Table Of Content- -
--
-== -- - -- --
-- -- -== ----
-----=== -----== -==---==- -------=-=-- --=-=
-~
Forschung fur die Praxis • Band 27
Berichte aus dem
Forschungsinstitut fur Rationalisierung (FIR)
und dem Lehrstuhl und Institut
fur Arbeitswissenschaft (lAW)
der Rheinisch-Westfalischen
Technischen Hochschule Aachen
Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. R. Hackstein
M. Braun
Konzepte der
CAD / PPS-Kopplung
Mit 67 Abbildungen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo Hongkong 1990
Dipl.-Ing. Markus Braun
Forschungsinstitut fOr Rationalisierung
an der Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule Aachen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Hackstein
Inhaber des Lehrstuhls und Direktor des Instituts fOr Arbeitswissenschaft,
Direktor des Forschungsinstituts fOr Rationalisierung an der Rheinisch
Westfalischen Technischen Hochschule Aachen
D 82 (Diss. TH Aachen)
Beitrag zur technisch-organisatorischen Gestaltung von Kopplungen
zwischen CAD- und PPS-Systemen in Unternehmen des Maschinen
und Anlagenbaus
ISBN-13: 978-3-540-52492-2 e-ISBN-13: 978-3-642-84174-3
DOl: 10.1007/978-3-642-84174-3
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschOtzt. Die dadurch begrOndeten Rechte, insbesondere die
der Obersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahmen von Abbildungen und Tabellen,
der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Spei
cherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbe
halten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall
nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesre
publik Deutschland yom 9. September 1965 in der jeweils gOltigen Fassung zulassig. Sie ist
grundsatzlich vergOtungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des
Urheberrechtsgesetzes.
© Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 1990
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem
Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen
im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und
daher von jedermann benutzt werden dOrf1en.
Sollie in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN,
VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewahr
fOr Richtigkeit, Volistandigkeit oder Aktualitat Obernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls fOr
die eigenen Arbeiten die vollstandigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gOltigen Fassung
hinzuzuziehen.
Gesamtherstellung:
Becker-Kuns . Druck + Verlag GmbH· Peliserkerstr. 86 . 5100 Aachen' Tel. 0241 / 153767
2160 / 3020-543210
v
Vorwort des Herausgebers
Die Mechanisierung und Automatisierung der industriellen Pro
duktion hat in den vergangenen Jahren we iter standig zugenom
men. Begriffe wie "Flexible Fertigungssysteme", "Roboterein
satz" oder "CNC-Maschinen" sind einige Deskriptoren dieser
Entwicklung. Mit steigender Komplexitat der eingesetzten
Anlagen, Maschinen und Verfahren erhohen sich auch die Anfor
derungen an die Organisation des Zusammenwirkens von Mensch,
Betriebsmittel und Material. Die Beherrschung und Verbesserung
dieser Ablauforganisation wird mehr und mehr zum entscheiden
den Faktor fur einen erfolgreichen Einsatz moderner Produkti
onstechnologien.
Die Ablauforganisation in den Fabriken der Zukunft wird vom
Einsatz der Informationstechnik gepragt sein. Einen der Anwen
dungsschwerpunkte der Informationstechnik in der Ablauforgani
sation von Produktionsbetriebe bildet der Einsatz von Informa
tionssystemen fur die Planung und steuerung von Produktionsab
laufen einschlieBlich des Transportes und der Lagerung.
Der Erfolg solcher Informationssysteme ist in besonderem MaBe
davon abhangig, wie gut es gelingt, bei der Entwicklung und
beim Einsatz der Systeme gleichermaBen sowohl die technisch
organisatorischen als auch die humanen (arbeitswissenschaftli
chen) Aspekte zu berucksichtigen. Wahrend sich die technologi
sche Entwicklung namlich auf dem Hardware-Sektor auBerst
rasant vollzieht, ist zu beobachten, daB zwischen der durch
die Hardware gebotenen Moglichkeiten und der durch entspre
chende Methoden und Programme (Software) realisierten Anwen
dungen eine immer groBere Lucke entsteht, die als "Software
Lucke" bezeichnet wird.
Erfolge beim betrieblichen Einsatz konnen weiterhin aber auch
nur dann erreicht werden, wenn der Mensch die oben genannten
Informationssysteme akzeptiert. Das aber gelingt nur, wenn der
vi
Mensch die sich ergebenden Veranderungen positiv bewaltigen
kann. Da bisher zu wenig Beweglichkeit, Einfallsreichtum und
Flexibilitat bei der Entwicklung neuer Bedingungen fur die
Gestaltung der Arbeitszeit, des Arbeitsplatzes, des Arbeits
krafteeinsatzes, der Arbeitsorganisation und ahnlichem festzu
stellen ist, zeigt sich hier eine zweite, immer gr6Ber werden
de Lucke, die vielfach als "Akzeptanzlucke" bezeichnet wird
und die in ihren negativen Auswirkungen der "Software-Lucke"
sicherlich nicht nachsteht.
Daruber hinaus ist es heute im Hinblick auf die Wirtschaft
lichkeit von Neuen Technologien noch allzu haufig Uhlich, daB
man unter der Forderung nach "geringeren Kosten" vorzugsweise
"geringere Produktionskosten" und unter "h6herer Leistung"
vorzugsweise "h6here menschliche Anstrengung" versteht. Es
erhebt sich aber vor dem Hintergrund der Massenarbeitslosig
keit die Frage, inwieweit man heute Neue Technologien als
Ersatz fur Alte Technologien vorzugsweise durch Reduzierung
der Personalkosten anstreben muB und man h6here Leistung
vorzugsweise nur durch Erh6hung der menschlichen Anstrengung
erreichen kann.
Industrielle Fuhrungskrafte sol len hingegen wissen, daB gerade
die mit dem Begriff des Computers verbundenen Neuen Technolo
gien so gestaltbar sind, daB dem Menschen nicht h6here An
strengungen zugemutet wird, sondern der Computer die Arbeit
des Menschen so unterstutzen kann, daB das Leistungsergebnis-
und darauf kommt es ja an - verbessert wird. Es ist folglich
zu prufen, welche Neuen Technologien geeignet sind, sowohl die
Wirtschaftlichkeit zu steigern, als auch den Personalfreiset
zungseffekt zu vermeiden.
Die Arbeiten der beiden yom Herausgeber geleiteten Institute,
des Forschungsinstitutes fur Rationalisierung (FIR) an der
RWTH Aachen und des Lehrstuhls und Institutes fur Arbeitswis
senschaft (lAW) der RWTH Aachen, sind vor diesem Hintergrund
vii
darauf gerichtet, Beitrage zur SchlieBung der angezeigten
Lucken und zur Realisierung der genannten Forderungen zu
leisten. zur Umsetzung gewonnener Erkenntnisse wirddie
Schriftenreihe "FIR-IAW-Forschung fur die Praxis" herausgege
ben. Der vorliegende Band setzt diese Reihe fort. Die bisher
erschienenen Titel sind am SchluB dieses Bandes aufgefuhrt.
Dem Verfasser danke ich fur die geleistete Arbeit, dem Verlag
fur die Aufnahme dieser Schriftenreihe in sein Programm und
allen anderen Beteiligten fur ihren Beitrag zum Gelingen des
Bandes.
Rolf Hackstein
- vii-
Inhaltsverzeichnis Seite
Einleitung 1
2. Begriffsbestilmmgen 5
2.1 CCIrprt:er Aided Design (CAD) 5
2.2 Produktionsplantll'g 1J1')j -steuerun:J (PPS) 5
2.3 CCIrprt:er Integrated Manufacturin;J (CIM) 7
2.4 K£:IWllIDJ von CIM-Bausteinen 8
2.5 Organisation 9
3. starrl der Erkenntnisse 12
4. Grurxilagen der Methodik 19
4.1 Methodisd1e ~tze 19
4.2 Grurrllagen der Typenbildun;J 24
5. Vornehensweise zur EntwicJtlurp yon Vorsd1lagen zur tech- 29
nisdl-organisatorischen Gestaltung der CADIPPS-Kopplung
5.1 Methodik der Vorgehensweise 29
5.2 Ka'lzeptualisierIIDJ 1J1')j qleraticnal.isierIIDJ 32
5.2.1 Sachziele 33
5.2.2 Fbrmalziele 37
5.2.3 Anforderun:Jen 39
5.2.4 Organisationsmerkmale 48
6. Ennittlurp von Anforderuoosprofilen zur technisch- 53
oroanisa,torischen Gestaltung der CADIPPS-Kopplung
6.1 Anforc1ertln:3sProfil A 54
6.2 AnfordeIuIY:Jsprofil B 56
6.3 Anfo~rofil C 59
6.4 Anfo~rofil 0 61
7. Entwicklurp von Vorsd1lagen zur technisch-organisa- 63
torischen Gestaltung der CADIPPS-Kopplung
7.1 Gestalt:urx:Jsvorsd1liige fUr Anforde.rurgsprofil A 63
7.1.1 stUckl.istenerstelllIDJ 63
- viii -
7.1.2 Stiickl.istenweiterbearbeitung 74
7.1.3 ~ 81
7.1.4 Recherche 87
7.2 Gestal~rschliige fUr AnfordeJ:un;Jsprofil B 90
7.2.1 Stiickl.istenerst:ellURJ 90
7.2.2 Stiic:klistenweitemeameitung 95
7.2.3 ~ 100
7.2.4 Recherdle 101
7.3 Gestal~rschliige fUr Anfonierun;Jsprofil C 105
7.3.1 Stiickl.istenerst:ellURJ 105
7.3.2 Stiic:klistenweitemeameitung 110
7.3.3 ~ 114
7.3.4 Redlerdle 118
7.4 Gestal~rschliige fUr Anfonierun;Jsprofil D 119
7.4.1 Stiickl.istenerstellURJ 119
7.4.2 Stiic:klistenweitemeameitung 122
7.4.3 ~ 126
7.4.4 Recherche 131
8. Oraanisatorische GestalturJ:l" der CADIPPS-I<'oIXlIY!l;J 132
aufgezeigj;; anhan:l eines Fallbei§!!iels
8.1 Intention bei der Auswahl des Unten'lehrnens 132
8.2 Besdlre.il::lunJ des Unten'lehrnens 132
8.3 Ausgargssituation im Untemehmen 133
8.3.1 AITweI'rlun:J des CAD- urn PPS-syst.esIs 133
8.3.2 Ziel~ bei der :KcwlURJ 135
8.3.3 AnfordenJrgen an die :Kcw1URJ 135
8.4 Funktions- urn IeisturY;Jsumfan;r der :Kcw1Ul'¥JSlCisun;J 140
8.5 VorstellURJ des :Kcwlun;JSkonzeptes 144
8.5.1 Stiic:klistenerst:ellURJ 144
8.5.2 Stiic:klistenweitemeameitung 147
8.5.3 Amerurgswesen 151
8.5.4 Recherd1e 155
8.6 BeurteilURJ der realisierten :KcwlURJ 155
9. Zusamnenfassurg 157
-ix-
10. Literaturverzeic:hnis 160
11. ~ 176
A1 PJ:o;p::allllUletze fur die CAD/PPS-~lun:J 176
A2 Definition der statuskennzeiciJen.zustiirxi 190
A 3 pflidltenheft fur die llewerturY:J der im untemehmen 196
der Fallstudie einzusetzeroen ~lun:JSlCisun;J
A4 D:>Jo..nnentation der fur das untemehmen der Fallstudie 203
entwickelt en Abliiufe
- 1 -
1. Einleiturp
Das Koozept des CcIrpIter Integrated Marnlfacturirg (CIM) priigt die
derzeitigen Ratiooalisi~ in Unte.t.nehmen des Maschlnen
urrl Anlagenbaus. Die diesem Konzept ~ liegenje Idee, die Verl:lin
dun:] der seit den spiiten filnfziger Jahren in den Produktiansbereidlen
als InsellCislJrgen e:in:Jefiihrten EIN-systaDe, wurde zu Beginn der siebzi
ger Jahre insbeson::lere von ~ (1973) fODlllliert. Zu Beginn der
achtziger Jahre von EIN-Anbietem aufgegriffen, avarx::ierte dieses Kon
zept Mitte der achtziger Jahre zum beherrscherden 'Ihema in der Diskus
sion Uber die Fabrik der ZuJo.mft. sis heute hat dieses Konzept nichts
von seiner Attraktivitiit verloren. Jedoch kann festgestellt werden, daB
ClM heute nicht nehr als Rliloscprie fur die Gestalt urg der Betriebsor
ganisation in ferner ZuJo.mft diskutiert wird, sorrlern sich als Ieitge
danke bei der PlantJrg urrl Realisierurg von Rationalisi~
1m Maschinen- urrl Anlagenbau etabliert hat. Im Rahmen dieses Konkreti
sierurv;JSProzesses haben sich die in Al:bildun:] 1.1 dargestellten Inte
gratianspfade herauskristallisiert. Neben der Verl:lindun:] von CAM urrl
PPS sowie von CAD, CAP urrl CAM stellt die Verl:lindun:] des Cr::t1p.1ter Aided
Design (CAD) urrl der ProduktiansplantJrg urrl -st:euerlJnJ (PPS) einen die
ser Integratianspfade dar.
Im Mittelp.mkt der Verl:lindun:] von CAD urrl PPS steht der Austausch von
Stiicklisten urrl Teilestamnrlaten. D:I stUc:klisten urrl Teiles1:.anl1rlaten von
der ProduktionsplantJrg urrl -steuerun;J als Pl~agen ben6tigt
urrl daher in der Regel in PPS verwaltet werden, liegt die Fordenlrq auf
der Harxi, die von der Konstruktion in CAD erstellten D:lten mit Hilfe
einer Verl:lindun:] von CAD urrl PPS an PPS zu Ubergehen (vgl. HACKSTEIN
1989, S. 266). Wesentliche Nutzeffekte dieser Verl:lindun:] liegen demnach
in der EinsparuI'J;J von Mehrfacherfassun;Jen gleicher D:lten, 'NCIIIit sowOOl
die Produktivitiit wie auch die durch mSgliche Fehler bei der manuellen
Ein;Jabe beeinfluBte D:lt.erxpllitiit gesteigert werden. Hieraus :resultie
rerx:l. laBt sich die D.lrchlaufzeit zur tec:hnischen AuftragsabNicklun:J mit
einer Verl:lindun:] von CAD urrl PPS positiv beeinflussen. Ein weiterer we
sentlicher Vorteil liegt in der durch eine Verl:lindun:] von CAD urrl PPS
verl:lreiterten Infonnationsbasis fur die Benutzer beider Systeme. D..Irch
die Verl:lindun:] wird die M:'iglichkeit des Zl.¥Jr'iffs auf die D:ltenverwal-
