FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences 18.10.2005 Computer Integrated Manufacturing...

18.10.2005

FACHHOCHSCHULE

MERSEBURG University of Applied Sciences

Computer Integrated Manufacturing

Steffen Hein

02INF2

18.10.2005 Steffen Hein 02INF2

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Begleitmaterial unter: www.in.fh-merseburg.de/~shein

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Skript/Kurzarbeit


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1 Einführung / Die Wurzeln von CIM

2 Computer Integrated Manufacturing

3 Hinter den Kulissen von CIM

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Gliederung


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1. Vorbetrachtung

Bisher: sequentielle Fertigungsstraßen Problem: beschränkte Produktvielfalt, lange Entwicklungszyklen,

unvorhersehbare Marktsituationen Lösung: Bedarf an einer automatisierten (computergestützten)

Fertigungsstraße Computer als evolutionärer Schritt bei Konstruktion, Arbeitsplanung,

Materialwirtschaft und Produktsteuerung

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Einführung


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1.1 Funktionen konventioneller Unternehmensbereiche

Konstruktion: Funktionen im Bereich der Produktentwicklung Aufbau und Pflege einer Erzeugnisgliederung

universeller Zeichnungsaufbau erleichterte Angebotskalkulation Widerverwendbarkeit Beschleunigte Materialdisposition Verbesserte Fertigungs- und Montagesteuerung

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Einführung


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Arbeitsplanung: Einmalige Planungsmaßnahmen zur Fertigung Auftrags- und terminneutral Suche nach effizientesten Verfahren (wirtschaftlicher Aspekt)

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Einführung


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Produktionssteuerung: Umsetzung des Erzeugnisprogramms unter optimalen Abläufen laut

Arbeitsplanung Kompensation von Störungen und Kapazitätsengpässen (Termin- und

Kosteneinhaltung)

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Einführung


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Materialwirtschaft: Vorgänge zur Materialbereitstellung Beachtung: richtige Qualität, richtige Menge am richtigen Ort zur

richtigen Zeit

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Einführung


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1.2 Grenzen des Fließlinienprinzips

Arbeitsteilige Organisation heutiger Unternehmen Vorteile: hoher Wirkungsgrad, effiziente Auslastung von

Investitionsgütern Folge: geringer Produktpreis Grenzen/Probleme: verlässliche Liefertermine, Flexibilität bei

Kundenwünschen bei gleichzeitig hoher Produktqualität

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Einführung


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1.3 Informationsmanagement im Unternehmen

Immense Flut an Informationen für effiziente Aufgabenerfüllung(Engpass an Informations- & Kommunikationssystemen)

Informationsprozess= Inform.-Gewinnung, -Aufnahme & Speicherung, -Verarbeitung und Abgabe

Kommunikation= Informationsabgabe, -übermittlung und –aufnahme Folge: Integration von Computern als Ausweg

Nutzung von Synergieeffekten Neute Optionen im Unternehmen durch verbessertes Info-Management

CIM

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Einführung


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2. Die Idee von CIM

CIM= computer integrierte Produktion Sammelbegriff und Modell Tätigkeiten im Unternehmen m.EDV Keine Technologie bzw. Schlüsselfertiges Produkt Bedarf an Individualisierung in Firma, Organisation, Personalpolitik

und Technik

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2.1 Der CIM-Ansatz nach AWF

Definitionsversuch seitens AWF (Ausschuss f. Wirtschaftliche Fertigung) im Jahre 1984

Mitglieder aus Hochschulen & Institutionen Ergebnis: AWF-Empfehlung über Begriffe, Definitionen &

Funktionen 1985 „…Cim beschreibt den EDV-Einsatz in allen mit der Produktion

zusammenhängenden Betriebsbereichen…“ Ziel: Integration von techn.- & organisat. Funktionen zur Produkterst.

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2.1 Der CIM-Ansatz nach AWF

Funktionskette im CAD/CAM PPS zur Planung, Steuerung & Überwachung der Produktion

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2.2 Computer Aided Design

Konstruktionsprozess innerhalb der Produktionsfunktion Konzipierung (Analyse, Erarbeitung, Bewertung von Lösungen) Gestaltung (Konkretisierung, Entwurf, Modellbau (CAE)) Detaillierung (Darstellung der Einzelteile)

Geometrische Modelllierung mit 2D oder 3D (Prüfung durch CAE) Technische Berechnungen & Zeichnungserstellung

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2.3 Computer Aided Planning

Rechnergestützte Arbeitsplanung (einmalige Planungsmaßnahmen) Erfüllung einer Produktionsaufgabe nach wirtsch. Kriterien Abdeckung folgender Bereiche:

Montageplanung Arbeitsplanerstellung NC- & Roboterprogrammierung (mittels Programmiersysteme) Prüfplanung Visualisierung, Simulation von Programmablauf einer NC-Maschine

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2.4 Computer Aided Manufacturing

CAM= Automatisierung der Fertigungsprozesse Werkstücksfertigung (Materialhandhabung) Montage (Montagemaschinen) Transport und Lagerung (Transport- und Lagersysteme)

Beschreibt ausschließlich direkte Steuerung & Überwachung im Fertigungsprozess (CAP-Programme nutzend)

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2.5 Computer Aided Quality Assurance

Rechnergestützte Funktionen der Qualitätssicherung Begleitet gesamten Produktionsprozess (Prod.-Entw. bis Versand) Beinhaltet:

Qualitätsplanung Qualitätsprüfung Qualtiätslenkung

Permanente Überwachung der Prozesse Kompensation von Abweichungen = Regelung Erstellung von Prüfplänen und Programmen und Durchführung

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2.6 Produktionsplanung und Steuerung

Überwiegend betriebswirtschaftliche Aufgaben Organisation und Überwachung des Fertigungsablaufs CAP= statische Planung, PPS= stetige, dynamische Planung Beachten von Mengen-, Termin- und Kapazitätsaspekten Hauptfunktionen:

Produktionsprogrammplanung Mengenplanung Termin- & Kapazitätsplanung Auftragsveranlassung und Auftragsüberwachung

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2.7 Der CIM-Ansatz nach Scheer

Basis: begriffliche Darstellung der AWF Sogenanntes Y-Modell mit geringer Wichtung von CAQ Vertikal: betriebswirtschaftliche und technische Funktionen Horizontal: Planung und Realisierung Informationsmanagement: zentrale Datenbanken und dezentrale

Rechnerstrukturen Datenbankdesign allgemeingültig

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2.7 Der CIM-Ansatz nach Scheer

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3. Die Maschinerie von CIM

Ursprüngliche Ziel einer rechnergestützten Produktion war nicht realisierbar (Speicherkapazität, Dialogmöglichkeiten, etc.)

Beginn 80‘er Jahre erste Integrationen mittels CIM durch EDV-Fortschritt

3 wesentliche Komponenten von CIM Netzwerke: LAN, MAN, WAN als Fundament Schnittstellen: Datenaustausch zwischen Rechnern und Programmen

Abteilungsübergreifend Datenbanken: zentraler Punkt für Datenströme zentral. Punkt(Datenbasis)

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Hinter den Kulissen von CIM


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3. Die Maschinerie von CIM

Probleme: Normungen der Schnittstellen nur als Ansatz Bedarf mehrere Datenbanken Organisatorische-, Philosophische und Geographische Aspekte Bedarf an Zugriffs- und Ortstransparenz

Verteilte Systeme und Middleware

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3.1 Green-Screens und Mainframes

Fotschritte in der Rechnentechnik Breiter Einsatz von Mainframes Limitierte Nutzung der Rechenleistung Terminals („Green-

Screens“) Batch-Jobs + andere Berechnungen liefen auf Mainframe Monolithische Softwarearchitektur

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3.2 Die Revolution: Client/Server-Architekturen

Weitere technische Fortschritte Einzelplatzrechner Mehr Flexibilität durch „Mobilität“ Mainframes nur noch als Server Umverteilung der Rechenkapaz. Aufkommen von Unix-Servern

Finanziell attraktiver als Mainframes Implizierten Durchbruch der Cleint/Server-Architektur Flexible Strukturen und Individualisierung in Abteilungen

Erste Ansätze von verteilten Anwendungen Keine monolithischen Softwarearchitekturen mehr

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3.3 Die Evolution: Multitier Client/Server

Problem bei Client/Server: Softwarpflege sehr mühselig!!! Modifikation der Client/Serverarchitektur um eine zusätzl. Ebene

Bzw. um n-Ebenen („Multitier“) Logik: 2 Server und die Clients

1. Server: Datenbank 2. Server: Programmlogik Separation der Clients von restlicher Softwarearchitektur Trennung von Daten und Programmlogik physisch oder logisch

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3.4 Verteilte Systeme

Keine Unterscheidung zwischen Client/Server mehr Softwarefunktionen in verteilten Objekten Kommunikation

Enorme Flexibilität bei Planung und Realisierung physisch und logisch Dienstnutzung über Interfaces Ideal für Vernetzung von diversen Betriebsbereichen Schnittstellen als Schlüssel, da Funktionstransparenz durch definierte, konsistente

Schnittstellen (z.B. leichte DB-Portierung möglich) Echte Nebenläufigkeit und Skalierbarkeit Ortstransparenz und Zugriffstransparenz Heterogenität!!!

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3.4 Verteilte Systeme

Definition: „Ein verteiltes System ist ein System mit räumlich verteilten Bausteinen,

die keinen gemeinsamen Speicher benutzen und dezentral administriert werden. Bausteine können miteinander kommunizieren um gemeinsame Ziele zu erreichen.“

Ein vert. System ist ein Verbund von heterogenen Rechnersystemen, welche zur funkt. Umsetzung einer Aufgabe miteinander kommunizieren. Dies geschieht transparent, so dass das Gesamtsystem als monolithisches System wirkt.

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4. CIM in der Praxis

Fundamentale Bedeutung von Computer in Industrie Mitte bis Ende der 80‘er erfolgreicher Einsatz von CIM bei IBM und

Siemens Durchbruch von CIM Vorteile aus Praxiserfahrungen:

Senkung d. Kosten v. Entwurf & Produktion: 15-30% Reduzierung d. Werkstattdurchlaufzeit: 30-60% Erhöhung der Produktivität: 40-70% Verminderte Ausschussrate: 20-50% Steigerung der Produktvielfalt: 3-30fach

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Resümee von CIM

Date post:	05-Apr-2015
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