Table Of ContentProduktion und Information
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
•
ONLINE LIBRARY
Engineering
http://www.springer.de/engine/
W. Dangelmaier
Produktion und Information
System und Modell
Ii Springer
Professor Dr.-Ing. habil. WILHELM DANGELMAIER
Universität Paderborn
Heinz Nixdorf Institut
Fürstenallee 11
33102 Paderborn
ISBN 978-3-642-62448-3 ISBN 978-3-642-55584-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-55584-8
Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek
Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der
Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische
Daten sind im Internet über <http://dnb.ddb.de> aufrufbar
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,insbesondere die der Übersetzung,
des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfil¬
mung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen,bleiben,
auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses
Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der
Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätz¬
lich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003
Originally published by Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York in 2003
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 2003
http://www.springer.de
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt
auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und
Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN, VDI,VDE) Bezug
genommen oder aus ihnen zitiert werden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit
oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vor¬
schriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen.
Einbandgestaltung: Struve & Partner, Heidelberg
68/3020 uw - Gedruckt auf säurefreiem Papier - 5 4 3 2 1 0
Vorwort
Unternehmen finden heute einen Markt vor, der durch manufacturing on de-
mand und Veränderungen der Marktsituation gekennzeichnet ist. Dies bedeutet
für die Unternehmen: Wandlungsfähige Produktionsstrukturen, Produktion im
Kundenauftrag, kurzfristige Anpassung der Kapazitäten, kurzfristige Schwan-
kungen und Zyklen in der Nachfrage, hohe Innovationsraten, kurze Produktle-
benszyklen, Verkürzung der time to market, kurze Lieferzeiten, steigende
Anforderungen an Qualität und Service, zunehmender Kundenwunsch nach Sy-
stemlösungen und komplexen Prodddukten, Komplettlösungen mit Logistik, Leit-
technik, Schulung und Service. Eine mögliche Antwort auf die damit
verbundenen Herausforderungen ist die Kooperation mit anderen Unternehmen
in Produktionsnetzwerken, z. B. in Form eines virtuellen Unternehmens, in dem
Produkte gemeinsam definiert, Prozesse ohne Qualitätseinnbußen bei den einzel-
nen Partnern – je nach Auslastungssituation – durchgeführt und Daten ohne
Minderung syntaktisch und semantisch korrekt zwischen den einzelnen Part-
nern ausgetauscht werden. Darüber hinaus setzt eine solche Kooperation gene-
rell eine definierte Produkt- und Prozeßqualität voraus. Ein Arbeiten in
derartigen Produktionsnetzwerken erfordert die Definition einheitlicher Quali-
tätsmaßstäbe, eine durchgängige Daten- und Software-/Hardwareintegration
und ein modellgestütztes Vorgehen bei der Definition der Prozesse, Abläufe
und Funktionen, um so komplexe, kundenindividuelle Produkte und Dienstlei-
stungen mit kürzesten Lieferzeiten konkurrenzfähig herstellen und anbieten zu
können.
Mit einem Satz: Die Welt wird immer komplexer und dynamischer. Man hat
nicht mehr die Zeit – wenn man sie je hatte –, etwas von selbst sich entwickeln
und wachsen zu lassen. Vielmehr müssen Strukturen und Abläufe sofort da sein
und funktionieren. Damit wird die planerische Durchdringung und das Durch-
denken von Produkkktionen heute dringender denn je zuvor. Ein Hilfsmittel dazu
kann die Systemtechnik sein. Auch wenn die Zeiten vorbei sind, als man glaub-
te, mit Hilfe der Systemtechnik jedes Problem effizient lösen zu können, so
scheint mir ihre Anwendung im Produktionsbereich heute unabdingbar. Jede
noch so brilliante Idee kommt ohne das notwendige handwerkliche Rüstzeug
nicht zum Tragen.
Das vorliegende Buch stützt sich auf Vorlesungen, aber auch auf Dissertatio-
nen ab, die in den vergangenen Jahren am Fachgebiet Wirtschaftsinformatik des
Heinz Nixdorf Instituts der Universität Paderborn durchgeführt wurden.
Vorwort VI
Allen Mitarbeitern, die zum Gelingen beigetragen haben, sei an dieser Stelle
herzlich gedankt. Herr Christoph Laroque hat die Endredaktion durchgeführt.
Frau Annette Steffens hat neben ihren täglichen Sekretariatsarbeiten die Erstel-
lung des Manuskripts besorgt. Ihnen sei an dieser Stelle besonders herzlich ge-
dankt.
Paderborn, Juni 2002
Wilhelm Dangelmaier
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ......................................................................1
2 System, Produktion, Information ...............................3
2.1 System ..............................................................................................3
2.1.1 Systembegriff ........................................................................3
2.1.2 Systemeigenschaften und Systemklassen ...........................33
2.1.3 Systemmodelle ....................................................................38
2.2 Produktion ......................................................................................49
2.2.1 Produktionsstrategien .........................................................51
2.2.2 Produktionsaufgaben ..........................................................54
2.2.3 Organisationstypen .............................................................62
2.2.4 Computerunterstützte Fertigungssysteme ...........................69
2.2.5 Formale Systemdefinition eines Fertigungssystems –
Beispiel ...............................................................................98
2.3 Information ...................................................................................103
2.3.1 Informationsbegriff ...........................................................103
2.3.2 Aufgaben produktionsorientierter Informationssysteme ..107
2.3.3 Wichtige Schnittstellen .....................................................117
2.3.4 Computer Integrated Manufacturing ................................123
2.3.5 Einbettung der Produktion in E-Business-Systeme –
Hauptsysteme als Funktionsträger ....................................127
2.3.6 Einbettung der Produktion in E-Business-Systeme –
Schnittstellen zwischen Modulen / Hauptsystemen .........144
2.3.7 Einbettung der Produktion in E-Business-Systeme –
Konfigurationsszenarien ...................................................161
3 Modell .......................................................................189
3.1 Modellierung von Inhalten ...........................................................189
3.1.1 Gegenstand .......................................................................189
3.1.2 Vorgang, Ablauf, Verhalten .............................................213
3.1.3 Zeit ....................................................................................224
3.1.4 Raum .................................................................................235
3.1.5 Leistung und Arbeit ..........................................................239
3.2 Strukturmodelle ............................................................................241
3.2.1 Formale Strukturmodelle ..................................................242
3.2.2 Strukturmodelle zur Beschreibung statischer
Systemeigenschaften (Aufbaustrukturen) .........................252
3.2.3 Strukturmodelle zur Beschreibung dynamischer
Systemeigenschaften (Ablaufstrukturen) ..........................267
3.2.4 Objektorientierte Modellierungsmethoden .......................312
Inhaltsverzeichnis VIII
3.3 Operable Modelle .........................................................................323
3.3.1 Modellierung von Inhalten ................................................325
3.3.2 Operable Modelle zur Beschreibung statischer
Systemeigenschaften .........................................................326
3.3.3 Operable Modelle zur Beschreibung dynamischer
Systemeigenschaften .........................................................385
4 Systemplanung ........................................................457
4.1 Teilaufgaben der Systemplanung ..................................................457
4.1.1 Problemanalyse ..................................................................463
4.1.2 Situationsanalyse zur Definition des technischen
Standards ...........................................................................465
4.1.3 Zielsystembildung als Voraussetzung der
Projektstandsanalyse ..........................................................472
4.1.4 Systemsynthese und -analyse ............................................481
4.1.5 Bewertung und Entscheidung ............................................490
4.1.6 Planung einer Elektrogeräte-Fertigung – Beispiel ............496
4.2 Vorgehensstrategien zur Sicherstellungder Lösungsqualität .......515
4.3 Vorgehenstaktiken zur Zeit- und Komplexitätsreduzierung .........523
4.3.1 Strukturierung von Systemen ............................................523
4.3.2 Planung des Projektablaufs ................................................530
4.3.3 Kunden-/Anwender-Kooperation bei Systemplanung
und -realisierung ................................................................536
4.4 Konzept- und Kostenmanagement ................................................553
4.4.1 Kostenrechnung .................................................................553
4.4.2 Ermittlung der wirtschaftlichsten Projektalternative .........559
4.4.3 Projektcontrolling ..............................................................566
4.5 Vorgehensmodelle ........................................................................569
4.5.1 Kölner Integrationsmodell .................................................569
4.5.2 CIMOSA ............................................................................573
4.5.3 Architektur integrierter Informationssysteme ...................576
4.5.4 Semantisches Objektmodell ..............................................580
4.5.5 SDL – Abstrakte Datenmodellierung ................................583
4.5.6 VHDL ................................................................................590
4.6 Erstellung eines Fertigungssteuerungsverfahrens aus
Bausteinen – Beispiel ....................................................................592
4.6.1 Problemanalyse.................................................................. 600
4.6.2 Situationsanalyse im engeren Sinne –
Suchen wiederverwendbarer Verfahren ............................613
4.6.3 Systemsynthese und Systemanalyse –
Lösungsspezifikation und Dekomposition ........................619
4.6.4 Systemsynthese und Systemanalyse –
Anpassen der Verfahren ....................................................628
4.6.5 Systemsynthese / -analyse –
Integration der Teilbausteine .............................................631
4.6.6 Bewertung –
Evaluation des Gesamtsystems ..........................................632
4.6.7 Beispiel Fließfertigung von Bremsen ................................633
IX Inhaltsverzeichnis
5 Rechtliche und organisatorische Rahmenbedingun-
gen für die Einführung von IuK-Systemen ............649
5.1 Beziehungen zwischen Informationstechnik und Gesellschaft ....649
5.2 Konzept der Ordnungsmäßigkeit von Informationssystemen ......651
5.2.1 Anwenderintegration ........................................................653
5.2.2 Ordnungsmäßigkeit im engeren Sinne ..............................654
5.2.3 Ordnungsmäßigkeit im weiteren Sinne ............................661
5.3 Produkthaftung .............................................................................662
Sachverzeichnis ........................................................................665
1 Einleitung
Die meisten Produktionssysteme, aber auch die meisten Produkte sind heute so
anspruchsvoll, dass zu ihrer Realisierung vielfältige Fachdisziplinen zusam-
menwirken müssen. Diese Arbeitsteilung, ob in parallelen oder sequentiellen
Prozessen angelegt, wird aber für einen zielgerichteten Realisierungsprozess
nur ein Teil der notwendigen Zerlegung der Gesamtaufgabe sein. Jede einzelne
Fachdisziplin benötigt wieder Vorgehensweisen, um Probleme und Fragestel-
lungen verstehen, die vorhandene Fachkompetenz sammeln und einbringen und
nicht zuletzt eine wirtschaftlich vorteilhafte Realisierung gewährleisten zu kön-
nen, in der alle Fachdisziplinen wieder zusammengeführt werden.
Das vorliegende Buch kaaann und soll die Kompetenzder einzelnen Fachdis-
ziplinen nicht darstellen. Was dargelegt werden soll, sind vielmehr grundsätz-
lich gültige Konzepte beim Entwurf von Produktionssystemen und Produkten.
Sie sollen helfen, schwierige Aufgabenstellungen zu operationalisieren, in dem
einerseits Einzelaufgaben formuliert werden, die zur Erfüllung der Gesamtauf-
gabe beitragen und für die Lösungen gefunden werden können, und andererseits
Ordnungsschemata angegeben werden, mit denendie Komposition des Ganzen
in ihren Auswirkungen überschaubar und bewertbar bleibt.
W. Dangelmaier, Produktion und Information
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003
