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FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences 18.10.2005 Computer Integrated Manufacturing Steffen Hein 02INF2.

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1 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Computer Integrated Manufacturing Steffen Hein 02INF2

2 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF22 Computer Integrated Manufacturing Begleitmaterial unter: 2 Skript/Kurzarbeit

3 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF23 Computer Integrated Manufacturing 1 Einführung / Die Wurzeln von CIM 2 Computer Integrated Manufacturing 3 Hinter den Kulissen von CIM 3 Gliederung

4 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF24 Computer Integrated Manufacturing 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 4 Einführung

5 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF25 Computer Integrated Manufacturing 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 5 Einführung

6 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF26 Computer Integrated Manufacturing 1.1 Funktionen konventioneller Unternehmensbereiche Arbeitsplanung: Einmalige Planungsmaßnahmen zur Fertigung Auftrags- und terminneutral Suche nach effizientesten Verfahren (wirtschaftlicher Aspekt) 6 Einführung

7 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF27 Computer Integrated Manufacturing 1.1 Funktionen konventioneller Unternehmensbereiche Produktionssteuerung: Umsetzung des Erzeugnisprogramms unter optimalen Abläufen laut Arbeitsplanung Kompensation von Störungen und Kapazitätsengpässen (Termin- und Kosteneinhaltung) 7 Einführung

8 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF28 Computer Integrated Manufacturing 1.1 Funktionen konventioneller Unternehmensbereiche Materialwirtschaft: Vorgänge zur Materialbereitstellung Beachtung: richtige Qualität, richtige Menge am richtigen Ort zur richtigen Zeit 8 Einführung

9 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF29 Computer Integrated Manufacturing 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 9 Einführung

10 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF210 Computer Integrated Manufacturing 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 10 Einführung

11 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF211 Computer Integrated Manufacturing 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 11 Computer Integrated Manufacturing

12 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF212 Computer Integrated Manufacturing 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. 12 Computer Integrated Manufacturing

13 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF213 Computer Integrated Manufacturing 2.1 Der CIM-Ansatz nach AWF Funktionskette im CAD/CAM PPS zur Planung, Steuerung & Überwachung der Produktion 13 Computer Integrated Manufacturing

14 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF214 Computer Integrated Manufacturing 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 14 Computer Integrated Manufacturing

15 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF215 Computer Integrated Manufacturing 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 15 Computer Integrated Manufacturing

16 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF216 Computer Integrated Manufacturing 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) 16 Computer Integrated Manufacturing

17 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF217 Computer Integrated Manufacturing 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 17 Computer Integrated Manufacturing

18 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF218 Computer Integrated Manufacturing 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 18 Computer Integrated Manufacturing

19 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF219 Computer Integrated Manufacturing 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 19 Computer Integrated Manufacturing

20 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF220 Computer Integrated Manufacturing 2.7 Der CIM-Ansatz nach Scheer 20 Computer Integrated Manufacturing

21 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF221 Computer Integrated Manufacturing 3. Die Maschinerie von CIM Ursprüngliche Ziel einer rechnergestützten Produktion war nicht realisierbar (Speicherkapazität, Dialogmöglichkeiten, etc.) Beginn 80er 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) 21 Hinter den Kulissen von CIM

22 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF222 Computer Integrated Manufacturing 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 22 Hinter den Kulissen von CIM

23 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF223 Computer Integrated Manufacturing 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 23 Hinter den Kulissen von CIM

24 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF224 Computer Integrated Manufacturing 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 24 Hinter den Kulissen von CIM

25 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF225 Computer Integrated Manufacturing 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 25 Hinter den Kulissen von CIM

26 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF226 Computer Integrated Manufacturing 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!!! 26 Hinter den Kulissen von CIM

27 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF227 Computer Integrated Manufacturing 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. 27 Hinter den Kulissen von CIM

28 FACHHOCHSCHULE MERSEBURG University of Applied Sciences Steffen Hein 02INF228 Computer Integrated Manufacturing 4. CIM in der Praxis Fundamentale Bedeutung von Computer in Industrie Mitte bis Ende der 80er 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 28 Resümee von CIM


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