Produktionsanlagen und dem Rückmeldesystem.