Der Begriff "Computer Integrated Manufacturing" ist seit seinem Aufkommen Mitte der 80er Jahre mit hohen Erwartungen belegt. Durch Integration von Technologie für die Fertigung wurden Durchbrüche an der Produktivitäts- und Wettbewerbsfront erwartet. Der Ansatz der technischen Integration hat sich als außerordentlich teuer erwiesen. Eckard Manske* stellt als Alternative die "investitionsarme Fertigungsreorganisation" vor.

Kostspielig ist CIM nicht nur, was die einzelnen Technologiekomponenten angeht, sondern auch hinsichtlich der projektbezogenen Aufwände. CIM-Projekte sind mit einem hohen Risiko behaftet und in den seltensten Fällen ließen sich bisher die Erwartungen der Unternehmensleitungen und des Fachmanagements erfüllen: Der erhoffte Nutzen in Form von gesteigerter Produktivität, hoher Flexibilität etc. hat sich nicht eingestellt.

Wichtige Aspekte nicht ins Kalkül gezogen

Andersen Consulting führt diese negative Entwicklung darauf zurück, daß bei sehr vielen Versuchen, CIM zu realisieren, der Schwerpunkt auf die Technologie - sprich: auf den Computer - gelegt wurde. Wichtige Aspekte zogen die Verantwortlichen nicht angemessen ins Kalkül:

- die langfristige Ausrichtung des Unternehmens bezüglich ihrer Fertigungsstrategie und ihre sonstigen relevanten Teilstrategien (zum Beispiel Logistik);

- die betriebsorganisatorischen Aspekte im Unternehmen: Oft wurden CIM-Lösungen auf existierende betriebliche Abläufe (physisch und informationsbezogen) aufgepfropft. Dabei blieb in der Regel die Prüfung aus, ob die Abläufe auch CIM-gerecht sind;

- die Anwender sahen CIM als isoliertes Fertigungsproblem - daher vernachlässigten sie Verknüpfungen zu benachbarten Bereichen wie Distribution oder Materialwirtschaft.

Das Unternehmen als Teil der Wertschöpfungskette

Um Integration zu verwirklichen, empfiehlt sich unseren Erfahrungen nach ein Vier-Phasen-Ansatz: planen, vereinfachen, automatisieren und integrieren (siehe Grafik). Dabei sollte der Umfang von CIM- Projekten über die Fertigung hinaus auch auf die benachbarten Funktionsbereiche ausgerichtet werden. Das Unternehmen ist als Teil der Wertschöpfungskette vom Zulieferer bis zum Verbraucher des Produktes zu betrachten.

Der erste Schritt in einem CIM-Projekt sollte die Erstellung eines Einführungsplans sein. Warum? Dieser Plan ist das Kommunikationsvehikel mit den am Projekt Beteiligten und stellt die inhaltlichen Eckwerte zu Zielen, Umfang, Ergebnissen, Teilprojekten, Technologie, Kosten etc. dar. Als organisatorischer Handlungsrahmen - sozusagen als "Magna Charta" - bestimmt er die Ausrichtung des Unternehmens für die Laufzeit des CIM-Projektes, also für drei bis fünf Jahre. Eine bedeutende Aufgabe der CIM-Planung liegt darin, das Projekt in den Kontext der langfristigen Entwicklung des Unternehmens zu stellen. Zu diesem Zweck werden Informationen aus dem strategischen Unternehmensplan benötigt, wie die Entwicklung des Produktsortiments, Wachstumserwartungen, regionale Diversifikation etc. Wichtig sind aber auch langfristige operationale Pläne, zum Beispiel über Fabrik-Neubau- Planung, neue Distributionszentren oder Reduktion der Fertigungstiefe.

Prozesse nicht mit Hilfe des Computers zementieren

Mit diesen Informationen als Rahmenbedingungen liefert der CIM-Plan drei wesentliche Ergebnisse:

- eine konzeptionelle Beschreibung oder Vision der zukünftigen Arbeitsweise des Unternehmens. Hier stehen betriebsorganisatorische Problemstellungen im Vordergrund, wie die Steuerung der Logistikkette von der Beschaffung bis zur Distribution, die Planung und Steuerung von Fertigungskapazität oder die Abstimmung der Vertriebs- mit der Materialbedarfsplanung,

- die CIM-Einführungsplanung, in der die Realisierungsmaßnahmen oder -projekte, die Technologiekomponenten (Hardware, Software etc.), die Reihenfolge und die terminlichen Eckdaten fixiert werden;

- den Wirtschaftlichkeitsplan, der die Kosten abschätzt und den erwarteten Nutzen darstellt.

Die Grundidee hinter dieser Phase des CIM-Einführungsprozesses ist, daß man vor der Unterstützung eines betrieblichen Ablaufs beziehungsweise Prozesses diesen durch DV-Mittel (Automatisierung) gestalten beziehungsweise vereinfachen muß. Es darf nicht Ziel und Ergebnis des CIM-Projektes sein, betriebliche Prozesse mit Hilfe des Computers zu zementieren. Im Gegenteil: Oft nutzt die Unternehmensleitung ein solches Projekt, um überholte betriebliche Organisationsformen aufzubrechen.

Unsere Erfahrungen mit CIM- und DV-Einführungsprojekten haben gezeigt, daß die Vereinfachung der betrieblichen Prozesse die Kosten für die DV-Einführung signifikant vermindern kann. Der Nutzen ist so groß, daß sich mit der Vereinfachung im Fertigungsbereich ein großer Teil der CIM-Einführungskosten finanzieren läßt. So ergibt sich eine - wie wir sie nennen - "investitionsarme Fertigungsorganisation".

Die Phasen "Automatisieren und Integrieren" im CIM-Einführungsprozeß beinhalten die Einführung von Systemen, das heißt die Automatisierung von betrieblichen Abläufen, etwa durch PPS, CAD, BDE, AGV etc., sowie die Integration dieser Abläufe. Dabei sind zwei Aspekte zu beachten:

- die technische, informationsbezogene Verknüpfung der Einzelsysteme mit den Nachbarsystemen;

- die organisatorische Integration beziehungsweise Einbettung der Systeme in die Fachabteilung (Ablauforganisation, Schulung etc.).

Obwohl in dieser Darstellung das Automatisieren und Integrieren nur am Rande behandelt wird, repräsentieren diese Phasen doch mehr als 70 Prozent des Aufwandes und der Kosten von CIM-Projekten.

In den Bereichen Fertigung und Materialwirtschaft bezeichnen wir den Prozeß der Vereinfachung als investitionsarme Fertigungsreorganisation. Deren Ziel ist eine weitestgehende Just-in-Time-Fertigung. Einige wesentliche Bausteine sind hierbei die Rüstzeitverkürzung, die Segmentierung der Fertigung in kleinere Bereiche, die Einrichtung von Fertigungs- und Montagezellen, die Optimierung des Materialflusses, die Neudefinition der Beziehungen zu den Lieferanten, die Einführung von Qualitätssicherung an der Quelle und eine Neubestimmung der Planungs- und Steuerungsmechanismen für Fertigung und Materialwirtschaft.

Zwei wichtige Punkte der investitionsarmen Fertigungsorganisation, die für den CIM-Einführungsprozeß bedeutsam sind, sollen hier näher ausgeführt werden: das Einsparungspotential und die Reduktion der Komplexität bei der Einführung eines PPS-Systems.

Die Einsparungsmöglichkeiten, die eine investitionsarme Fertigungsreorganisation gestattet, sind bedeutend. Typischerweise werden folgende Größenordnungen angegeben:

- Reduzierung der Werkstattbestände: 80 Prozent,

- Reduzierung der Durchlaufzeiten: 90 Prozent,

- Reduzierung der Lohnkosten: 10_30 Prozent,

- Reduzierung der Rüstzeiten: 75 Prozent,

- Reduzierung des Raumbedarfs: 50 Prozent,

- Qualitätsverbesserung: 30 Prozent.

Der Amortisationszeitraum für die eingesetzten Mittel beträgt je nach Branche, das heißt je nach Komplexität der Fertigung, zwischen drei und zwölf Monate. Darüber hinaus setzt die Reduktion der Werkstattbestände beträchtliche Liquidität frei. Das Ersparte kann für die nachfolgenden kapitalintensiven Automatisierungs- und Integrationsprojekte gut eingesetzt werden.

Weniger Komplexität durch Reorganisation

Folgender Praxisfall soll beispielhaft aufzeigen, wie die investitionsarme Fertigungsreorganisation die Komplexität aus den Planungs- und Steuerungsprozessen der Fertigung und Materialwirtschaft nimmt. Ein Hersteller von Schwermaschinen und Geräten (Hafenkräne) hat vor der Reorganisation seine Fertigung nach der klassischen tayloristischen Arbeitsteilung organisiert: Brennen, Schneiden, Fräsen, Drehen, Vormontage, Endmontage. Hinter diesem Konzept steht die Vorstellung, alle Bereiche und Anlagen in der Fertigung zu 100 Prozent auszulasten. Die Folge:

- unterschiedliche Losgrößen in allen Abteilungen je nach Erzeugnisgruppe;

- teilweise suboptimale und im Sinne des Unternehmens kontraproduktive Auslastungsbestrebungen;

- hohe Werkstattbestände sowie

- komplizierte Materialflüsse zwischen den Abteilungen.

Das Resultat ist eine schwer steuerbare, unübersichtliche Werkstatt mit vielen nicht-wertschöpfenden Materialbewegungen und hohen Beständen an Halbfertigprodukten: Durch die unterschiedlichen Losgrößen wird die Durchlaufterminierung, Kapazitätsauslastung und letztlich auch die Materialbedarfsplanung in PPS erheblich erschwert. Sie ist teilweise nur mittels komplizierter mathematischer Algorithmen lösbar.

Durch das Projekt der investitionsarmen Fertigungsreorganisation ließen sich in diesem Fall verschiedene Maßnahmen definieren. Die funktional orientierte Fertigung wurde in sechs eigenständige Fertigungsbereiche segmentiert ("Werk-im-Werk"-Konzept) wobei die Losgrößen signifikant reduziert wurden:

- Der Anwender richtete vier Produktzentren (PZ) ein, deren Aufgabe darin besteht, komplette Hauptbaugruppen für die Endmontage bereitzustellen. Die Produktzentren und die Hauptbaugruppen wurden nach "Gruppentechnologie"-Gesichtspunkten zusammengestellt (Großbaugruppen, Kleinbaugruppen, Triebwerke, Elektrobau).

Die Anordnung der Maschinen und Montagehilfen erfolgt in Zellen und entspricht dem Materialfluß.

- Prozeßzentren für Zuschnitt und Zerspanung wurden eingerichtet, die als Servicezentren die nachgelagerten Produktzentren mit Material versehen.

- Die Produkt- und Prozeßzentren sind quasi Zulieferer für die Endmontage. Sie sind verantwortlich für die termin- und mengengenaue Ablieferung ihrer Produkte.

Organisatorisch ließ sich die Fertigungsplanung und -steuerung auf drei Ebenen aufteilen:

1. Auf der Unternehmensebene erfolgt die Freigabe von Kundenaufträgen für die Fertigung, die Eckterminplanung für die Produkt- und Prozeßzentren, die Fortschrittskontrolle auf Ebene Hauptbaugruppe und die Materialbedarfsplanung.

2. Auf der Ebene Produkt- beziehungsweise Prozeßzentrum werden die Fertigungsaufträge für die Hauptbaugruppen eingeplant. Hier findet die Feinterminplanung statt sowie die Zuordnung der Maschinen beziehungsweise Zellen zu den Aufträgen und die Status- und Fertigmeldung. Auf dieser Ebene erfolgt auch der Abruf des Materials vom Lager und den vorgelagerten Prozeßzentren.

3. Auf der Ebene Maschine/Zelle erfolgt die Ausführung des Fertigungsauftrags sowie die Rück- oder Fertigmeldung.

Durch die beschriebenen Maßnahmen ist die Fertigung transparenter und überschaubarer geworden. Entsprechend weniger komplex sind die Ausprägungen des PPS-Systems in Richtung Materialwirtschaft und Zeitwirtschaft: Die Stücklisten sind für Planungszwecke um eine Stufe verringert, die Anzahl Endprodukte (Hauptbaugruppen) pro PZ ist überschaubarer, die Komplexität des Endproduktes gering. Dadurch wurde auch die Materialbedarfsplanung erleichtert.

Durch die Organisation der Fertigung in Fertigungs- und Montagezellen wird die Zeitwirtschaft erheblich vereinfacht. Es muß nicht mehr jede Einzelmaschine geplant und im Fertigungsablauf synchronisiert werden, sondern nur noch die Maschinengruppe beziehungsweise Fertigungs- oder Montagezelle. Dadurch sinkt auch die Anzahl der Fertigungsaufträge sowie der korrespondierenden Auftragsrückmeldungen.