Ausgestaltung und betriebswirtschaftliche Beurteilung von CIM-Konzeptionen für die industrielle Fließfertigung

1. Einführung und Aufbau der Arbeit

Die Globalisierung des Wettbewerbs ist die Ursache dafür, daß sich die Anforderungen des Marktes an die Unternehmen in der heutigen Zeit geändert haben. Nicht nur die Anzahl der Konkurrenzbetriebe für ein Unternehmen, sondern auch die Produktvielfalt ist stark gewachsen. Eine Folge ist auch die verkürzte Lebensdauer der einzelnen Produkte.

Zusätzlich hat sich die Position der Kunden erheblich verbessert: Verkäufermärkte entwickeln sich zunehmend zu Käufermärkten. Die Anforderungen der Kunden an die Qualitäts- und Termineinhaltung steigen, die geforderten Liefertermine werden ständig kürzer. Zusätzlich müssen innovative Impulse und individuelle Kundenwünsche umge-setzt werden¹. Wenn die Betriebe ihr Überleben am Markt sichern wollen, müssen sie auf diese neuen Anforderungen schnell und flexibel reagieren.

Gerade für Betriebe, die ihre Produktion nach dem Prinzip der Fließfertigung organisieren, sind Kundenorientierung und Flexibilität eine besonders schwierige Herausforde-rung. Der Einsatz von moderner Computertechnologie und integrierten EDV-Konzepten wie Computer Integrated Manufacturing (CIM) sind für diese Betriebe Chancen, sich an die neuen Marktanforderungen anzupassen².

In dieser Hausarbeit sollen eingangs die Begriffe CIM und Fließfertigung definiert und erläutert werden. Anschließend werden die CIM-Bausteine und ihre jeweilige Bedeutung für die Fließfertigung dargestellt. Im dritten Teil der Arbeit werden die CIM-Konzeptionen für die industrielle Fließfertigung unter betriebswirtschaft-lichen Gesichtspunkten bewertet. Dabei sollen erst technisch-organisatorische Einführungsbarrieren beschrie-ben werden. Schließlich wird eine wirtschaftliche Betrachtung vorgenommen.

2. Grundlegende Begriffserläuterungen

2.1. Begriff des CIM

Je nach Abgrenzung der unmittelbar produktionsbezogenen Unternehmensfunktionen fallen die vielfältigen Defini-tionsansätze und graphischen Darstellungen zu CIM unter-schiedlich aus. Weiterführende Grundlage soll hier die Definition des Ausschusses für Wirtschaftliche Fertigung e.V. (AWF) sein: Danach wird der Begriff Computer Integrated Manufacturing (CIM) als integrierter EDV-Einsatz in allen mit der Produktion zusammenhängenden Betriebsbereichen verstanden³. Das produktionswirtschaft-liche Informationssystem soll dabei mit dem verfahrens-technischen Informationssystem zu einem betrieblichen Gesamtkonzept integriert werden.

Integrationsmerkmal von CIM sind die Datenintegration und die Vorgangsintegration⁴. Bei der Datenintegration wird eine teilsystemübergreifende Datenverwaltung mit einer gemeinsamen Datenbasis angestrebt, die durch Datenkon-sistenz, optimale Redundanz und Aktualität gekennzeichnet sein soll. Zusätzlich müssen die einzelnen Teilsysteme über Rechnernetze die Möglichkeit zur Kommunikation mit kontrolliertem Datenaustausch haben⁵. Die Vorgangsinte-gration hebt die tayloristische Arbeitsteilung auf, legt mehrere Teilfunktionen wieder zusammen und überträgt so dem Mitarbeiter mehr Verantwortung im Produktionsprozeß⁶. Dies ist möglich, weil die Kapazität des Menschen zur Datenverarbeitung durch Computer- und Datenbankunterstüt-zung deutlich zugenommen hat.

CIM liegt eine mehr ganzheitliche und interdisziplinäre Betrachtung der Zusammenhänge in einer Unternehmung zugrunde⁷. Dies wird mit der interdependenten Verknüpfung der Aufgaben der Planung, Steuerung und Kontrolle in einem Fertigungsprozeß begründet, die auch über die Grenzen der verschiedenen Betriebsbereiche hinausgeht: Die Mitarbeiter sind auf die Informationen aus dem gesamten Produktionsprozeß angewiesen, genauso wie ihre Arbeitsergebnisse bei anderen betrieblichen Entschei-dungen benötigt werden. Einerseits sind produktionswirtschaftliche Funktionen wie Produktionsplanung, Termin- und Kapazitätsplanung sowie Auftragssteuerung verknüpft. Andererseits sind die verfahrenstechnischen Bereiche wie die Konstruktion, die Arbeitsplanung oder die Montagesteuerung aneinander-gekoppelt. Der Schritt zu CIM-Konzepten besteht darin, technische, kaufmännische und ablauforganisatorische Systeme anwendungsübergreifend zu integrieren⁸. Eine Schnittstelle zwischen den Bausteinen ist nötig, weil die Einsatzplanung für die Produktionsfaktoren durch jeden Teilbereich anders determiniert sein kann⁹. Ohne die gegenseitige Berücksichtigung der jeweiligen Vorgaben und Leistungsgrenzen drohen auf dem Weg zu einem realisier-baren Fertigungsplan Zeitverluste, die durch die nötige Abstimmung der vorläufigen Einzellösungen der verschie-denen Teilbereiche verursacht werden.

Die computergestützten Instrumente und Bausteine von CIM sind in ihrer Grundkonzeption unabhängig vom Organisa-tionstyp der Fertigung, wenn auch die speziellen Software-Lösungen jeweils anders strukturiert sind¹⁰. Die Ausgestaltung dieser Konzeptionen muß individuell den Betriebsgegebenheiten angepaßt werden.

2.2. Fließfertigung als Rahmenbedingung für CIM- Konzeptionen

Bei Fließfertigung durchläuft jedes Produkt eine fest vorgegebene Maschinenfolge, in der die Arbeitssysteme in der Abfolge der für die Produkterstellung erforderlichen Verrichtungsarten aufgestellt sind¹¹. Dabei verlangt die Fließfertigung eine gleichmäßige zeitliche Aufteilung der gesamten Arbeitsaufgabe auf die einzelnen Arbeitssysteme. Eine bestimmte Taktzeit kann für alle Arbeitssysteme vor-geschrieben werden, nach deren Ablauf die Erzeugnisse in einem einheitlichen Rhythmus weitergegeben werden müssen.

Wenn diese Taktzeit eingehalten werden muß, um einen fließenden Produktionsrhythmus zu ermöglichen, handelt es sich um Fließfertigung mit Zeitzwang¹². Bei Fließferti-gung ohne Zeitzwang sind die einzelnen Arbeitsausführun-gen zeitlich nicht unmittelbar voneinander abhängig. Unterschiede in den Bearbeitungszeiten der Arbeitssysteme werden durch Pufferlager ausgeglichen.

Bei Fließfertigung werden die standortgebundenen Arbeits-systeme unmittelbar nebeneinander angeordnet, wodurch nicht nur der Raumbedarf¹³, sondern auch die Transport-wege, -zeiten und damit Transportkosten reduziert werden¹⁴. Sie ist geprägt durch starke Arbeitsteilung, die in Verbindung mit Lerneffekten bei hohen Erzeugnis-mengen zu Produktivitätsvorteilen führt.

Auch funktionsgleiche Arbeitssysteme werden an unter- schiedlichen Stellen der Fertigungslinie eingesetzt. So ist die Fließfertigung sehr anlagenintensiv¹⁵ und führt zu hohen Investitionskosten und hohen Fixkosten.

Nachtei-le sind darüber hinaus die hohe Störanfälligkeit und die geringe Anpassungsflexibilität der Fertigungslinie¹⁶. Wegen der mangelnden Flexibilität haben Kundenwünsche kaum Einfluß auf die Produktgestaltung¹⁷. Zusätzlich muß deshalb das zu fertigende Produkt in seiner Konstruktion ausgereift sein, denn während der Fertigung sind Änderungen nur noch bedingt möglich und meist mit hohen Kosten verbunden¹⁸.

Daher ist die Fließfertigung in erster Linie bei Massen-, Großserien- und Sortenproduktion wirtschaftlich vorteil-haft¹⁹. Deshalb ist Voraussetzung an den Markt das gleichmäßige Aufnehmen großer Erzeugnismengen²⁰.

3. Ausgestaltung von CIM-Konzeptionen für die industrielle Fließfertigung

3.1. Die verfahrenstechnische CIM-Komponente

3.1.1. Computer Aided Design (CAD)

Die Komponenten des verfahrenstechnischen Teilsystems der Fertigung sind in ihrer Aufgabenstellung sehr unter-schiedlich, jedoch interdependent verknüpft. Ein Baustein ist die rechnergestützte Konstruktion von Produkten Computer Aided Design (CAD)²¹. Hier werden die zu fertigenden Produktarten entworfen und ihre geometri-schen Daten sowie die Stücklisten für die Produkte erstellt²². Nicht nur bei der Neukonstruktion, sondern besonders für die Anpassungskonstruktion und die Konstruktion von Produktvarianten ist CAD eine leistungsfähige Hilfe. Vorteilhaft sind dabei die Zugriffsmöglichkeiten auf gleiche oder ähnliche Konstruk-tionen aus der Vergangenheit, wodurch der Konstrukteur durch standardisierte Arbeitsabläufe entlastet wird²³.

Wegen der mangelnden Anpassungsflexibilität der Fließfertigungslinie ist die Fließfertigung traditionell an die Massen- und Großserienproduktion gebunden. In diesem Fall hat CAD nur geringe Bedeutung für die Fließfertigung, denn vor dem Hintergrund hoher Umrüstkosten ist häufige Neukonstruktion und auch Anpassungs- oder Variantenkonstruktion von Produkten wirtschaftlich nicht vertretbar.

Erst durch den Einsatz rasch umrüstbarer und vielseitig einsetzbarer Automaten und Industrieroboter ist auch für die Fließfertigung die Variantenfertigung ökonomisch sinnvoll geworden²⁴. Sie stellt eine Kopplung von Fließfertigung und Berücksichtigung von Kundenwünschen dar. CAD gewinnt in diesem Fall durch die notwendige Aufgabe der Variantenkonstruktion für die Fließfertigung wesentlich an Bedeutung.

3.1.2. Computer Aided Planning (CAP)

Computer Aided Planning (CAP) übernimmt die Aufgaben der Planung der Arbeitsvorgänge und der Arbeitsgangfolge: CAP begleitet das Werkstück in allen Reifestadien bei seiner Umwandlung²⁵. Die Arbeitsplanung wählt dabei die Verfahren und Betriebsmittel aus und ermittelt Vorgabezeiten oder Lohngruppen. Ergebnis dieser Arbeit sind Arbeitsablaufpläne und technologische Daten über die Produktionsmittel²⁶.

Mit CAP soll eine Standardisierung von Produktions- strukturen erreicht werden, indem auf bewährte Arbeits-pläne zurückgegriffen wird. So werden die Durchlaufzeiten der Produkte und die Erstellungszeiten und -kosten der Pläne reduziert und die Qualität der Planungsergebnisse verbessert, weil die Planer von Routinetätigkeiten befreit werden.

Wichtig ist CAP in der Werkstattfertigung, wenn bei Einzelfertigung Arbeitspläne jeweils individuell für einen Auftrag erstellt werden müssen. Bei Fließfertigung kommt CAP wie auch CAD erst sinnvoll zum Einsatz, wenn die Fertigungslinie durch automatisierte Systeme auch zur Variantenfertigung fähig ist.

3.1.3. Computer Aided Manufacturing (CAM)

Das System zur rechnergestützten Fertigung Computer Aided Manufacturing (CAM) steuert und koordiniert den Einsatz von Transport-, Lager- und Produktionsmaschinen im Produktionsprozeß²⁷. Dazu werden die Technologiedaten aus CAP, die sich auf die bei der Produktion einzusetzenden Werkzeuge und Betriebsmittel beziehen, und die geometri-schen Konstruktionsdaten aus CAD übernommen. Anschließend werden die Industrieroboter und Numerical-Control- (NC)-Maschinen, die computergesteuert und schnell umrüstbar sind, mit diesen Informationen im CAM-System program-miert.

Industrieroboter und NC-Systeme eröffnen neue Möglich- keiten im Produktionsprozeß. Besonders die Fließfertigung bietet sich dafür an, weil die Arbeitsaufgaben meist mechanisch gleichförmig sind, so daß sie leicht von Automaten durchgeführt werden können. Durch die Kombina-tion verschiedener computergestützter Automaten sind in der Fertigung flexibel automatisierte Fertigungssysteme als neue Organisationsformen entstanden.

Flexible Fertigungszellen sind eine Kombination aus mehreren NC-Maschinen. Werkstücke können aus einem Pufferlager automatisch entnommen und auf diesen NC- Maschinen bearbeitet werden. Flexible Fertigungszellen können ein begrenzte Variantenzahl ähnlicher Werkstücke bearbeiten²⁸.

In Flexiblen Fertigungssystemen sind mehrere automatische Arbeitsstationen durch ein automatisches Werkstücktrans-portsystem miteinander verknüpft. Die Werkstücke können je nach geforderter Produktvariante die Fertigungslinie auf verschiedenen Wegen über verschiedene Arbeits-stationen durchlaufen. Während an einem Arbeitssystem umgerüstet wird, kann die Fertigung bei den anderen ungestört fortgesetzt werden. So ist ein kontinuierlicher Produktionsfluß bei einer sehr großen Anzahl von Varianten und wechselnden Losgrößen möglich²⁹.

Flexible Transferstraßen sind starr miteinander verbundene Bearbeitungszentren oder NC-Maschinen³⁰. Wie bei der Fließfertigung ist die Materialflußrichtung vorgegeben, und die Arbeitsaufgaben werden taktgebunden abgearbeitet³¹. Durch die Verkettung mehrerer schnell umrüstbarer NC-Maschinen ist eine hohe Anzahl an Produktvariationen möglich.

Eigenschaft dieser flexibel automatisierten Fertigungs-systeme ist die starke Tendenz zur Vorgangsintegration im Produktionsdurchlauf³². Sie koppeln die hohe Produktivi-tät als Merkmal der Fließfertigung an das Ziel der hohen Flexibilität³³. Flexibel automatisierte Fertigungssysteme sind eine Weiterentwicklung der Fließfertigung und eine wichtige Voraussetzung für CIM.

Die Programmierung, Steuerung und Kontrolle dieser Systeme geschieht mit Hilfe von CAM. CAM bekommt also bei flexibel automatisierter Fließfertigung eine zentrale Rolle zugewiesen. Mit Hilfe von CAM können dann ebenfalls rechnergestützte Simulationsverfahren angewandt werden, um sowohl Zeitwerte als auch ablauftechnische Engpässe prognostizieren zu können.

3.1.4. Computer Aided Quality Assurance (CAQ)

Flankiert wird die verfahrenstechnische Komponente des CIM-Konzeptes von der rechnergestützten Qualitäts- sicherung Computer Aided Quality Assurance (CAQ)³⁴. CAQ setzt bei der Wareneingangsprüfung, in der Fertigung und in der Endprüfung an und begleitet so den gesamten Materialfluß³⁵. Die Rechnerunterstützung von CAQ ermöglicht dabei einerseits die Nutzung online verbunde-ner automatisierter Prüfeinrichtungen wie Sensoren oder Analyseinstrumente und andererseits den Einsatz statisti-scher Verfahren, deren Anwendung in einem üblichen Prüfverfahren sehr aufwendig wäre³⁶. Analyseinstrumente können ein Werkstück prüfen, ohne die Durchlaufzeit wesentlich zu erhöhen. Desweiteren kann ein Kontroll-system, das im Rahmen von CIM vernetzt ist, unmittelbar auf Solldaten für das Produkt aus dem CAD-Bereich zugreifen.

Die Prüfkosten werden durch den Einsatz automatisierter Prüfeinrichtungen gesenkt. Gerade für Fließfertigung mit großen Produktionsmengen ist es relevant, daß durch CAQ 100%-Kontrollen wirtschaftlich vertretbar werden. Vorher wurden meist nur Teilkontrollen durchgeführt, bei denen ein gewisser Fehleranteil in der Erzeugnismenge akzeptiert werden mußte.

Zusätzlich kann CAQ ergänzt werden durch eine rechnerge-stützte Instandhaltung der Produktionsanlagen. Frühwarn-systeme können helfen, den Abnutzungszustand zu überwa-chen, indem Maschinenparameter kontrolliert werden. Bei Überschreitung kritischer Werte wird dann eine Warnung ausgelöst.

Für die anlagenintensive und sehr störanfällige Fließ- fertigung ist dies besonders wichtig: die Anlagennutzung kann verstetigt und ein Totalausfall in der Produktion verhindert werden. Die optimale Maschinengüte sichert damit die Erzeugnisqualität, weil selbst minimale Störungen im Produktionsdurchlauf bemerkt und rechtzeitig behoben werden können³⁷.

3.2. Die produktionswirtschaftliche CIM-Komponente

Das System zur Produktionsplanung und -steuerung (PPS) ist als das umfassendste betriebliche Informationssystem eine wesentlicher Baustein in einem CIM-Konzept. Es umfaßt rechnergestützte Funktionen zur mengen-, termin-, und kapazitätsgerechten Planung, zur Veranlassung und zur Überwachung der Produktionsabläufe³⁸. Das PPS-System flankiert den Produktionsprozeß von der Angebotslegung bis zum Versand des Auftragsobjekts³⁹.

In der Phase der Produktionsplanung werden vom PPS- System bei der Programmplanung die Bestimmung von Art, Menge und Termin für die Produkte sowie bei der Mengenplanung die Beschaffung von nötigen Bauteilen für die Produktion unterstützt⁴⁰. Zusätzlich überprüft das PPS-System in der Terminplanung, ob die Aufträge zeitlich und kapazitäts-mäßig durchführbar sind. In der Phase der Produktionssteuerung veranlaßt es die Aufträge zur Produktion oder zur Bestellung von Bauteilen und überwacht den angelaufenen Produktionsprozeß, ob geplante Termine und Mengen eingehalten werden. Die Rückmeldungen aus der Phase der Fertigungssteuerung werden mit der Betriebsdatenerfassung (BDE) in den gemeinsamen Datenbestand des Gesamtsystems transferiert. So können auch andere computergestützte Anwendungen diese Informationen nutzen, und beispielsweise maschinenbezoge-ne Daten von CAM oder materialbezogene Daten von CAP verwendet werden⁴¹.

Mit der Kopplung an den Vertriebsbereich können durch die Berücksichtigung der Auftragsverwaltung in der Produk-tionsplanung die zu erstellenden Produktionsmengen besser prognostiziert werden. Darauf aufbauend kann in der Materialbeschaffung, der Lagerverwaltung sowie bei der zeitlichen Verteilung der Produktionskapazität genauer geplant werden⁴². Auch eine Vorkalkulation kann über den gemeinsamen Datenbestand mit den Kosteninformationen aus den anderen Bereichen besser erstellt werden.

PPS-Systeme sind ein entscheidender Fortschritt für die Fließfertigung. Sie entlasten von den Aufgaben der Programmplanung und Zeitplanung. Neue PPS-Ansätze sind sogar in der Lage, diese Aufgaben simultan statt wie bisher sukzessiv zu bearbeiten, so daß Planungsmängel aufgrund von Interdependenzen zwischen Programm- und Zeitplanung beseitigt werden können.

Auch neue Ansätze der Prozeßplanung bei Fließfertigung wie Kanban-Systeme oder Fortschrittszahlenkonzepte⁴³, die in erster Linie bei montageorientierter Serienfertigung z.B. in der Automobilindustrie eingesetzt werden, können mit PPS realisiert werden⁴⁴. Möglich wird dies erst durch die informationelle Vernetzung von PPS innerhalb des CIM-Systems.

4. Betriebswirtschaftliche Beurteilung von CIM- Konzeptionen bei industrieller Fließfertigung

4.1. Technisch-organisatorische Einführungsbarrieren

Flexibel automatisierte Fertigungssysteme sind bei Fließ-fertigung notwendige Bedingung für die Einführung von CIM. Beim Konzipieren des CIM-Systems muß aber die Gefahr der Überautomatisierung beachtet werden. Der Produktions-betrieb kann zunehmend unflexibel und anfällig werden, wenn der Mensch mit seiner Kontrollfähigkeit an zu vielen Stellen ersetzt wird.

Die betrieblichen Synergieeffekte durch die Datenintegra-tion und die Vorgangsintegration eröffnen ein bedeutendes Rationalisierungspotential. Das kommt jedoch nur zur Entfaltung, wenn gleichzeitig die aufbau- und ablauforga-nisatorische Unternehmensstrukturen angepaßt werden⁴⁵. Deshalb muß einer CIM-Realisierung immer eine Systemana-lyse der Unternehmung vorausgehen⁴⁶. Unter strategischen Aspekten wird dann ein Gesamtkonzept erstellt, das die vorhandenen Elemente berücksichtigt, auf zukünftige Entwicklungen vorbereitet ist und finanzierbar bleibt⁴⁷. Die Systemanalyse verursacht Unruhe im Betrieb, denn auch organisatorische Strukturen, die bisher gut funktionier-ten, können den Maßnahmen des Systemumbaus zum Opfer fallen.

Die Phase der Systementwicklung und vor allem der techni-sche Umbau zu einem CIM-System können wegen der vielen Details, die aufeinander abgestimmt werden müssen, wie der Codierung oder der Übertragungsbedingungen für Daten sehr lange dauern⁴⁸.

Gerade Betriebe mit Fließfertigung sind in dieser langwierigen Übergangsphase besonders betroffen: Eine Störung in einem Teilstück der Ferti-gungslinie, die durch Maßnahmen des Systemumbaus verur-sacht wird, beeinträchtigt den gesamten Produktionsprozeß und kann ihn sogar erheblich unterbrechen.

In der problematischen Situation des Systemumbaus ist es besonders wichtig, das Absinken der Motivation und Akzep-tanz der Mitarbeiter gegenüber dem einzuführenden CIM-System zu verhindern. CIM bedeutet in einem Betrieb mit Fließfertigung einen Wandel in der meist traditionellen Unternehmenskultur, auf den die Mitarbeiter sich erst einstellen müssen. Die Unternehmensleitung und das Bereichsmanagement müssen geschlossen hinter dem Projekt stehen und dies auch nach außen deutlich machen⁴⁹.

Zusätzlich ist die Einführung höher automatisierter Produktionsstrukturen wie CIM durch §§ 99, 106 und 111 bis 113 des Betriebsverfassungsgesetzes der Mitbestimmung unterworfen⁵⁰. Sozial unerwünschte Folgen wie Arbeits-platzabbau oder Steigerung der geistigen und psychischen Belastungen des Personals können damit von Arbeitnehmer-seite verträglich gestaltet werden.

Der Einführung von CIM geht also schon aus gesetzlichen Gründen eine intensive innerbetriebliche Diskussion voraus.

4.2. Wirtschaftliche Betrachtung

4.2.1. Qualitative Aspekte

Wegen der jeweils individuellen betriebsinternen Bedin-gungen und des weiten Planungshorizontes ist eine Nutzen-prognose schwierig⁵¹. Dennoch können zumindest tenden-zielle Aussagen über CIM-Konzeptionen getroffen werden.

Die Transparenz im Unternehmen von der Auftragsannahme bis zur Auslieferung ist mit wachsender Betriebsgröße immer schwieriger geworden. Dies führte zu Papierflut sowie zu innerbetrieblichen Kommunikationsproblemen, zu Reibungsverlusten und damit auch zu hoher Kapitalbindung. CIM als unternehmensweiter Informationsverbund liefert durch Vorgangs- und Datenintegration auch in größeren Unternehmen wieder die für die einzelnen Aufgaben erforderliche Transparenz und Übersichtlichkeit der Ablauforganisation⁵².

CIM steigert mit dem Baustein der Automatisierung durch Vielseitigkeit und schnellere Umrüstung die Produktions-flexibilität in der Fließfertigung⁵³. So wird bei diesem Organisationstyp der Produktion neben der Massen- und Großserienfertigung auch die Variantenfertigung wirt-schaftlich vertretbar⁵⁴. Die Fließfertigung, die ihre Produktivitätsvorteile gerade bei hohen Produktions-mengen zeigen konnte, ist so auch in der Lage, eine Losgröße 1 ökonomisch sinnvoll zu realisieren.

Bei der Variantenfertigung wird der traditionelle Nach-teil des Fließprinzips aufgelöst und die Ziele der Kundenorientierung und der hohen Produktivität mitein-ander verbunden. Die Automatisierung ermöglicht der Fließfertigungslinie, spezifische Kundenwünsche zu berücksichtigen. Diese positive Eigenschaft, die sonst nur der Werkstattfertigung zuzuschreiben ist, finden durch CIM auch Eingang in die Fließfertigung.

Die Kommunikationsmöglichkeiten zwischen den CIM- Komponenten steigern die Kundenorientierung zusätzlich: Mit Hilfe des vernetzten PPS-Systems können sofort und in Abstimmung mit dem Kunden zuverlässige Aussagen zur Maschinenbelegung, zum Termin und zum Preis getroffen werden, weil auch aktuelle verfahrenstechnische Informa-tionen bereits bei der Auftragskalkulation verfügbar sind⁵⁵.

Die Fließfertigung kann durch CAQ auf den in Zukunft zunehmend wichtigen Marktparameter Qualität eingestellt werden. CAQ ermöglicht eine bessere Qualitätskontrolle der Erzeugnisse. Bei vergleichsweise kostengünstiger rechnergestützten Prüfung werden Nacharbeitungs-, Ausschuß- und damit auch Materialkosten reduziert. Zusätzlich kann gerade bei der störungsanfälligen Fließfertigung ein computergestütztes Frühwarnsystem die störungsbedingten Unterbrechungen verringern. Produktionsfehlerquoten werden dadurch gesenkt, daß Anlagendefekte frühzeitig erkannt und behoben werden. Die Auslastung der Produktionskapazität und die Nutzung des gebundenen Kapitals werden so gesteigert⁵⁶.

4.2.2. Quantitative Aspekte

Wie in der Werkstattfertigung ist auch bei der Fließ- fertigung ein wesentliches Ziel von CIM-Konzeptionen die Reduzierung der Durchlaufzeit im Produktionsprozeß⁵⁷. Dies geschieht durch die Vorgangsintegration, die die Anzahl der notwendigen Kommunikationswege im Betrieb verringert⁵⁸. Durch das Zusammenlegen von Arbeitsaufgaben wird ebenfalls die Notwendigkeit reduziert, Vorgänge und Entscheidungen von mehreren Stellen bearbeiten zu lassen. Dadurch fällt Zeit weg, die verschiedene Personen für die jeweils erneute Aneignung des Sachverhaltes benötigten. Ein schnellerer Entscheidungsprozeß ist möglich. Die Datenintegration beschleunigt die übrige Kommunikations-zeit durch die papierfreie Datenübertragung zwischen den Abteilungen⁵⁹. Durch die kürzeren Vorgangszeiten können auch Liefertermine besser disponiert und das Risiko ter-minabhängiger Konventionalstrafen verringert werden⁶⁰.

Durch den oben erläuterten beschleunigten Produktions- durchlauf wird auch eine präzisere Mengenplanung ermög-licht, mit der die Lagerkosten reduziert werden können⁶¹. Die Lagerbestände werden gesenkt, ohne eine ausreichende Materialverfügbarkeit zu gefährden⁶². In einem vernetzten betrieblichen System greifen alle Bereiche auf einen gemeinsamen Datenbestand zu. So fallen geringere Informationskosten an, weil die mehrfache Erfassung derselben Daten wegfällt und Informations-suchenden eine breitere Datenbasis zur Verfügung steht⁶³.

Ein entscheidender Faktor für den Erfolg von CIM sind die Personen, die damit arbeiten müssen. Je umfassender das betriebliche Gesamtkonzept ist, desto mehr sind die einzelnen Mitarbeiter gefordert. Diese müssen auf die neu zugeschnittenen Gesamtverantwortlichkeiten, die durch die Vorgangsintegration entstehen, rechtzeitig vorbereitet und auch ständig in funktionsübergreifenden Fähigkeiten weiterqualifiziert werden⁶⁴. Zwar werden dabei hohe Kosten verursacht, ein Qualifikationsdefizit würde jedoch im betrieblichen Alltag das gesamte CIM-System in Frage stellen⁶⁵.

Die Rationalisierung durch Vorgangs- und Datenintegration entlastet von Routine- und Abstimmarbeiten. Sie führt an vielen Stellen der Steuerung und Kontrolle des Fließfer-tigungsprozesses zu Freisetzungseffekten⁶⁶. Dadurch werden einerseits die Personalkosten reduziert, die neu entstandenen CIM-Arbeitsplätze beinhalten aber anderer-seits komplexere Planungs-, Steuerungs- und Kontroll- aufgaben, die höher entlohnt werden müssen.

Bei den vielen Vorteilen, die CIM für einen Produktionsbetrieb bringt, ist der hohe finanzielle Investitions-, Einführungs- und Serviceaufwand gerade für mittlere Unternehmen allerdings abschreckend⁶⁷. Zwar sind bei richtiger Strategie spätere Anpassungen und Erweiterungen günstiger, im schnell veränderlichen Wettbewerbsumfeld sind aber strategische Entscheidungen dieser finanziellen Größenordnung schwierig. Da CIM jedoch eine Überlebensfrage für alle Unternehmen der Branche mit vergleichbarem Umfeld sein wird, stehen auch viele Mitbewerber vor den Investitionen. Diese Tatsache relativiert die Kostenfrage.

5. Fazit und Ausblick

CIM ermöglicht mit seinen Bausteinen auch in der Fließfertigung die Variantenfertigung, Produktionsflexi-bilität und Kundenorientierung. Die betroffenen Betriebe können damit die in vielen Bereichen verlorengegangene Wettbewerbsfähigkeit zurückerlangen und sogar ausbauen.

CIM darf allerdings nicht als Erfolgsgarantie verstanden, sondern muß als Chance begriffen werden. Um CIM zu realisieren, müssen sehr komplexe organisatorische Voraussetzungen erfüllt sein. Bevor nach der Einführung Nutzeneffekte sichtbar werden können, muß das CIM-System jahrelang auf die betriebliche Situation eingespielt und die Mitarbeiter mit CIM vertraut gemacht werden. Gerade ein Betrieb mit der störungsanfälligen Fließfertigung kann bei diesem Übergang auf das neue System in schwierige Probleme geraten.

Dennoch ist CIM ein guter Ansatz, einen Betrieb mit Fließfertigung an die veränderten Anforderungen des Marktes anzupassen und gleichzeitig die Möglichkeiten moderner Technologie zu nutzen.

Einige Entwicklungstendenzen, die von CIM ausgehen, beziehen sich auf das wirtschaftliche Umfeld von Kunden und Lieferanten, mit dem eine Unternehmung intensiv interagiert. Diese Beziehungen führen zu zwischenbetrieb-lichen Just-in-Time-Vernetzungen und müssen in Zukunft noch stärker berücksichtigt werden. Sie werden schließ-lich zur Integration der Fertigungsindustrie insgesamt führen⁶⁸.

Starke Fortschritte sind auch von der weiteren Entwicklung der Informationstechnologie zu erwarten. Systeme der Künstlichen Intelligenz, die Bilder oder menschliche Sprache verstehen und interpretieren können, ersetzen den Menschen in Planungs- oder Kontroll-funktionen, wo er bislang unverzichtbar war. Dieser Weg ist allerdings nur theoretisch denkbar, in der betrieb-lichen Praxis ist er zur Zeit nicht einmal ansatzweise durchführbar⁶⁹.

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[...]

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¹ Vgl. Bachmann, G.: Gerüstet für CIM. In: VDI-Gemeinschaftsausschuß CIM: Integrierte Informationsverarbeitung in Produktionsunternehmen. Düssel-dorf 1988. S. 63-78, hier S. 64.

² Vgl. Seliger, G.: Rechnerintegrierte Fertigung in der mittelständischen Wirtschaft. In: Scheer, A.-W. (Hrsg.): Computer Integrated Manufacturing, Einsatz in der mittelständischen Wirtschaft. Berlin/Heidelberg 1988. S. 112- 124, hier S. 112.

³ Vgl. Venitz, U.: CIM-Rahmenplanung. Berlin/Heidelberg 1990. S. 17.

⁴ Vgl. Sinz, E.J., Esswein, W.E.: Computer Integrated Manufacturing. In: Corsten, H. (Hrsg.): Lexikon der BWL. München 1992. S. 158.

⁵ Ebenda.

⁶ Vgl. Scheer, A.-W.: CIM - Der computergesteuerte Industriebetrieb. Berlin und Heidelberg 1990. S. 5.

⁷ Vgl. Dürr, H.H.: Wettbewerbsfähig trotz CIM. In: VDI-Gemeinschaftsaus-schuß CIM: Integrierte Informationsverarbeitung in Produktionsunterneh-men. Düsseldorf 1988. S. 1-15, hier S. 2.

⁸ Vgl. Häcker, R.: Die Integration von CIM-Bausteinen durch gemeinsame Datenbanken. In Scheer, A.-W. (Hrsg.): Computer Integrated Manufacturing, Einsatz in der mittelständischen Wirtschaft. Berlin/Heidelberg 1988. S. 165- 186, hier S. 166.

⁹ Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 57ff.

¹⁰ Vgl. Hahn, D., Laßmann, G.: Produktionswirtschaft, Controlling industrieller Produktion, Band 1. Heidelberg 1990. S. 103.

¹¹ Vgl. Steffen, R.: Produktionsplanung bei Fließbandfertigung. Wiesbaden 1977. S. 19ff.

¹² Vgl. Hahn, R.: Produktionsplanung bei Linienfertigung. Berlin/New York 1972. S. 19.

¹³ Vgl. Jansen, F.J. u.a.: Rechnergestützte Betriebsorganisation. Heidel-berg 1993. S. 8.

¹⁴ Vgl. Steffen, R., a.a.O. S. 19ff.

¹⁵ Vgl. Hahn, D., Laßmann, G., a.a.O. S. 36.

¹⁶ Vgl. Jansen, F.J. u.a., a.a.O. S. 8.

¹⁷ Vgl. Hahn, D., Laßmann, G.,a.a.O. S. 36.

¹⁸ Vgl. Steinle, H.: Die Umstellung der Fließfertigung auf Einzel- oder Gruppenfertigung. Berlin 1978. S. 15.

¹⁹ Vgl. Hahn, D., Laßmann, G., a.a.O. S. 40ff.

²⁰ Vgl. Steinle, H., a.a.O. S. 15.

²¹ Vgl. Mesina, M. u.a. (Hrsg.): CIM-Einführung: Rationalisierungschancen durch die Anschaffung und Integration von CA-Komponenten. Ehningen 1990. S. 10.

²² Vgl. Venitz, U., a.a.O. S. 90.

²³ Vgl. Steffen, R.: CIM - Bausteine und (noch) fehlende Elemente der Kostenrechnung. In: Kostenrechnungspraxis 1/1987. S. 8-12, hier S. 8.

²⁴ Vgl. Dorninger, C. u.a.: PPS - Produktionsplanung und -steuerung: Konzepte, Methoden und Kritik. Wien 1990. S. 21f.

²⁵ Vgl. Mesina, M. u.a. (Hrsg.), a.a.O. S. 50.

²⁶ Vgl. Gottschalk, E., Wirth, S.: Bausteine der rechnerintegrierten Produktion. München 1989. S. 42.

²⁷ Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 49ff.

²⁸ Ebenda, S. 53.

²⁹ Vgl. Hedrich, P. u.a.: Flexibilität in der Fertigungstechnik durch Computereinsatz. München 1983. S. 127.

³⁰ Vgl. Knof, H.-L.: CIM und organisatorische Flexibilität. Freiburg und Marburg 1991. S. 34.

³¹ Vgl. Hedrich, P. u.a., a.a.O. S. 191.

³² Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 52.

³³ Vgl. Knof, H.-L., a.a.O. S. 33.

³⁴ Vgl. Mesina, M. u.a. (Hrsg.), a.a.O. S. 63.

³⁵ Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 56.

³⁶ Vgl. Mesina, M. u.a. (Hrsg.), a.a.O. S. 66.

³⁷ Vgl. Gottschalk, E., Wirth, a.a.O. S. 109ff.

³⁸ Vgl. Hoff, H., Förster, H.U.: Die Auswahl von PPS-Systemen. In: Fortschrittliche Betriebsführung/Industrial Engineering. Heft 4/1985. S. 118.

³⁹ Vgl. Dorninger, C. u.a., a.a.O. S. 33.

⁴⁰ Ebenda, S. 35.

⁴¹ Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 27.

⁴² Ebenda, S. 24f.

⁴³ Zu Kanban und Fortschrittszahlenkonzepten vgl. Wiendahl, H.-P.: Belastungsorientierte Fertigungssteuerung. München 1987. S. 322ff.

⁴⁴ Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 31ff.

⁴⁵ Vgl. Mesina, M. u.a. (Hrsg.), a.a.O. S. 7.

⁴⁶ Vgl. Venitz, U., a.a.O. S. 196.

⁴⁷ Ebenda, S. 197.

⁴⁸ Vgl. Ott, M.C.: Hier stecken die kritischen Engpässe bei CIM-Projekten. In: io Management Zeitschrift 56 (1987), Nr. 11. S. 497-499, hier S. 497.

⁴⁹ Vgl. Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) e.V. (Hrsg.): Mit CIM die Zukunft gestalten. Frankfurt/Main 1988. S. 40.

⁵⁰ Vgl. Drumm, H.J.: Mechanisierung und Automatisierung. In: Kern, W. (Hrsg.): Handwörterbuch der Produktionswirtschaft. Stuttgart 1979. Sp. 286-292, hier S. 291.

⁵¹ Vgl. VDMA e.V. (Hrsg.), a.a.O. S. 30.

⁵² Vgl. Dürr, H.H., a.a.O. S. 5 und 7.

⁵³ Vgl. Hahn, D., Laßmann, G., a.a.O. S. 103.

⁵⁴ Vgl. Steffen, R. (1987), a.a.O. S. 10.

⁵⁵ Vgl. Niedermann, W.: Einsatz eines PPS-Systems mit Integration zu CAD. In Scheer, A.-W. (Hrsg.): Computer Integrated Manufacturing, Einsatz in der mittelständischen Wirtschaft. Berlin/Heidelberg 1988. S. 85-110, hier S. 110.

⁵⁶ Vgl. Fritzius, R.: Integrierte technische Datenaufbereitung und -abwick- lung. In: VDI-Gemeinschaftsausschuß CIM: Integrierte Informationsverar- beitung in Produktionsunternehmen. Düsseldorf 1988. S. 99-133, hier S. 120.

⁵⁷ Vgl. Dorninger, C. u.a., a.a.O. S. 26.

⁵⁸ Vgl. Sinz, E.J., Esswein, W.E., a.a.O. S. 158.

⁵⁹ Vgl. Scheer, A.-W., a.a.O. S. 4.

⁶⁰ Vgl. Hahn, D., Laßmann, G., a.a.O. S. 93f.

⁶¹ Ebenda, S. 93f.

⁶² Vgl. Mesina, M. u.a. (Hrsg.), a.a.O. S. 36.

⁶³ Vgl. Süssenguth, W.: Methoden zur Planung und Einführung rechnerintegrierter Produktionsprozesse. Berlin 1991. S. 34.

⁶⁴ Vgl. Drumm, H.J., a.a.O. Sp. 291.

⁶⁵ Vgl. Bachmann, G., a.a.O. S. 72.

⁶⁶ Vgl. Dürr, H.H., a.a.O. S. 13.

⁶⁷ Vgl. Bachmann, G., a.a.O. S. 72.

⁶⁸ Vgl. Frischkorn, H.-G.: Die Rolle von Netzwerken und Datenbanken in CIM- Systemen. In: Scheer, A.-W. (Hrsg.): Computer Integrated Manufacturing, Einsatz in der mittelständischen Wirtschaft. Berlin und Heidelberg 1988. S. 153.

⁶⁹ Vgl. Venitz, U., a.a.O. S. 30.