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22.01.1988 - 

Organisatorische und technologische Zielausrichtung ist notwendig:

Planungsqualität bestimmt CAD/CAM -Wirtschaftlichkeit

Ob im Rahmen des CAD-Einsatzes Wettbewerbsvorteile und Nutzenrückflüsse erzielt werden, hängt wesentlich von der Qualität der unternehmensindividuellen Einsatzplanung ab. Zwei Fallbeispiele aus der Praxis zeigen, wie wichtig eine organisatorische und technologische Zielausrichtung ist. Beide betrachteten Unternehmen setzen CAD ein. Mit unterschiedlichem Erfolg. Was bestimmt den Erfolg?

Wesentliches Einsatzziel der Informationstechnik ist die Stärkung der Wettbewerbsposition des Unternehmens. Eine wichtige Zielsetzung ist hier die Integration verschiedener informationstechnischer Inseln. Mantelbegriff dieser Thematik ist CIM (Computer Integrated Manufacturing). CAD (Computer Aided Design) unterliegt als wesentliches Teilelement von CIM Einflußfaktoren, die markt- und unternehmensindividuell bewertet werden müssen.

Die Leistungsfähigkeit von CAD wird im wesentlichen durch die informationstechnische Infrastruktur, die Funktionalität und die Integrationsfähigkeit der Software bestimmt. Hinzu kommen wichtige organisatorische Gesichtspunkte: die Integration betrieblicher Funktionen und damit der Anwendungen und ihrer Daten. Durch die heutigen und zukünftigen Möglichkeiten der Informationstechnik sind erst ablauforganisatorische Umstrukturierungen möglich. Hierdurch wird letztlich die strategische Position eines Unternehmens verbessert.

Dieser organisatorische Aspekt wird von vielen Unternehmen unterschätzt. Die Substitution der manuellen Zeichnungserstellung durch ein CAD-System bringt im Rahmen von Rationalisierungszielen nur wenig Nutzen. Erst durch eine Orientierung der informationstechnischen Abläufe an den betrieblichen Verfahrensketten können Ziele wie Reduzierung der Durchlaufzeit, Kostensenkung sowie eine Vergrößerung der technologischen Kompetenz erreicht werden. Ein Beispiel dafür ist die Produktentwicklung. Sie umfaßt Vertrieb, Marketing, Konstruktion und Produktionstechnik. Die Integration gemäß solcher Verfahrensketten ist für den Nutzen von CAD in beiden Fallbeispielen von ausschlaggebender Bedeutung.

Viele Faktoren werden unterschätzt

Das erste Fallbeispiel - ein Maschinenbau-Unternehmen - fertigt Standardprodukte mit hohem Variantenanteil auf der Baugruppenebene. Die Serienfertigung hat große Bedeutung. Eine enge Kundenankopplung ist nicht vorhanden. Die Wettbewerbsstrategie ist auf eine Preis/Leistungs-Führerschaft ausgelegt.

Bezogen auf das Produktspektrum und auf die Unternehmensdaten liegt hier zunächst eine relativ unkritische Einsatzumgebung für CAD vor. Das CAD-System ist seit 1981 im Einsatz. Die Anwendungsschwerpunkte liegen in der mechanischen und elektrotechnischen Produktentwicklung. Im Vordergrund stehen 2D-Anwendungen. Teilweise wird aber auch mit 3D-Modulen konstruiert. Der Vertrieb, die Projektierung und die Produktionstechnik werden nicht durch CAD unterstützt. Auch wurde bisher keine CAD-Kopplung zu den vorhandenen CAM-, PPS- und Archivierungssystemen vollzogen. Lediglich die Produktberechnung verfügt über eine FEM-Schnittstelle (FEM = Finite-Elemente-Methode) zum CAD-System.

Die Einführung von CAD vollzog sich ohne Investitionsplanung und spätere Kontrolle. Angestrebt wurde die Realisierung eines ausgesprochen umfassenden Zielsystems (vgl. Abb. 1). Neben kurzfristigen Rationalisierungszielen richteten sich mittelfristige Zielsetzungen auf eine Erhöhung der Produktqualität und Planungssicherheit (zum Beispiel Reduktion der Typenvielfalt und anderes mehr). Das Zielerreichungsprofil war jedoch wenig befriedigend. Eine Reihe von Hemmnissen ist dafür verantwortlich (vgl. Abb. 2).

Als schwerwiegendstes Problemfeld erwies sich die geringe Erreichung der Rationalisierungsziele im Hinblick auf Kosten, Entwicklungs- und Gesamtdurchlaufzeit. Die Reduktion der Kosten in der Produktentwicklung gehörte hingegen nicht zu den unternehmensspezifischen Haupterfolgsfaktoren. Neben hohen Akzeptanzproblemen auf seiten der Mitarbeiter war eine verfehlte Einschätzung der Investitionskosten bei gleichzeitig unzureichender Kenntnis der Kostensituation in der Produktentwicklung die Ursache. Das Fehlen einer genauen Nutzenzuweisung und einer Investitionsrechnung machte sich hier negativ bemerkbar. Auch wurden bei der CAD-Auswahl nur die Anforderungen an Konstruktion und Entwicklung berücksichtigt.

Die Nichtbeachtung spezifischer Anforderungen aus dem Vertrieb oder der Produktionstechnik hat beträchtliche Folgen: Eine Ausweitung der Technologie ist nur durch erhebliche Erweiterungsinvestitionen erzielbar. Am schwersten wiegt jedoch die Unterschätzung organisatorischer Probleme. Dies verdeutlicht die weitere Analyse. Die Produktentwicklung ist stark funktional und nach technologischen Aspekten organisiert. Dadurch ist die Produktionstechnik nur sehr schwach in die Produktentwicklung involviert. Ablauforganisatorische Hilfsmittel wie Normung und Standardisierung Gruppentechnik, Numerierungstechnik sowie das Freigabewesen und der Änderungsdienst wurden nicht den informationstechnischen Möglichkeiten angepaßt. Gänzlich verzichtet wurde auf einen Klassifizierungsschlüssel oder eine Sachmerkmalsleiste sowie auf einen CAD-unterstützten Wiederholteil-Katalog. Gerade diese ablauforganisatorischen Hilfsmittel stellen aber unabdingbare Voraussetzungen dar, um Ziele wie Reduktion der Typenvielfalt, Berücksichtigung produktionstechnischer Anforderungen oder Integration der Datenflüsse zu erreichen.

Wettbewerbsvorteile durch CAD-Einsatzplanung

Eine wesentlich kritischere CAD-Einsatzumgebung zeigt sich im zweiten Fall, einem Unternehmen aus dem Anlagenbau. Kennzeichnend ist ein stark auftragsindividuelles Produktspektrum mit nur geringem Anpassungs- und Variantenanteil. Dies hat einen hohen Engineering-Aufwand mit gleichsam hohen Flexibilitätsanforderungen während der Angebotsphase zur Folge. Die Organisation der Einzelteilfertigung erfolgt nach dem Werkstattprinzip. Große Produktvielfalt bei enger Kundenankopplung sowie eine Marktstrategie, die auf eine Produkt- und Vertriebsdifferenzierung ausgelegt ist, sind für das Unternehmen charakteristisch. Seit 1984 wird ein CAD-System für die Anlagenentwicklung eingesetzt. Bedingt durch die unterschiedlichen elektrotechnischen Anforderungen wurden zwei Systeme beschafft, wovon ein System als reine PC-Insellösung konfiguriert ist. Dieses Unternehmen analysierte seine CAD-Einsatzschwerpunkte sehr präzise. Ein 3D-System zur Anlagenentwicklung wird neben der Konstruktionsabteilung insbesondere im Bereich Projektierung und im Vertrieb eingesetzt.

Eine höhere Planungssicherheit wurde durch Montage- und Einbausimulationen erzielt, wobei man das 3D-Informationsmodell zugrunde legte. Auch wurden die Datenflüsse in der Auftragsabwicklung sehr genau beschrieben. Die Auswahl fiel auf ein CAD-System, das die Möglichkeit bietet, neben Produkt- und Angebotsunterlagen eine Reihe weiterer Dokumentationsunterlagen (Layouts, Isometrien, Mengenübersichten) zu generieren. Durch diese CAD-Einsatzschwerpunkte werden für das Unternehmen wichtige Haupterfolgsfaktoren (sprich: Kundennähe) wirkungsvoll unterstützt.

Wenngleich auch in diesem Unternehmen eine Investitionsplanung und -kontrolle unterblieb, fiel die Investitionsentscheidung dennoch erst nach sorgfältiger Überprüfung der Anforderungen aller an der Produktentwicklung beteiligten Bereiche. Die Zielsetzungen sind eher qualitativer Natur und weniger, wie beim ersten Beispiel, direkt an Rationalisierungseffekten orientiert (vgl. Abb. 3). Aufgrund der genauen Analyse des Anwendungsspektrums und der vorhandenen Systemlösungen hat das Unternehmen von einigen Zielen Abstand genommen. Die Konzentration erfolgte eindeutig auf die Mehrfachverwendung von Daten.

Die hiermit verbundenen Ziele (Verkürzung der Angebots- und Entwicklungszeit) wurden in hohem Grade erreicht. Eine Erhöhung der Informationsqualität wurde durch die Abdeckung des gesamten Zeichenspektrums (3D-Anlagenmodell, Isometrien, Layout etc.) erzielt. Ein wesentliches Problem erwächst aus der unzuverlässigen Kosten/Nutzen-Rechnung (vgl. Abb. 4). Auch die Investitionskosten und die Investitionsnebenkosten wurden unterschätzt. Die Kostenhöhe behindert heute maßgeblich eine schnellere Ausweitung der Technologie.

Die Involvierung der Bereiche Vertrieb, Projektierung und Produktionstechnik in die Produktentwicklung ist typisch für den Bereich Anlagenbau. Die Produktentwicklung ist organisatorisch flexibel gestaltet. Die einzelnen Abteilungen sind, abhängig von Projekttyp und Aufgabenstellung, mit ihren Funktionen unterschiedlich stark involviert. Die Auftragsabwicklung ist objektorientiert, ein umfassendes Planungs- und Steuerungssystem unterstützt das Projektmanagement.

Die Normung und Standardisierung vor dem CAD-Einsatz wurde forciert, indem die organisatorischen Hilfsmittel sehr früh gemäß den informationstechnischen Möglichkeiten umgestellt wurden. Erheblichen Aufwand verursachte die Anpassung der Numerierungstechnik. Der Aufbau eines Wiederholteil-Kataloges geschah systemabhängig und umfaßt heute 50 000 (3D-)Einzelteile und Baugruppen. In Ermangelung eines zukunftssicheren Konzeptes ergeben sich Probleme bei der CAD-gerechten Umstellung des Freigabewesens und des Änderungsdienstes sowie bei den Klassifizierungsschlüsseln und Sachmerkmalsleisten. In beiden Fällen waren vorhandene Lösungen unbrauchbar. Insbesondere unter Integrationsaspekten wird hier die Entwicklung vorangetrieben.

Wie lassen sich Fehler vermeiden?

Für den Einsatz von CAD müssen ablauforganisatorische Verfahren und Konsequenzen mit einem weiten Horizont im Unternehmen betrachtet werden. Hierbei ist die gesamte informationstechnische Umgebung in die CAD-Betrachtung einzubeziehen. Die gesamtheitliche Sichtweise, die nach den Erfahrungen von Diebold kaum mehr Aufwand bedeutet ermöglicht die Wahrnehmung folgender Vorteile:

-mehr Kundennähe,

-Einstieg in neue Produktionstechniken,

-Nutzenverfolgung und damit anforderungsgerechte Vorbereitung späterer Erweiterungsinvestitionen,

-anforderungsgerechte Systemerweiterungen statt kostenintensiver Systemwechsel.

Ein an der gesamtheitlichen Sichtweise orientiertes Vorgehen wird immer "top-down" orientiert sein. So lassen sich, wie umfangreiche Projekterfahrungen gezeigt haben, einerseits Fehler vermeiden, und andererseits werden kostbare Mittel zuverlässig in die richtigen Objekte investiert.