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31.05.1985

Situationsanalyse in jedem Unternehmen unerläßlich

In diesem und im nächsten Jahr steht den meisten deutschen Industrieunternehmen die Einführung oder wesentliche Ausweitung des CAD-Einsatzes ins Haus. Da dieser durch die vielfältigen Schnittstellen der Konstruktionsabteilungen mit allen anderen betrieblichen Bereichen von einem übergeordneten Interesse für das Unternehmen ist, wird bei der Auswahl und bei der Einsatzplanung für ein CAD-System üblicherweise zugleich an eine Computer-integrierte Fertigung und ein integriertes technisches Informationssystem für das Unternehmen gedacht.

Die Beschaffung eines CAD-Systems kostet die meisten Unternehmen mehr als eine Million Mark, die größeren Unternehmen noch wesentlich mehr. Die Anschlußinvestitionen in Richtung CIM sind noch eine Größenordnung teurer. Angesichts solch großer Geldbeträge ist eine Systematik erforderlich, um ein Höchstmaß an Sicherheit und Ausgewogenheit der Investitionsentscheidung zu erzielen. Ebenso ist eine sehr gute organisatorische Verankerung der Investition vonnöten. Das bedeutet, daß man bereits vor der Entscheidung für die Investition die organisatorischen Folgen weitestmöglich durchdenkt. Eine weitere Folge ist, daß ein CAD-System in ein konstruktives, auf die Gesamtsituation des Unternehmens abgestimmtes Konzept eingebaut wird. Ein Teil dieses Konzepts ist die Informationsversorgung des gesamten Unternehmens mit technischer Information.

So ist die Besorgung eines CAD-Systems der Anlaß, sich mit lange anstehenden, grundsätzlichen Fragen der Informationsversorgung aller mit technischen Informationen umgehenden Bereiche des Unternehmens anzunehmen. Der erste Schritt zu einem solchen Konzept - die Analyse - muß also sinnvollerweise eine Bewertung der Unternehmenssituation über den direkten Einsatzbereich von CAD in der Konstruktion hinaus umfassen. Insbesondere hinsichtlich der Fragestellung der Weitergabe der technischen Informationen.

Unterschiedliche Hardware durch EDV-Inseln

Die in den meisten Unternehmen historisch gewachsenen EDV-Inseln sind am auffälligsten durch die unterschiedliche Hardware charakterisiert, die in den zentralen und dezentralen Bereichen zu finden ist. Dabei werden innerhalb der dezentralen Bereiche meist arbeitsplatznahe oder Abteilungsrechner unterschiedlichster Fabrikate eingesetzt.

Auch resultiert meistens die Software, die selbst erstellt oder besorgt wurde, aus den jeweiligen dezentralen Anforderungen der diese EDV-Insellösungen besorgenden Abteilungen. So kommt es nicht nur zu Doppelspeicherungen und -erfassungen, zu Inkompatibilitäten und Inkonsistenzen zwischen den verschiedenen Daten und Programmen, sondern zu Verzettelungen des System Know-how und zur immerwährenden Pflege und Weiterentwicklung von Teillösungen, die den Stand der EDV-Technik nicht im angemessen Maße berücksichtigen.

Die wirtschaftlichen Veränderungen der letzten Jahre haben dazu geführt, daß in fast allen Unternehmen die Aufträge ungleichförmiger hereinkommen, zunehmend mehr Sonderwünsche enthalten, kurzfristiger terminiert und vertragsmäßig schwieriger sind. Das kommt in vielen höheren Anforderungen an die Durchsteuerung der verschiedenen kritischen Aufträge nebeneinander durch den Betrieb zum Ausdruck. Für Serienhersteller gelten entsprechende Probleme hinsichtlich der kleineren Lose, der größeren Qualitätsanforderungen und härteren Haftungsvereinbarungen. Das alles führt zu entnervenden und teuren Verwaltungswegen, teuren Puffern und Ausweichlösungen.

Neulösung meistens preiswerter

Bei einer geplanten Integration von zwei DV-Systemen ist die Verbindung sowohl auf Software als meist auch auf der Hardwareseite vorzunehmen. Für eine Rechnerkopplung muß ein Betrag von etwa 40 000 bis 80 000 Mark angesetzt werden. Bei der Realisierung von Softwareschnittstellen ist häufig die Erfahrung gemacht worden, daß im Detail sehr viel mehr Probleme auftreten, als in der Planung bedacht wurde.

Die Zusammenführung von Insellösungen in Betrieben kommt meist teurer als eine Neulösung aller beteiligten Themen. Die Erhaltung von Inseln und das Maßschneidern von Konzeptionen um diese Inseln herum mit entsprechenden Schnittstellen lohnt sich nur bei sehr teueren Inselinvestitionen. So lohnt es nicht, Insellösungen mit einem Investitionswert von weniger als 200 000 Mark zu erhalten. Diese Bemerkung zielt wohlgemerkt nicht auf die Dezentralität der Lösung, sondern auf mangelnde Einbettung in ein integriertes Konzept oder Verfahren.

Die Summe der Anforderungen aller Betriebsbereiche ist zumeist nicht bekannt, weil sie nie systematisch erhoben wurde. Ein fortwährendes Verschieben einer Gesamtschau führt dazu, daß zu einem späteren Zeitpunkt die jetzt getätigten Investitionen wieder in Frage gestellt werden müssen.

Die Aufbauorganisationen der Unternehmen sind meistens auf dem Papier transparent. Ihre Bedeutung wird aber erst wirklich ersichtlich, wenn die Ablauforganisation durchgesprochen und auf Deckung oder Kongruenz zur Aufbauorganisation hin überprüft wird.

Gerade aus Problemen mit Bereichsgrenzen, Zuständigkeiten und Kompetenzen können für integrierte, künftige Automationskonzepte erhebliche Schwierigkeiten erwachsen. In Unternehmen mit stark ausgeprägtem Bereichs- und Abteilungsdenken kann der CIM-Gedanke schon im Ansatz scheitern.

Eine Veränderung und Weiterentwicklung der Aufbauorganisation, die bei der sich schnell ändernden betrieblichen Umwelt nur selbstverständlich und notwendig ist, will man nicht die formelle und informelle Organisation völlig auseinanderlaufen lassen. Diese Veränderung erfordert sowohl fachliche als auch taktische Fähigkeiten in hohem Maße - sie gehört zu den schwierigsten Aufgaben.

Darüber hinaus muß geklärt werden, was an informatorischen und Organisationshilfsmitteln vorhanden ist. Auch das ist in einer betrieblichen Gesamtschau meistens nicht zu finden und bedarf vor einer informatorischen Gesamtdurchdringung des Unternehmens einer sorgfältigen Aufnahme. Man würde sonst vorhandenes ausgearbeitetes Know-how verschütten und nicht nutzen.

CAD/CAM ist der Ansatz, Know-how und Ergebnis der Konstruktion und der Überleitung zur Fertigung mit Mitteln der Informationsverarbeitung zu behandeln. Insofern muß es als hauptsächliche innere Informationsquelle des Unternehmens auch zentral in einer informatorischen Gesamtbetrachtung des Unternehmens stehen. Daß es erst in diesen Jahren dazu kommt, nachdem die administrativen Aufgaben der Unternehmen größtenteils informatorisch durchdrungen sind, liegt sowohl am Schwierigkeitsgrad der Lösung als auch und damit zusammenhängend am Preis dieser Lösung hinsichtlich Hardware und Software. Der hohe Preis dieser Lösung verpflichtet, das ganze Umfeld entsprechend zu durchdenken.

Es gibt allerdings auch lohnende Einsatzgebiete für ein isoliertes CAD-System. Die neue Generation von 2D-Drafting-Systemen auf zum Beispiel Mikrocomputern ist rentabel für die Zeichnungs- oder Schemaerstellung. Auch bei vorliegenden spezieller Variantenreihen oder bei komplexen Geometrieproblemen ist CAD ohne weitere Integration für sich nachweisbar wirtschaftlich und erfolgreich. Ein flächendeckender Einsatz für alle Mitarbeiter und Aufgaben im Entwicklungs- und Konstruktionsbereich wird aber erst beim Vorliegen einer umfassenden CIM-Konzeption sinnvoll.

Es gibt also zuweilen auch die Möglichkeit, CAD als neue Insel in den Betrieb zu stellen. Vor diesem Hintergrund darf eine CAD-Systemauswahl nicht nur nach den technischen Kriterien der Konstruktion erfolgen. CAD ist ein wichtiges Glied im DV-gestützten Produktionsprozeß - aber auch nicht mehr. Bevor eine CAD-Entscheidung getroffen wird, sollte eine klare Zielvorstellung bestehen über die mittelfristige Entwicklung der DV-gestützten Informationsverarbeitung im Gesamtbetrieb.

Ansatzpunkte zum integrierten technischen Informationssystem

Ein typisches Produktionsunternehmen hat heutzutage folgendes Mengengerüst hinsichtlich der in den EDV-Arbeitsbeständen gespeicherten Daten. Die Zahlen beziehen sich auf je 1000 Mitarbeiter und berücksichtigen nicht die in Archivierungen vorhandenen Datenbestände. In einem solchen Unternehmen finden sich typischerweise etwa drei Megabyte an Online-Daten. Verfügbar sind etwa 40 Bildschirme und eine installierte Rechnerleistung von 1 bis 1,5 Millionen Operationen pro Sekunde. An diesen Eckzahlen können Sie den EDV-Durchdringungsgrad jedenfalls von der mengenmäßigen Seite mit Ihrem Unternehmen vergleichen. Es handelt sich hierbei um Durchschnittszahlen, nicht um besonders fortschrittliche Installationen. Die Daten und realisierten Programme in den Unternehmen verteilen sich inhaltsmäßig etwa wie folgt: Ein Drittel für Systemoverhead, das sind Programmentwicklung und Pflege, Rechenzentrumsinternas sowie Reserveplatz. Ein Drittel des Aufwandes entfällt auf die administrativen Anwendungen wie Personalwesen, Finanzbuchhaltung und Rechnungswesen. Schließlich entfällt ein Drittel auf das Einsatzgebiet und Daten dieses Bereiches, darunter Auftragsdaten, Produktplanungs- und Steuerungsdaten. Wenn man nun bedenkt, das die Daten größtenteils in der Technik ihren Ursprung finden und hier der Anfall an Urdaten hoher ist als in den anderen Bereichen, so muß auffallen, daß dieses Gebiet als EDV-Einsatzfeld noch unterentwickelt ist.

Entwicklungstrend steht im Zeichen von CIM

Beachtet man auf der anderen Seite, daß in Fertigungsunternehmen mehr als 80 Prozent an Personal- und Investitionskosten auf den Bereich der Technik entfallen, so wird der Handlungsbedarf in Richtung CIM sehr augenscheinlich. Man kann davon ausgehen, daß in den 90er Jahren mehr als die Hälfte der Installierten DV-Kapazitäten eines Unternehmens der Technik zugeordnet sein wird.

Folgende Datengruppen haben in den technischen Bereichen ihren Ursprung und sind für ein integriertes technisches Informationssystem vorzusehen:

- Produktionsplanungsdaten,

- geometrische Daten der Entwicklung,

- Zeichnungsdaten,

- geometrische Daten der Fertigung,

- Normteiledaten und Sachmerkmalsverwaltungsdaten,

- Wiederholbauteileerkennungsdaten,

- Kundenauftragsdaten,

- Werkauftragsdaten,

- Arbeitsplandaten,

- Materialdispositionsdaten,

- Qualitätsdaten,

- Prozeßdaten,

- Projektabwicklungsdaten,

- Schemadaten,

- Methodendaten,

- Versuchsdaten,

- Texte.

Am Beispiel der Fertigungsplanung zeigt sich die Vielfalt der technischen Daten und der Beteiligung von mehreren Abteilungen. Folgende Tätigkeitsschritte sind, bei der Erstellung eines Fertigungsplans zu unterscheiden:

- Fertigungsplan-Organisation,

- Fertigungsverfahrensauswahl,

- Bearbeitungsanweisung,

- Zeitermittlung,

- Fertigungsmittel-Bestimmung,

- NC-Programmierung,

- Fertigungsplan-Dokumentation.

Von den notwendigen Ausgangs- oder Basisdaten wird weniger als die Hälfte in der Fertigungsplanung selbst allein bestimmt und verwaltet. Die Mehrzahl der Informationen stammt aus den Abteilungen Konstruktion, Fertigung, Qualitätssicherung, Produktionsplanung oder von externen Lieferanten.

Umgekehrt stellen die Ergebnisse der Fertigungsplanung wiederum Ausgangsdaten dar für Fertigung, Produktionsplanung und Kalkulation.

Aus der Erkenntnis dieser Informationszusammenhänge erwächst der Gedanke des CIM wie der des integrierten technischen Informationssystems.

Analyse und Entscheidungsfindung

Am Anfang steht die Analyse des Betriebsablaufs in den jeweils gegebenen Rahmen. Die hieraus gewonnene Informatik wird verdichtet in Problempunkte, und zwar zunächst in Problemdetailpunkte und im Anschluß daran in Problemschwerpunkte. Diese Problemschwerpunkte werden mit den betroffenen Bereichen zusammen besprochen und in einer Problemfeldübersicht dargestellt, die die typischen Schwerpunkte, die Kosten, die durch diese Probleme bewirkt werden und die möglichen Abhilfemaßnahmen miteinander darstellen. Aus den Problemschwerpunkten ergeben sich dann die Hinweise, welche Art Projekte, welche Art CAD-System oder welche Art von Informationssystemen benötigt wird, um diesen Schwerpunkten mit Prioritäten begegnen zu können.

Aus den Kosten, die durch diese Probleme verursacht werden, ergibt sich die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und damit die Rechtfertigung des Einsatzes der Projekte und DV-Kosten. Aus den möglichen Abhilfemaßnahmen und deren Relationen zueinander ergibt sich eine Gesamtprojektierung.

Ein Hilfsmittel zur verdichteten Darstellung eines betrieblichen Informationsgefüges ist die Informationswegematrix. Die in einer Input-/Output-orientierten Analyse ermittelten Informationsbeziehungen der Abteilungen untereinander werden in dieser Matrix übersichtlich dokumentiert.

Es ist Stand der Technik, daß die informatorische Durchdringung des Gesamtbetriebes sich in einzelnen Schritten vollzieht, die wirtschaftlich separat zu rechtfertigen sind. Dazu werden üblicherweise sogenannte Wirtschaftlichkeitsrechnungen erstellt. Diese teilen sich meistens in einen quantifizierten und einen nicht quantifizierten Anteil. Typisch ist folgende Situation: In einem quantifizierten Teil sind operative Zeiten bewertet, beispielsweise die Beschleunigung beim Zeichnen, Rechnen, Stücklisten erstellen oder andere Tätigkeiten, die im Zentrum einer Maßnahme stehen. Aus Erfahrung läßt sich sagen, daß üblicherweise der Personalstand bei derartigen Projekten nicht reduziert wird. Der nicht quantifizierte Nutzenanteil ist der für das Unternehmen wichtigere.

Die Verkürzung der Reaktionszeiten, die Verbesserung der Informationsqualität und das höhere Maß an Vereinheitlichung und damit die Einsparung von Komplexitätskosten, die Know-how-Strukturierung, das alles sind Punkte, die das technische Management und die Leistungsfähigkeit überhaupt stark verbessern und die zu quantifizieren im vornherein meist keine akzeptierte Möglichkeit besteht.

Die Entscheidung für ein integriertes Informationssystem als Teil einer CIM-Konzeption ist letztlich eine strategische Unternehmensentscheidung zur langfristigen Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit. Mit hergebrachten Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung und Investitionsbeurteilung wird man ihn nicht gerecht.

Das zentrale Konzept der Informationsverarbeitung besteht aus einem Rechenzentrum mit einem Großrechner, in welchem sich alle Unternehmensdaten in den integrierten Datenbanken befinden. Eine große Zahl von Endbenutzern aller Unternehmensbereiche ist an dieses Informationssystem angeschlossen.

Konzeptionsalternativen und ihre Probleme

Ein Problempunkt hierbei, der aus der Vergangenheit herrührt, ist die oft vorgefundene mangelnde Anwendungserfüllung dieser Systeme. Das ist sicher kein prinzipieller Punkt, aber die Historie zeigt, daß in der meisten Unternehmen diese zentralen Systeme und Rechenzentrumseinrichtungen den Anwendungen der Technik nicht gut entsprochen haben.

Ein wichtiger Punkt dürfte in Zukunft die Verletzlichkeit eines zentralen Konzepts gegenüber Störungen verschiedenster Art sein. Die Bedeutung dieses Punktes wird zukünftig wahrscheinlich die Vorteile des zentralen Konzepts, nämlich Bündelung von Know-how, Betriebseinrichtungen und Disziplin, aufwiegen.

Im Gegensatz zum zentralen verteilt das dezentrale Konzept seine Ressourcen, insbesondere die Hardware, über die Betriebsfläche. Wesentlich ist hierbei, daß nicht nur die Systeme verteilt sind, sondern ein einheitliches Konzept besteht. Das ist allerdings ausgesprochen selten. Das Konzept bedingt nämlich, daß eine einheitliche Anschauung, Disziplin und Methodik für die Anwendungen vorher umgesetzt wird. Software, die eine Dezentralität von Gesamtsystemen unterstützen, gibt es bislang nur wenig. Die klassischen Standardsoftwarepakete sind auf zentrale Einrichtungen hin ausgerichtet. Das gilt insbesondere für die Datenbanksysteme, die wir für den technischen Bereich, für integrierte technische Informationssysteme dringend brauchen.

Es gibt verschiedene Meinungen darüber, ob in Zukunft mehr Zentralität oder mehr Dezentralität in der Informationstechnik der Unternehmen vorherrscht. Wir kennen unter großen deutschen Unternehmen sowohl welche, die sich für die eine, als auch welche, die sich für die andere Seite in der Unterstützung der technischen Bereiche entschieden haben.

Das Hauptproblem bei der Umsetzung eines solchen Konzepts ist nicht mehr die Rechnerkommunikation, sondern die Konsistenz der Datenhaltung.

Die Funktionen und Daten, die für ein integriertes technisches Informationssystem vorgesehen werden sollen, müssen in verschiedenen Verfeinerungsstufen erarbeitet werden. Sie müssen am Anfang mindestens gegliedert und nach Themen geordnet werden. Beispielsweise ist eines der ersten Anliegen, die im Zuge einer CAD-Einführung anfallen, oftmals die Einführung einer Sachmerkmalsverwaltung oder die von Such- und Abspeicherungsalgorithmen für Zeichnungs- und Geometriedatenbestände, die das Wiederverwendungsproblem lösen. Selbstverständlich möchte man auch das Problem einer Verbesserung der Werknorm bei dieser Gelegenheit mit erledigen.

Stufenkonzept erleichtert Poblemtrennung

Es ist ein Beispiel, bei dem sich eine Trennung der Probleme empfiehlt. Die Erstellung von Geometrie und Archivierung dieser Datenbestände unter einer Zeichnungs-Nummer oder einer sonstigen Identifikations-Nummer ist das eine Teilproblem. Dieses Problem muß im Zuge der CAD-Einführung gelöst werden. Das andere Problem, nämlich eine Sachmerkmalsverwaltung und eine gezielte Förderung der Teilewiederverwendung ist separierbar und läßt sich durch zusätzliche Systeme unterstützen, von denen auch einige am Markt sind.

Es ist also die Schnittstelle zwischen diesen beiden Themenkreisen vernünftig zu definieren, um dann jedes Teilprojekt separat lösen zu können, natürlich mit einem möglichst hohen Anteil an käuflichen Lösungskomponenten, weil diese in der Regel billiger zu beschaffen sind als eigenerstellte.

Das Beispiel zeigt andererseits auch, daß beide Teilprobleme vorher bedacht werden müssen, um hinsichtlich der Rechner und Systemarchitektur hier Vorkehrungen zu treffen. Bei der Auswahl des CAD-Systems spielen sie aber nur hinsichtlich der Schnittstelle eine Rolle.

Teillösungen in Gesamtkonzept einbetten

Bei den verschiedenen Elementen, die in einem integrierten technischen Informationssystem miteinander gemeinsam gelöst oder verbunden werden, gibt es in den Unternehmen verschiedene manuelle oder EDV-Ansätze. Das Inselproblem wurde schon genannt. Selbstverständlich müssen die Vorentscheidungen und Tendenzen, die durch diese Inseln zum Ausdruck gebracht werden, mit für ein Gesamtsystem eingefangen und nützlich eingesetzt werden. Das heißt nicht, daß sich die Teillösungen von der systemtechnischen Seite weiterverwenden lassen. Dies ist meistens nicht möglich oder jedenfalls zu teuer. Von der aufbereiteten Logik, Benummerung und Ordnung der jeweiligen Teilthemen oder bereits existierenden Datenbeständen kann aber fast immer Nutzen gezogen werden.

Zwischen diesen Vorstellungen zu den jeweiligen Teilthemen existieren normalerweise Konflikte. Diese Konflikte sind teils personell begründet, teils liegen sie in den unterschiedlich zur Verfügung stehenden Mitteln in den Abteilungen, die für die Teilprobleme zuständig sind. Diese Konfliktfelder müssen entweder in die Projektdefinition mit hineingenommen werden, um die Konflikte in der sachlichen Projektarbeit angemessen zu lösen, oder sie müssen zuvor geordnet werden. Es ist nicht richtig, die Konflikte auszuklammern und eine Problemlösung unter Mißachtung bestehender Konflikte zu suchen, da diese Lösung keine Akzeptanz finden wird.

Es ist notwendig, ein gewisses grobes Gesamtkonzept in jedem Falle vorzulegen, in das Teillösungen einzubetten sind. Die Ausführungen dieses Berichts haben vor allem die Gesamtschau der Probleme des Betriebs aufgeführt und betont. Selbstverständlich können nicht alle diese Dinge zu gleicher Zeit angegangen werden, weil den Unternehmen dazu die Finanzkraft fehlt. Wichtig ist aber, die Teillosungen, die sukzessive aufgebaut werden, vor dem Hintergrund einer Gesamtschau zu sehen, um sich nicht in Nichtigkeiten zu verlieren oder sogar Erschwernisse für ein Gesamtsystem aufzubauen.

Volker Lohberger und H.-P. Vogt, SCS Organisationsberatung und Informationstechnik, Mülheim/Ruhr, hielten dieses Referat auf dem Kongreß CAD/CAM '85 der CW-CSE, München. Die vollständigen Kongreßunterlagen sind bei CW-CSE, Herzogstr. 39, 8000 München 40, zum Preis von 110 Mark erhältlich.