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Kurspaket Industriemeister Metall

Rechnergestützte Systeme der Konstruktion, Fertigung und Qualitätssicherung

01. Wie werden rechnergestützte Systeme in der Konstruktion, der Fertigung und in der Qualitätssicherung eingesetzt?

Die Anwendung von rechnergestützten Systemen in der Konstruktion, in der Fertigung und bei anderen technischen Fragestellungen ist seit langem verbreitet.

In der ersten Phase des Computereinsatzes wurden manuelle Tätigkeiten durch geeignete Rechnerprogramme unterstützt bzw. ersetzt.

Beispiel

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Eine technische Zeichnung wird nicht mehr manuell, sondern mithilfe eines CAD-Systems erstellt und in einer Datenbank abgelegt. Mit der Zeichnungserstellung wird eine entsprechende Stückliste generiert. Zeichnungen und Stücklisten sind im Rechner gespeichert und können für unterschiedliche Zwecke (Einkauf, Materialplanung, Arbeitsplanung) als Ausdruck erzeugt und an andere Abteilungen („Prozesskunden“) weitergegeben werden. Analoge Beispiele gibt es für den Einsatz von Rechnern in der Prüftechnik und in der Arbeitsvorbereitung.

Nachteilig war zu diesem Zeitpunkt, dass unterschiedliche Datenbestände in verschiedenen Arbeitsbereichen der Fertigung als Insellösung vorlagen; es fehlte die Verknüpfung der Informationen über eine gemeinsame Datenbank.

Die höchstentwickelte Form der Prozessanalyse und -steuerung existiert heute als sog. computerintegrierte Fertigung (CIM, Computer Integrated Manufactoring). Vor Einführung eines solchen Systems müssen Aufwand und Nutzen sorgfältig abgewogen werden.

CIM ist ein Konzept zur informationstechnischen Vernetzung der rechnergestützten Systeme der Konstruktion, der Fertigung und der Qualitätssicherung; daneben gibt es weitere CIM-Komponenten (z. B. CIP, CAO).

Die technische Seite des CIM-Konzepts bilden die CA-Systeme (CAD, CAM, CAQ, CAP); der betriebswirtschaftliche Bereich wird durch die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) repräsentiert (vgl. zu CIM ausführlich unten, 2.8.5).

02. Welche CA-Systeme werden im Rahmen der computerintegrierten Fertigung eingesetzt?

Man unterscheidet Systeme der Planung und der Durchführung:

CAX-Systeme
Systeme der Planung
CAEComputer Aided EngineeringComputergestütztes Ingenieurwesen in der Entwicklung/FertigungEntwurf
CADComputer Aided DesignComputergestützte Konstruktion und ZeichnungserstellungKonstruktion
CAPComputer Aided PlanningComputergestützte Arbeits- und MontageplanungArbeitsplanung
Systeme der Durchführung
CAMComputer Aided ManufacturingComputergestützte FertigungsdurchführungFertigung
CAQComputer Aided quality AssuranceComputergestützte QualitätssicherungQualitätssicherung

03. Welche Vor- und Nachteile können mit der Einführung eines CIM-Konzeptes verbunden sein?

CIM-Konzept
Mögliche Vorteile – Beispiele
  • Reduzierung
    • der Entwicklungszeiten/-kosten
    • der Rüst- und Liegezeiten/-kosten
    • der Fertigungszeiten/-kosten
    • der Lagerbestände/-kosten
    • des Personalbestandes/der Personalkosten.
  • Verbesserung
    • der Fertigungsflexibilität
    • der Produktqualität
    • der Produktivität.
  • Abbau monotoner Arbeiten, z. B.: Immer wiederkehrende, zum Teil doppelte Dateneingabe und -pflege wird reduziert; aufgrund der Systemunterstützung kann die manuelle Überwachung vermindert werden.
Mögliche Nachteile – Beispiele
  • Der Einsatz vernetzter, rechnergestützter Systeme führt nur dann zur Realisierung der angestrebten Ziele, wenn
    • die Systeme laufende Updates erfahren,
    • die Tatbestände kompatibel und
    • die Datenbestände aktuell sind.
  • Der Einsatz vernetzter, rechnergestützter Systeme verlangt vom Mitarbeiter
    • die Bereitschaft, die Anwendung der Systeme zu lernen und zu nutzen,
    • die Bereitschaft zu laufender Weiterbildung,
    • Flexibilität im Umgang mit Systemen sowie
    • die Bereitschaft zur Tätigkeit im Rahmen flexibler Schichtsysteme.
  • Hohe Investitionskosten für
    • Hardware und
    • Software (Kompatibilität, Update).
  • Hohe Anlaufkosten für
    • Implementierung des CIM-Konzepts,
    • Eingabe der Datenbestände und
    • Einarbeitung der Mitarbeiter.

04. Warum muss die Organisation bei der Einführung eines CIM-Konzeptes modifiziert werden?

Die Implementierung eines CIM-Konzeptes verlangt eine exakte, aufbauorganisatorische Struktur des Unternehmens. Die Hierarchie des Softwaresystems muss der Hierarchie der Wirklichkeit entsprechen, damit Ein- und Ausgabedaten den jeweiligen Unternehmensbereichen, Abteilungen und Arbeitsplätzen zugeordnet werden kann.

Bei der Gestaltung der Ablauforganisation erfolgt ein Übergang zur Prozessorganisation (vgl. 5.1.4, Optimierung der Aufbau- und Ablauforganisation). Jeder Bereichs-, Gruppen- und Einzelarbeitsprozess muss in der Realität genau definiert und in der „Rechnerwelt“ entsprechend abgebildet sein. Für jeden Prozess muss klar erkennbar sein, wer Lieferant und wer Kunde einer Leistung ist.

Diese Erfordernisse führen bei Einführung eines CIM-Konzeptes zu einer Neuorganisation bzw. zu einer Modifizierung der bestehenden Aufbau- und Ablaufstrukturen.