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Potentiale der Business-to-Machine Communication für virtuelle Produktionsnetzwerke

Diplomarbeit 2003 73 Seiten

Informatik - Wirtschaftsinformatik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Aufbau der Arbeit

2 Business-to-Machine-Communication
2.1 Das Ebenenmodell der Produktion
2.2 Vertikale Integration der Informationsebenen
2.3 Anwendungsfelder

3 Virtuelle Produktionsnetzwerke als Form der interorganisatorischen Leistungserstellung
3.1 Ausgangspunkt und Zielsetzung
3.2 Erscheinungsform und Bestandteile
3.3 Hybride Organisationsstrukturen
3.4 Lebenszyklus eines aktivierten Netzwerkes
3.5 Kern- und Kooperationskompetenz als zentrale Elemente
3.6 Aufgaben und Akteure in virtuellen Organisationen

4 Anwendungsszenarien der Business-to-Machine Communication in virtuellen Produktionsnetzwerken
4.1 Koordination
4.1.1 Anbahnungs- und Konfigurationsphase
4.1.2 Betriebsphase
4.1.3 Auflösungsphase
4.2 Leistungsgestaltung
4.2.1 Neue Produkte und Dienstleistungen
4.2.2 Kundennähe

5 Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhang: Erklärung des Verfassers

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Das Ebenenmodell der Produktion

Abbildung 2: Bestandteile eines virtuellen Produktionsnetzwerkes

Abbildung 3: Lebensphasen eines virtuellen Unternehmens

Abbildung 4: Spektrum der Koordinationsformen

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: VRIO - Kriterien

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

1.1 Zielsetzung

Im Hinblick auf die Beeinflussung durch neue Technologien und Entwicklungen gilt die Produktion üblicherweise als der am stärksten betroffene Bereich eines Unternehmens. Ein Umstand der nicht zuletzt daran deutlich wird, dass die Verwendung informationstechnischer Verfahren zur Unterstützung der Abläufe in der Produktion weitaus früher praktiziert wurde, als dies im Bürobereich bzw. auf der Unternehmensebene der Fall war[1]. Die industrielle Fertigung lässt sich in diesem Zusammenhang gewissermaßen als „Vorreiter“ bei der Nutzung von IuK-Systemen im betrieblichen Umfeld verstehen.

Das Aufkommen sowie die zunehmende Verbreitung internetbasierter Technologien respektive eine damit verbundene umfassende Verwendung in den entsprechenden Funktionsbereichen der Unternehmen ist unter diesen Gesichtspunkten von einer eher gegenläufigen Entwicklung gekennzeichnet, da sich die betrachteten Technologien zunächst auf der Unternehmensebene, etwa im Rahmen des elektronischen Geschäftsverkehrs oder der Bürokommunikation, etabliert haben. Dagegen ist ein möglicher Einsatz im Bereich der industriellen Produktion, beispielsweise in Hinsicht auf die Steuerung und Vernetzung von Automatisierungssystemen, erstmals in jüngster Zeit zum Gegenstand konkreter Überlegungen geworden.

Eine zunehmende Ausweitung internetbasierter Technologien und Standards auf den Fertigungsbereich ermöglicht eine vertikale Integration als Ausdruck einer neu entstehenden elektronischen Verbindung zwischen den Prozessen und technischen Anlagen der Fertigungsebene auf der einen Seite und der Unternehmensebene auf der anderen Seite[2]. Die wirtschaftliche Nutzung dieser informationstechnischen Verbindung wird als Business-to-Machine Communication bezeichnet und führt zu einer Reihe von Erweiterungen oder neuen Anwendungen des E-Business[3]. Gerade diese neuartigen, jedoch zum weit überwiegenden Teil noch wenig entwickelten, Anwendungsmöglichkeiten sind Gegenstand der vorliegenden Arbeit mit dem Ziel, denkbare Potentiale und Verwendungen im Hinblick auf virtuelle Produktionsnetzwerke darzustellen.

Virtuelle Produktionsnetzwerke bezeichnen eine vieldiskutierte Form der interorganisatorischen Kooperation von wirtschaftlich und rechtlich weitgehend selbständigen Unternehmen zum Zwecke einer gemeinsamen Leistungserstellung. Aufgrund immanenter Koordinationsbedarfe ist eine ausgeprägte Verwendung von IuK-Technologie charakteristisch für diese Organisationsform. Vor diesem Hintergrund und den weiteren Merkmalen dieses Kooperationskonzeptes findet eine weitergehende Betrachtung der B2M Communication und ihrer Möglichkeiten zur Unterstützung der gegebenen intra- und interorganisatorischen Abläufe statt. Vor allem die Leistungsgestaltung sowie die Koordination im Rahmen eines virtuellen Produktionsnetzwerkes stehen dabei im Vordergrund des Interesses.

1.2 Aufbau der Arbeit

Im Anschluss an die vorliegende Einleitung wendet sich das 2. Kapitel einer näheren Betrachtung der Business-to-Machine Communication im Bezug auf denkbare Vorraussetzungen, Entwicklungen und Anwendungsfelder zu. In einem ersten Schritt liefert das Ebenenmodell der Produktion eine Darstellung der Unternehmung in Form mehrerer, hierarchisch angeordneter Informationsebenen, als Ort unterschiedlicher Funktionen unter Berücksichtigung der jeweils eingesetzten, anforderungsgerechten IuK-Systeme. Anhand dieses Modells und der damit verbundenen ebenen-basierten Sichtweise erfolgt eine Beschreibung der vertikalen Integration als Vorraussetzung für die Möglichkeiten der B2M Communication. Den Abschluss dieses Abschnittes bilden eine Einordnung in den Begriff des E-Business sowie eine Betrachtung der, aus einer wirtschaftlichen Nutzung der informationstechnischen Verbindung zwischen Fertigungsebene und Geschäftswelt, neu entstehenden, zum heutigen Zeitpunkt vorstellbaren, Anwendungsfelder.

Gegenstand des 3. Kapitels sind virtuelle Produktionsnetzwerke als eine Form der virtuellen Unternehmung im Bereich der industriellen Erzeugung von Gütern und begleitenden Dienstleistungen, wobei vor allem auf konstitutive Merkmale, Erscheinungsform und weitere zentrale Elemente einer vorrangig temporär ausgerichteten unternehmungsübergreifenden Zusammenarbeit näher eingegangen wird.

Abschnitt vier betrachtet die vorgestellten Anwendungsfelder der B2M Communication im Hinblick auf eine denkbare Verwendung in virtuellen Produktionsnetzwerken und ein daraus möglicherweise resultierendes Potential zur Unterstützung dieses Kooperationskonzepts. Im Vordergrund stehen dabei, wie oben bereits erwähnt, zum einen die Koordination der inter- bzw. intraorganisatorischen Abläufe und zum anderen die Möglichkeiten zur Leistungsgestaltung, bezogen auf neue Produkte und Dienstleistungen und eine stärkere Kundenorientierung. Im Zusammenhang mit der überbetrieblichen Koordination werden u.a. agentenbasierte Ansätze vorgestellt, etwa zur Umsetzung eines dezentralen, auf einem elektronischen Markt basierenden, Koordinationskonzepts.

Im letzten Teil schließen eine kritische Würdigung des Sachverhaltes und ein Ausblick die vorliegende Arbeit ab.

2 Business-to-Machine-Communication

2.1 Das Ebenenmodell der Produktion

Innerhalb einer Unternehmung läuft eine Vielzahl von Prozessen ab, die in Ihrer Gesamtheit zur Erreichung der jeweils angestrebten Sach- bzw. Formalziele beitragen. Die Ausführung dieser, im Rahmen der Unternehmensaktivitäten anfallenden, Aufgaben und Tätigkeiten hängt dabei in großem Maße von der Bereitstellung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen ab. Die Bedeutung der Information und ihre vielfältige Verknüpfung mit den betrieblichen Abläufen, etwa der Produktion von Gütern, zeigt sich nicht zuletzt an der, allerdings nicht gänzlich unumstrittenen, Forderung, sie als eigenständigen Produktionsfaktor anzusehen und damit explizit zu berücksichtigen. Während über die Einordnung der Information in Faktorsysteme z.T. sehr differenzierte Meinungen vorherrschen[4], steht ihr Stellenwert, begünstigt durch die zunehmende Verbreitung von IuK-Systemen sowie steigendem Wettbewerb und zunehmend turbulenten Märkten, jedoch außer Frage. Vor allem bei der Unternehmensleitung als steuernde und planende Ebene ist ein ausgeprägter Informationsbedarf gegeben, der sich neben externen Faktoren auch, zu einem nicht unerheblichen Teil, auf Informationen aus den verschiedenen Funktions- und Tätigkeitsbereichen innerhalb der Unternehmung bezieht[5].

Die zugehörigen intraorganisatorischen Informations- und Kommunikationsflüsse lassen sich anhand eines Modells verschiedener funktionaler Ebenen weiter veranschaulichen. Das dynamische Leben eines Unternehmens findet danach auf verschiedenen Informationsebenen statt, die durch unterschiedliche Anforderungen an die jeweils eingesetzten IuK-Systeme, z.B. hinsichtlich der anfallenden Datenmengen oder Verarbeitungszeiten, gekennzeichnet sind[6]. Das aus der Prozessautomatisierung stammende Ebenenmodell der Produktion (vgl. Abb. 2-1) fasst gleichartige Funktionen in Ebenen zusammen und nimmt eine hierarchische Strukturierung der Schichten vor[7].

Informationsbeziehungen bestehen sowohl innerhalb als auch zwischen den Informationsebenen, wobei die übergeordneten Stufen Führungsgrößen an die untergeordneten Funktionen weitergeben und somit zur Koordination von teilautonomen Einheiten auf den untergeordneten Schichten beitragen[8].

Während die oberen Stufen vorwiegend dispositive Aufgaben, wie etwa die Unternehmensführung oder die Produktionsplanung, umfassen, überwiegen in den unteren Bereichen die operativen Tätigkeiten, wie beispielsweise das Steuern von technischen Anlagen und den damit verbundenen Fertigungsprozessen. Im Folgenden werden die einzelnen Informationsebenen anhand der Beschreibung von exemplarischen Funktionen näher charakterisiert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2-1: Ebenenmodell der Produktion[9]

Die Unternehmensleitebene beinhaltet die strategische Unternehmensplanung, mit den Aufgaben der Finanz-, Personal- und Investitionsplanung sowie diverse Kontrollfunktionen. Weitere typische Aufgabengebiete bilden vornehmlich absatzmarktorientierte Tätigkeiten, wie z.B. der Verkauf von Gütern oder die Durchführung von Marktanalysen. Zusammenfassend lässt sich die Unternehmensleitebene als Ort der Funktionen verstehen, die zur Führung eines Unternehmens notwendig sind[10].

Gegenstand der Produktionsleitebene ist die langfristige Produktionsplanung mit der Generierung von Produktionsplänen aus den vorliegenden Kundenaufträgen oder Marktanalysen, die Auftragsverwaltung sowie strategische Entscheidungen etwa zur Kapazitätsausstattung einer Unternehmung oder zur Bestimmung der einzusetzenden Produktionstechnologie. Damit eng verbunden ist die Betriebsleitebene, die mit Hilfe der langfristigen Vorgaben eine Feinplanung des Produktionsablaufes, in Form von kurz- bzw. mittelfristigen Produktionsplänen, erstellt. Aufgrund der vorhandenen Interdependenzen zwischen den beiden Ebenen wird gelegentlich auf eine Unterscheidung im Ebenenmodell der Produktion verzichtet und die gesamte Funktionalität der Produktionsleitebene zugeschrieben[11].

Bei den folgenden Informationsebenen handelt es sich um prozessnahe Bereiche, die direkt mit dem Führen von Anlagen, komplexen technischen Produktionsprozessen und Automatisierungssystemen in Verbindung stehen. Auf der Prozessleitebene sind die Funktionen der Steuerung, Regelung und Überwachung von Maschinen und Fertigungsprozessen angesiedelt, die sich z.T. durch einen hohen Automatisierungsgrad sowie die vielfältige und hochspezialisierte Verwendung von informationsverarbeitenden Systemen auszeichnen. Die Visualisierung des Produktionsprozesses, z.B. durch Anlagenfließbilder, verbunden mit der Schaffung einer geeigneten Benutzerschnittstelle für Anlagenführer und Bedienpersonal stellt ein typisches Aufgabengebiet der Prozessleitebene dar[12]. Bezeichnend für diese Informationsebene ist somit die prozessnahe Informationsverarbeitung, wie sie z.B. im Rahmen von Prozessrechnern oder Leitständen stattfindet.

Die Funktionen der Informationsgewinnung bzw. –nutzung sind in der Feldebene zusammengefasst. Durch den Einsatz messtechnischer Verfahren und Komponenten (Sensoren) werden Informationen, z.B. Temperatur oder Druck, über den Zustand der Produktionsprozesse respektive den der technischen Anlagen gewonnen und zur Verarbeitung an die Prozessleitebene übertragen. Die Steuerung des Prozessablaufs geschieht mittels Parametern (Steuergrößen), die auf der Prozessleitebene erzeugt und zur Ausführung des konkreten reglungstechnischen Eingriffs an die Aktoren (z.B. Pumpen, Automatikventile) der Feldebene übermittelt werden[13]. Aktoren und Sensoren werden als Feldgeräte bezeichnet, die zur Übertragung von Mess- und Steuerinformationen mit den Steuer- bzw. Regelsystemen der Prozessleitebene verbunden sind.

Die Prozessebene ist keine Informationsebene im oben beschriebenen Sinne, sondern vielmehr die physikalische Komponente im Ebenemodell. Sie umfasst den konkreten Fertigungsprozess mit den entsprechenden Produkten sowie die physikalischen Anlagen und Maschinen[14].

Zur Unterstützung und Gewährleistung der Informationsverarbeitung und -übertragung kommen auf den dargestellten Informationsebenen IuK-Systeme zum Einsatz, die den jeweiligen Anforderungsprofilen entsprechen[15]. Auf der Unternehmensleitebene sind dies beispielsweise internetbasierte Systeme des elektronischen Geschäftsverkehrs oder auf Feldbussen[16] basierende Systeme zur Steuerung und Reglung von technischen Anlagen auf der Prozessleit- bzw. der Feldebene. Die Fülle informations- und kommunikationstechnischer Aufgaben und Anforderungen impliziert dabei die Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Technologien in Form von Betriebssystemen, Kommunikationsprotokollen usw. bei der Umsetzung der betreffenden Systeme. Dadurch wird nicht selten eine heterogene Systemlandschaft im Unternehmen geschaffen, die zudem häufig auf herstellerspezifischen Lösungen beruht, welche zusätzlich zu den Unterschieden bei Hard- bzw. Software auch unterschiedliche Konzepte hinsichtlich der Systembedienung und –entwicklung beinhalten[17]. Die Schaffung einer informationstechnischen Verbindung und das möglichst effiziente Zusammenwirken der Informationsebenen mit ihren unterschiedlichen informationstechnischen Systemen ist Gegenstand der vertikalen Integration, die im nächsten Abschnitt näher betrachtet wird.

In Anlehnung an Kracke und die hier stattfindende Betrachtung der technischen Integration sowie den daraus resultierenden Möglichkeiten der B2M Communication kommt im Folgenden ebenfalls eine Darstellung des intraorganisatorischen Informationsflusses mit lediglich drei Informationsebenen zur Anwendung[18]. Die Ableitung aus dem Ebenenmodell der Produktion mit den sechs dargestellten Stufen erfolgt durch die Zusammenfassung einzelner Informationsebenen und Funktionen sowie der damit verbundenen Reduktion des Modells auf den Umfang von drei Ebenen. In Konsequenz dieses Umstandes entsteht aus der Produktions- und der Betriebsleitebene die Produktionsplanungs- und Steuerungsebene. Die aus den Fertigungsprozessen und –maschinen eines Unternehmens bestehende Fertigungsprozessebene konstituiert sich durch die Aggregation der Prozessleit-, der Feld- und der Prozessebene. Hier sind alle Elemente der Produktionsprozesse sowie der physikalischen Anlagen und Automatisierungssysteme, einschließlich der steuernden und regelnden Komponenten zusammengefasst. Die Unternehmensleitebene bleibt unter der Bezeichnung Unternehmensebene mit ihren Funktionen zur Führung einer Unternehmung in analoger Art und Weise bestehen.

2.2 Vertikale Integration der Informationsebenen

Infolge der dargestellten, weitgehend heterogenen Systemlandschaft und der gegenwärtig kaum vorhandenen unternehmensweiten Standards bilden sich informationstechnische Software-Inseln[19], die den Zugriff auf Informationen über verschiedene Abläufe und Informationsebenen hinweg erschweren. An den jeweiligen Schnittstellen entsteht zusätzlicher Aufwand, der beispielsweise durch eine redundante Datenhaltung oder die Konvertierung zwischen verschiedenen Datenformaten aufgrund von proprietären Insellösungen verursacht wird. Eine medienbruchfreie und durchgängige elektronische Kommunikation zwischen den Funktionen und Systemen der verschiedenen Informationsebenen ist unter diesen Vorraussetzungen nicht realisierbar. Dabei erscheint gerade dieser Datenfluss zwischen den planerischen und operativen Ebenen als ein Baustein zukünftiger Effizienz und Wettbewerbsstärke[20]. Zusammenfassend lässt sich der gegenwärtige Zustand vornehmlich als ein Nebeneinander verschiedener Insellösungen charakterisieren, wobei vor allem die Fertigungsebene durch die Verwendung einer fast unüberschaubaren Vielzahl an unterschiedlichen Hard- und Softwaresystemen im Rahmen der industriellen Automatisierung als besonders betroffen erscheint[21].

Entgegen der bestehenden Situation bietet sich durch zahlreiche technische Entwicklungen und dem damit verbundenen verstärkten unternehmensweiten Einsatz insbesondere internetbasierter Technologien[22] die Möglichkeit einer Integration der verschiedenen IuK-Systeme innerhalb der Unternehmung von der Unternehmensebene bis hinunter zu den meist operativen Tätigkeiten der Fertigungsprozesse[23]. Die Gestaltung einer einheitlichen technologischen Basis und das daraus resultierende Zusammenwirken der verschiedenen Informationssysteme auf den Informationsebenen werden als vertikale Integration bezeichnet. Ziel ist die Schaffung einer möglichst durchgängigen, medienbruchfreien und herstellerunabhängigen elektronischen Kommunikation zwischen den eingesetzten Automations-, Produktions- und Managementsystemen eines Unternehmens. Im Zuge dieser Entwicklung werden viele digital gesteuerte Maschinen und technische Anlagen zukünftig in den unternehmensweiten Datenaustausch über Intra- bzw. Internet, als gängige Kommunikationsnetzwerke, eingebunden sein[24]. Die Akzeptanz sowie der Erfolg dieser Netzwerke beruht zu einem großen Teil auf der konsequenten Verwendung von standardisierten, plattformunabhängigen Technologien wie z.B. TCP/IP oder Ethernet im LAN-Bereich. Eine mögliche Ausweitung auf die Automatisierung von Fertigungsprozessen sowie die Steuerung bzw. Vernetzung von Fertigungsmaschinen und -anlagen nimmt zusehends Gestalt an, was nicht zuletzt an einem starken Anstieg von Ethernet-TCP/IP-basierten Produkten und Lösungen in diesem Bereich deutlich wird[25].

Nachdem sich die betrachteten Technologien zunächst auf der Unternehmensebene u.a. als Basistechnologie des Electronic Business etabliert haben, halten sie, an die speziellen Anforderungen der industriellen Produktion angepasst und entsprechend modifiziert, nun vermehrt Einzug in die Fertigungsprozessebene. Die mit dieser Entwicklung einhergehende Verbreitung internetbasierter Technologien sowie die Verdrängung herstellerspezifischer (Alt) Systeme erlauben den Einsatz einheitlicher Kommunikationsstandards von der Unternehmensebene bis hin zu den Feldgeräten der Fertigungsprozessebene. Die dadurch im Unternehmen entstehende durchgängige Netzinfrastruktur fördert die Einbindung von Automatisierungssystemen und Fertigungsmaschinen in intra- bzw. interorganisatorische Informations- und Kommunikationsflüsse.

Während die Informationsverarbeitung einzelner Informationsebenen in der Vergangenheit als eigene abgegrenzte Bereiche anzusehen waren, bietet sich nun die Möglichkeit zur Schaffung eines einheitlichen und in weiten Teilen integrierten Gesamtsystems[26]. Informationen die bisher fast ausschließlich im Bereich der Fertigungsmaschinen verarbeitet wurden, stellen bei gegebener Verfügbarkeit für die Unternehmensleitung ein neues und vielseitig verwendbares Wertschöpfungspotential dar[27]. Entscheidungsträger können damit in Echtzeit auf Maschinendaten aus dem Fertigungsbereich zugreifen, die beispielsweise Informationen über die aktuelle Kapazitätsauslastung oder die Produktionsqualität enthalten. Darüber hinaus sind die Unternehmensleitung oder aber andere übergeordnete Funktionen in der Lage Daten, etwa Kunden- oder Auftragsdaten, direkt in die Produktion einzubringen. Dies sind nur einige Beispiele, um den Anforderungen moderner Geschäftsprozesse in Form von kurzen Reaktionszeiten und großer Flexibilität durch die informationstechnische Verbindung zwischen Unternehmens- und Fertigungsebene besser gerecht werden zu können. Die wirtschaftliche Nutzung dieser neu entstehenden, durchgängigen und elektronisch unterstützten Kommunikationsmöglichkeiten mit den entsprechenden Fertigungsmaschinen bzw. Automatisierungssystemen der Fertigungsebene wird als Business-to-Machine Communication bezeichnet[28].

Ausgelöst durch die vertikale Integration stellen sich technische Anlagen zukünftig als neue Akteure im Rahmen des Electronic Business dar. Neben den bereits etablierten Typen, wie etwa den Unternehmen (Business) oder den Konsumenten (Consumer) können dann auch Maschinen bei der elektronisch unterstützten Durchführung von Transaktionen über gängige Kommunikationsnetzwerke miteinbezogen werden. Die entstehende Verbindung zwischen der Unternehmensebene und den Automatisierungssystemen der Fertigungsebene beschreibt einen neuen Beziehungstyp des Electronic Business und stellt eine Erweiterung bestehender Anwendungen verbunden mit der Möglichkeit zur Gestaltung gänzlich neuer oder weiterentwickelter Konzepte dar[29]. Eine in diesem Zusammenhang stattfindende Betrachtung der durchaus vielseitigen Verwendungspotentiale und Prozesse der Business-to-Machine Communication setzt jedoch ein weit gefasstes Verständnis des Electronic Business sowie der darin enthaltenen elektronisch unterstützten Transaktionen voraus. Electronic Business bezieht sich nach diesem Verständnis auf alle Wertschöpfungsstufen sowohl inter- als auch zu einem gewissen Teil intraorganisatorisch[30]. Vor diesem Hintergrund sind auch die, im nächsten Abschnitt vorgestellten, Anwendungsfelder zu sehen, die gleichsam Aspekte innerhalb als auch zwischen den beteiligten Unternehmen zum Gegenstand haben.

Ausschlaggebend für die (zukünftige) Anwendung der Business-to-Machine Communication ist das Vorhandensein von Möglichkeiten zur Informationsverarbeitung und Kommunikation auf Seiten der technischen Anlagen eines Unternehmens. Diese Vorraussetzungen gilt es u.a. durch die vertikale Integration zu schaffen, wobei vor allem der Bereich von teil- oder vollautomatisierten Fertigungsprozessen zum Gegenstand der Entwicklungen wird. Die auf diesem Gebiet anzutreffenden Automatisierungssysteme bezeichnen die Zusammenarbeit zwischen einer Automatik und einem technischen Prozess, der einen Vorgang zur Umformung, zum Transport oder zur Speicherung von Materie, Energie oder Information beschreibt[31]. Der Begriff des technischen Prozesses umfasst dabei ein weites Spektrum möglicher Abläufe. Es reicht von Produktionsprozessen, welche hauptsächlich physikalische Transformationen beinhalten, bis hin zu vorrangig informationsverarbeitenden Vorgängen beispielsweise im Rahmen der Verkehrsleittechnik. Zur Steuerung, Regelung und Überwachung der entsprechenden Prozesse bzw. zur Realisation einer geeigneten Rechnersteuerung innerhalb eines Automatisierungssystems werden zunehmend Embedded Systems eingesetzt. Sie bezeichnen eine abgeschlossene, rechnergestützte, selbständig lauffähige Baugruppe, die in eine technische Anlage oder andere Umgebungen[32] „eingebettet“ ist[33]. Die verwendete Hard- bzw. Software lässt sich gemäß den speziellen Anforderungen mit allen Möglichkeiten und Schnittstellen zur Informationsverarbeitung und Kommunikation ausstatten. Zusammen mit der internetbasierten Netzinfrastruktur sind Embedded Systems eine wichtige Vorraussetzung für die vertikale Integration und die dadurch neu entstehenden Potentiale der Business-to-Machine Communication[34].

Zusammen mit dem anhaltenden Fortschritt in der IuK-Technologie spielen Embedded Systems auch bei zukünftigen Entwicklungen eine wichtige Rolle. Das Ubiquitous Computing beispielsweise beschreibt die Allgegenwärtigkeit von kleinen, vernetzten Computern, die in beliebige Alltagsgegenstände integriert werden und so völlig neue Anwendungsgebiete und -formen erschließen[35]. Durch die sichtbare Tendenz zur einer immer umfassenderen Vernetzung und Informationsverarbeitung von Gegenständen aller Art, einschließlich der Automatisierungssysteme und Fertigungsmaschinen eines Unternehmens, ist auch im Fall der B2M Communication und ihrer Nutzung im Rahmen des Electronic Business zukünftig mit einer steigenden Akzeptanz und Bedeutung sowie einer Ausweitung der möglichen Anwendungsfelder zu rechnen.

2.3 Anwendungsfelder

Technologien werden häufig daran gemessen, welcher Nutzen durch Ihre Verwendung entsteht. Es muss somit geklärt werden, ob es einem Unternehmen gelingt, seine Geschäftsprozesse durch den Einsatz der betrachteten Technologien positiv zu beeinflussen[36]. Die Business-to-Machine Communication beruht auf der informationstechnischen Verbindung von Unternehmens- und Fertigungsprozessebene und deren wirtschaftlicher Nutzung ermöglicht durch das Vordringen internetbasierter Standards und Technologien in den Bereich der Produktionsprozesse und hier insbesondere in die Informationsverarbeitung und Kommunikation der technischen Anlagen und Automatisierungssysteme eines Unternehmens. Diese Entwicklung befindet sich gegenwärtig noch in einem sehr frühen Stadium, so dass eine abschließende Analyse der Einsatzgebiete und den damit verbundenen Nutzenpotentialen nicht möglich ist. In diesem Abschnitt sollen vielmehr einige denkbare Anwendungsmöglichkeiten skizziert werden, die sich aus heutiger Sicht positiv auf die Geschäftprozesse eines Unternehmens auswirken.

Den Ausgangspunkt dieser Betrachtung bildet die Fernwartung und –konfiguration von technischen Anlagen des Fertigungsbereichs. Auf diesem Gebiet gibt es bereits erste Implementierungen und praktische Erfahrungen verbunden mit zahlreichen Bestrebungen seitens der Hersteller von Maschinen und Automatisierungstechnik entsprechende Systeme zur Marktreife zu bringen.

Neben dem Einsatz von Embedded Systems zur Steuerung und der Einbindung in gängige Kommunikationsnetzwerke werden die betrachteten Aggregate der Fertigung zunehmend mit integrierten Web-Servern ausgestattet, wodurch es ihnen ermöglicht wird, Daten zum aktuellen Produktionsprozess, zur Maschinenverfügbarkeit sowie Diagnosedaten auf HTML-Seiten im Intra- bzw. Internet bereitzustellen[37]. Zusätzlich zu den Funktionen der Visualisierung von Anlage- und Prozessdaten lässt sich ein entsprechendes Web-Interface auch zur Konfiguration im Rahmen von Wartungs- oder Reparaturarbeiten einsetzen. Durch die Möglichkeiten einer multimedialen Darstellung verteilter Informationen ergeben sich somit neue Formen der Benutzerunterstützung und der Gestaltung von Schnittstellen[38].

Mit Hilfe eines Standard-Web-Browsers können autorisierte Personen auf diesem Wege Daten auslesen und analysieren oder Parameter zur Anlage übermitteln. Viele Aufgaben lassen sich dadurch zeit- und ortsunabhängig durchführen, wodurch erhebliche Einsparungen im Bezug auf Zeit und Kosten möglich werden[39]. Das verantwortliche Instandhaltungspersonal kann kleinere Probleme u.U. direkt durch eine Änderung der Anlagenkonfiguration beheben oder weitere Experten, wie den Anlagenhersteller oder andere Servicetechniker, hinzuziehen, die auf Basis der vorliegenden und über das Internet verfügbaren Daten zur Problembeseitigung beitragen. Bei komplexen Störungen lässt sich im Vorfeld gezielt Art und Menge der benötigten Ersatzteile und Techniker sowie deren Beschaffung und Bereitstellung vor Ort koordinieren. Die Verbindung von aktuellen Anlageinformationen mit den entsprechenden Serviceabteilungen des Herstellers[40], die Durchführung von präventiven Überwachungs- und Wartungsarbeiten oder die Installation von Softwareupdates über das Web-Interface stellen weitere Nutzungsmöglichkeiten dar. In ihrer Gesamtheit leisten die verbesserten Wartungs- und Diagnosefunktionen einen Beitrag zur Verringerung von anlagebedingten Stillstandszeiten der Produktion. Ein Sachverhalt, die in vielen Bereichen der industriellen Fertigung, z.B. in der Automobilindustrie, von großer Bedeutung ist.

Die wirtschaftliche Nutzung bzw. betriebswirtschaftliche Relevanz der Fernwartung und –konfiguration wird vor allem aus der Sicht der Hersteller von technischen Anlagen und Fertigungsmaschinen deutlich. Durch die erreichbare Verbesserung der Servicequalität bei gleichzeitiger Reduktion der eigenen Kosten bietet sich den betreffenden Unternehmen eine Möglichkeit, von den angesprochenen Funktionen zu profitieren und neue Service- und Dienstleistungsangebote zu etablieren[41]. Die im Rahmen der erweiterten Servicefunktionen gewonnenen und mittels Internet verfügbaren Informationen über mögliche Fehlerquellen, Bauteilabnutzungen und Beanspruchungsgrade sowie deren gezielte Analyse können die Hersteller darüber hinaus in die Lage versetzen, Produktmodifikationen und –entwicklungen vorzunehmen, um auf diese Weise Verbesserungen hinsichtlich der Produkteigenschaften und der Qualität zu erreichen. Zusammen mit einem verbesserten Service- und Dienstleistungsangebot sind diese Faktoren dazu geeignet, den wirtschaftlichen Nutzen des Anlagenbetreibers zu erhöhen und so Vorteile bei Preisbereitschaft, Kundenbindung und Wettbewerbsfähigkeit auf Seiten der Hersteller zu generieren.

Neben der Fernwartung und –konfiguration sind andere Anwendungsgebiete der Business-to-Machine Communication vorstellbar, z.B. die Verwendung fertigungsbezogener (Echtzeit-) Daten zur Unterstützung der Entscheidungsfindung innerhalb der Unternehmensleitung etwa in der Anbahnungs- bzw. Informationsphase von Geschäftstransaktionen[42]. Die Bereitstellung von relevanten und führungsadäquaten Informationen bildet eine wichtige Vorraussetzung für die erfolgreiche Durchführung planender und steuernder Tätigkeiten. Als Beispiel dient im Folgenden die mögliche Entscheidung über die Annahme oder Ablehnung eines zusätzlichen Fertigungsauftrages. Um diese Frage zu beantworten und ggf. den vorliegenden Produktionsablauf an die veränderte Situation anzupassen, benötigen die beteiligten Entscheidungsträger umfassende und aktuelle Informationen u.a. zur Kapazitätsauslastung der Produktion inklusive der evtl. vorhandenen freien Ressourcen der benötigten Fertigungsmaschinen. Die Business-to-Machine Communication bietet hier die Möglichkeit eines flexiblen und zeitnahen Zugriffs auf die entsprechenden Informationen aus dem Fertigungsbereich, deren Berücksichtigung im Rahmen der Entscheidungsfindung einen Beitrag zur Bewältigung von zunehmend dynamischen Wettbewerbsbedingungen leisten kann. Gerade bei virtuellen Unternehmen ergeben sich zusätzliche Geschäftsmöglichkeiten, die neben dem eigentlichen Stammgeschäft bestehen und in Kooperation mit anderen Unternehmen erschlossen werden[43]. Die Realisation dieser Marktchancen erfordert das Vorhandensein einer flexiblen und schnellen Entscheidungsfindung im Bezug auf notwendige und verfügbare Produktionsressourcen, um den kleinen Zeitfenstern bei Planung und Durchführung der Kooperationen Rechnung tragen zu können.

Für viele Entscheidungsträger ist jedoch ein direkter Zugriff auf die Daten der technischen Anlagen weder zweckmäßig noch erforderlich. Es geht vielmehr darum, die benötigten Informationen zu verdichten und aufzubereiten um sie der Unternehmensleitung in entsprechender Form, z.B. im Rahmen von Entscheidungsunterstützungssystemen, zur Verfügung zu stellen. Durch die Verwendung internetbasierter, herstellerunabhängiger und z.T. offener Standards und Technologien lässt sich eine verbesserte Anbindung der Fertigungsmaschinen und Automatisierungssysteme an diese Systeme erreichen. Der Wegfall herstellerspezifischer Speziallösungen in Kombination mit der Einbindung in gängige Kommunikationsnetzwerke verringert die Anzahl und die Komplexität der benötigten Systemschnittstellen sowie das Auftreten von Medienbrüchen und vereinfacht so die Versorgung von z.B. Management Support Systemen mit Informationen aus dem Fertigungsbereich. Zusätzlich zur Verbesserung und Erweiterung der Entscheidungsgrundlage lassen sich auf diesem Wege die Kosten der Informationsgewinnung senken, wodurch sich Vorteile hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der entsprechenden Systeme ergeben können.

[...]


[1] Vgl.: Piller, F.: Mass Customization, 2001, S.131

[2] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.46

[3] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.59

[4] Vgl. Seidenberg, U.: Information, 1998, S.2

[5] Vgl. Polke, M.: Information, 1988, S.359

[6] Vgl. Zeichen, G.; Fürst K.: Industrieprozesse, 2000, S.25

[7] Vgl. Litz, L.: Prozessleittechnik, 2000, S.378

[8] Vgl. Loos, P.: Informationssysteme, 1997, S.8

[9] Eigene Darstellung in Anlehnung an: Litz, L.: Prozessleittechnik, 2000, S.378

[10] Vgl. Polke, M.: Information, 1988, S.357

[11] Vgl. Loos, P.: Informationssysteme, 1997, S.8

[12] Vgl. Frey, G.; Kottke, R.: Kopplung , 1999, S.3

[13] Vgl. Litz, L.: Prozessleittechnik, 2000, S.379

[14] Die Berücksichtigung der Prozessebene ist in der Literatur zum Ebenenmodell nicht einheitlich.

[15] Vgl. Frey, G.; Kottke, R.: Kopplung, 1999, S.3

[16] Feldbussysteme bezeichnen eine Form von Kommunikationsbussen, die zur Verbindung von Feldgeräten mit prozessnahen Komponenten (z.B. Steuereinrichtungen) eingesetzt werden.

[17] Arlt, V.: Visionen, 2000, S.12

[18] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.46

[19] Vgl. Süss, G.: Software-Inseln, 2000, S.42

[20] Vgl. Baron, M.; Baumann, G.: Transparenz, 2001, S.34

[21] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.49

[22] Unter den Begriffen Internet-Technologie bzw. internetbasierte Technologie werden nachfolgend sämtliche standardisierte Technologien subsumiert, auf denen das Internet basiert.

[23] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.46

[24] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.46

[25] Vgl. Hammermeister, T.: Web-Automation, 2000, S.6

[26] Vgl. Süss, G.: Vertikale Integration, 2001, S.44

[27] Vgl. Jenter, J.: Verbindung, 2000, S.7

[28] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.59

[29] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.59

[30] Vgl. Hoppe, U.: Electronic Business, 2002, S.15

[31] Vgl. Schildt, G.-H.; Kastner, W.: Prozessautomatisierung, 1998, S. 1f

[32] Embedded Systems bezeichnen eine Querschnittstechnologie, die nicht ausschließlich zur Steuerung von Fertigungsmaschinen verwendet wird. Ihr Anwendungsgebiet, sowie die konkrete Gestaltung der Systeme sind sehr breit gefächert und reichen von Handys über Videorekorder bis hin zu Automatisierungssystemen. Sie werden für spezielle Anwendungen entworfen und führen bestimmte Funktionen innerhalb des Gesamtsystems aus.

[33] Vgl. Heng, S.: Embedded Systems, 2001, S.5

[34] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.52

[35] Vgl. Mattern, F.: Ubiquitous Computing, 2001, S.1

[36] Vgl. Fleisch, E.: Ubiquitous Computing, 2001, S.5

[37] Vgl. Hammermeister, T.: Web-Automation, 2000, S.6

[38] Vgl. Sauter, T.; Wollschlaeger, M.: Feldbussysteme, 2000, S.14

[39] Vgl. Hergenhan, A.; Weiler, C.; Rosenstiel, W.: Eingebettete Systeme, 1999, S.306

[40] Arlt, V.: Visionen, 2000, S.13

[41] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.63

[42] Vgl. Kracke, U.: Business-to-Machine, 2002, S.60

[43] Vgl. Schuh, G.; Millarg, K.; Göransson, A.: Virtuelle Fabrik, 1998, S.88

Details

Seiten
73
Jahr
2003
ISBN (eBook)
9783638197083
Dateigröße
829 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v14247
Institution / Hochschule
Universität Osnabrück – Wirtschaftswissenschaften
Note
2.0
Schlagworte
Potentiale Business-to-Machine Communication Produktionsnetzwerke

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Titel: Potentiale der Business-to-Machine Communication für virtuelle Produktionsnetzwerke