"CIM ja - aber nicht um jeden Preis", so die Meinung von Edgar Lange* zu Computer Integrated Manufacturing als Langzeitstrategie, mit der gezielt ausgewählte Aufgabenbereiche abgedeckt werden. Denn Fabrikautomation sei weder Selbstzweck noch Nonplusultra für die Lösung betrieblicher Rationalisierungsprobleme.
Seit einigen Jahren zeichnet sich in den Produktionsbetrieben eine Trendwende ab, die darauf zielt, seit langem bestehende Optimierungsgedanken für betriebliche Materialflüsse auch auf die nicht weniger bedeutsamen Informationsflüsse in der Fertigung zu übertragen. Die Erkenntnis, daß Information einen eigenständigen, zusätzlichen Produktionsfaktor neben den konventionellen Größen darstellt, gewinnt zunehmend an Bedeutung und führte bereits in der Vergangenheit zur Einführung von DV-maschinellen Insellösungen zur Abwicklung von Konstruktionsaufgaben, Auftragsbearbeitung und Rechnungswesen.
Die Vernetzung dieser Teilautomatisierungsprozesse im Rahmen von CIM (Computer Integrated Manufacturing) ist allerdings in den meisten Betrieben erst ansatzweise realisiert. Es stellt sich die Frage, worin die Ursachen für die derzeit noch unzureichende Durchdringung von CIM zu sehen sind.
Durchdringung von CIM noch unzureichend
Nach objektiver Einschätzung sind sowohl alle DV-gestützten als auch die herkömmlichen Rationalisierungsmaßnahmen im Betrieb darauf ausgerichtet, die drei Basismerkmale effektivitätsorientierter Fertigung nachhaltig zu beeinflussen:
- Senkung der Produktionsstück- und Gemeinkosten mittels Einsatz wirtschaftlicher, flexibler Produktionsverfahren und Verringerung des Materialumlaufbestandes (just in time, zero inventory).
- Erhöhung der Lieferbereitschaft durch Optimieren des Materialflusses (continuous flow manufacturing).
- Vollständiges Ausschöpfen von Produktivitätsreserven sowie Verbessern der Internlogik.
- Qualitätssteigerung durch Einführen zwischengeschalteter oder übergeordneter Kontrollstrukturen und -instanzen.
Während konventionelle Rationalisierungsmaßnahmen, wie Fließbandfertigung, bereits seit einigen Jahrzehnten in fast allen Bereichen durchgängig etabliert sind, bringen DV-gestützte Maßnahmen erst partiell nach und nach spektakuläre Erfolge mit sich. Beginnend mit Finanz- und Rechnungswesen, Bestellabwicklung, Textverarbeitung und Auftragsbearbeitung wurden zunächst die betriebswirtschaftlichen Funktionen mit Hilfe der EDV gelöst. Anschließend folgten die konstruktions- und fertigungsnahen Aufgaben, wie Teilekonstruktion, Arbeitsplanung, Materialwirtschaft, Kapazitätsplanung sowie Maschinenbelegung mittels CAD/CAM und PPS (Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme).
Aus dem späteren Wunsch nach Vernetzung sowie betrieblichem Informations- und Datenaustausch zwischen den errichteten Inselapplikationen entstand der CIM-Gedanke mit dem Ziel, systemresidente Datenbestände mehrfach verwenden zu können. Mit CAD erstellte Konstruktionspläne sollen zum Beispiel nach automatischer Ergänzung von Technologiedaten quasi in Nullzeit für die Arbeitsvorbereitung und -planung zur Verfügung stehen.
Führt man sich vor Augen, daß die gesamte Fertigungszeit eines Erzeugnisses nur zu etwa einem Viertel durch aufzuwendendes Kapital und menschliche Arbeitskraft beeinflußt wird, während der größere Anteil auf die ablauforganisatorischen Notwendigkeiten des Taylorismus mit mehr oder weniger materialflußhemmender Wirkung entfällt, so wird
klar, welchen Stellenwert einer sinnvollen durchgängigen Integration aller Komponenten beizumessen ist.
Die angestrebte CIM-Lösung stellt dabei nicht etwa ein neues, eigenständiges Verfahren oder nur die bloße Verbesserung von Einzelmaßnahmen, wie CAD, CAM, Bedarfsermittlung oder Produktionsplanung dar, sondern ein ausgereiftes, übergreifendes Konzept für deren effiziente Integration in betriebliche Abläufe mit der Möglichkeit, den Produktdurchlaufzeit-Overhead um bis zu 50 Prozent zu reduzieren. Spätestens an diesem Punkt stellt sich die grundsätzliche Frage, warum trotz vielfältiger Ansatzpunkte für wirtschaftliche Produktivitätsfortschritte und zahlreiche, bewährte Teillösungen der Einsatz computerintegrierter Fertigung erst eine relativ bescheidene Ausprägung findet.
Zunächst einmal gilt es zu erkennen, daß die Einführung von CIM nicht um jeden Preis sinnvoll erscheint. Fabrikautomation ist weder Selbstzweck noch Nonplusultra für die Lösung betrieblicher Rationalisierungsprobleme, sondern eine Langzeitstrategie, mit der gezielt ausgewählte Aufgabenbereiche hervorragend abgedeckt werden. Diese differenzierte Betrachtungsweise führt dazu, daß beispielsweise die kundenauftragsorientierte Fertigung von einigen hundert Typvarianten eines Automobilherstellers nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten durchaus CIM-trächtiger sein kann als die weniger variable Vorratsherstellung von Glühbirnen oder Limonadenflaschen .
Flexible Märkte haben dazu geführt, daß rechnerintegrierte Produktion - bedingt durch schnelle Reaktionsmöglichkeit auf Kundenanforderungen - insbesondere für die Fertigung kleiner Losgrößen bei steigender Zahl von Losen und umfangreicher Produktpalette prädestiniert ist, damit auch Kleinserien durchaus rentabel bearbeitet werden können. Dementsprechend fällt der Wirtschaftlichkeitsvorteil von CIM bei kontinuierlichen Produktionsprozessen - also Massenfertigung gleicher Absatzgüter ohne ausgeprägte Auftragsbearbeitung - natürlich entsprechend geringer aus. Vor diesem Hintergrund zeigt sich also daß die Durchführung von CIM-Maßnahmen nicht prinzipiell vergleichbare Ergebnisse erwarten läßt, da vielfältige unternehmensspezifische Gegebenheiten Einfluß finden, die nicht ,alle über einen Kamm geschert werden können.
Schwerpunkte schaffen
Eine weitere Hemmschwelle für den zügigen Einzug integrierter Betriebsführungssysteme in die Fabrik von morgen ist die Tatsache, daß eine unmittelbare Amortisation, wie es bei bisherigen Investitionen immer vorausgesetzt wurde, im Zuge einer CIM-Realisierung nicht notwendigerweise sofort erwartet werden darf. Zumal sich die angestrebte "Factory of the future" - neu errichtete Fertigungsstätten auf der grünen Wiese außer acht gelassen - normalerweise nur phasenweise realisieren und in gewachsene Organisationsstrukturen eingliedern läßt. Erfahrungsgemäß steigen die aufwendigen Kosten für eine zukunftsweisende CIM-Investition im gleichen Maße, wie hierbei im Einsatz befindliche, unkompatible Teilbereichslösungen in das geplante Automatisierungskonzept zu integrieren sind.
Die im Produktionsbetrieb vorherrschenden drei operationellen DV-Ebenen stellen sich wie folgt dar:
- Leit- beziehungsweise Großrechner für betriebliche Koordinierungsaufgaben und kommerzielle Betriebsführung (Auftragsabwicklung, Beschaffungswesen, Materialwirtschaft, Arbeits- und Kapazitätsplanung). In diesen Bereich gehören auch vernetzte PC-Systeme.
- Prozeßrechner für Überwachungs-, Kopplungs-, und Pufferfunktionen zwischen Ebene 1 und 3 (zum Beispiel BDE).
- Maschinennahe Rechnersysteme zur direkten Maschinensteuerung, wie NC, CNC und Mikros.
- Dabei wird klar, daß sowohl horizontale als auch vertikale Kompatibilität bei der Kopplung einzelner Komponenten eine Rolle spielt. Im Zuge von CIM ist jedoch nur die letztgenannte bedeutsam, denn allzuoft stellen sich die im Betrieb existierenden Schnittstellen verschiedener oder sogar gleicher Hersteller als kopplungsunverträglich heraus. Gerade in der Tatsache, daß man das Gesamtsystem aus einem Guß - von der Prozeßsteuerung bis zum Unternehmensrechner - nirgendwo vorfindet, ist eine der Ursachen für das zur Zeit noch bescheidene Vorhandensein von konstruktiven CIM-Lösungen begründet.
Statt dessen muß die betriebliche Ablauforganisation schwerpunktmäßig anhand von Nutzwertanalysen zunächst auf optimierungsverdächtige Prozesse durchforstet werden. Nach Benjamin Franklins Prinzip "Ein gutes Beispiel ist die beste Predigt" sind, ausgehend von einer stufenorientierten Einführungsstrategie, die Aufgaben gezielt anzugehen, die mit minimalen Anstrengungen Erfolgserlebnisse versprechen.
Bedenkt man, daß die erforderlichen Gesamtinvestitionen für CIM mit einer Bandbreite von drei Zehnerpotenzen zwischen einigen Millionen und einigen Milliarden US-Dollar liegen können, so bewirkt der Einstieg in zeitlich abgestufter Folge, daß auch derartige Risiken kalkulierbar bleiben. Eine zu starke Erwartungshaltung an das "CIM-Salabim-Wunderding" und die damit verbundenen hochgesteckten Rationalisierungsziele finden meist ihren Niederschlag in einer gesteigerten Frustration aller Beteiligten im Anschluß an zunächst vielversprechende Einführungsergebnisse.
CIM-Verbund nur einseitig
Die CAD/CAM-Komponenten versprechen momentan, sich am praktikabelsten in CIM einbinden zu lassen. So entwickeln heute bereits mehr als 3000 Unternehmen ihre Produkte rechnerunterstützt. Der CIM-Verbund ist meist nur einseitig von CAD in Richtung Produktion realisiert, obwohl der Grundstein für kostengünstiges Fertigen schon in der Konstruktion gelegt wird.
Der Konstrukteur sollte während der Projektierung möglichst frühzeitig wissen, ob beispielsweise die konstruktionsbedingte Einführung einer neuen Welle zusätzliche Arbeitsgänge in der Fertigung erfordert und anschließend eine weitere Aufblähung des Lagerbestandes verursacht wird oder ob nicht bereits im Spektrum befindliche Teile den gleichen Zweck erfüllen. CIM eröffnet hier durch Schaffung von Feedback-Funktionen neue Wege, nicht nur technisch optimal, sondern auch kostengerecht zu entwickeln.
Eine faktisch getroffene Entscheidung zum Aufbau der rechnerintegrierten Fertigung zieht analog hierzu auch die Festlegung der Durchführungsverantwortung für die oben skizzierten Maßnahmen nach sich. Die schnittstellenrelevanten Belange des Einkaufs, des Vertriebs sowie des Finanz- und Rechnungswesens sind mit denen der Konstruktion, der Arbeitsvorbereitung und der Produktionsplanung abzustimmen, wobei erstmals die Koexistenzschwierigkeiten der kommerziellen und technischen Datenverarbeitung kraß aufeinandertreffen und interdisziplinär gelöst werden müssen.
Fehlt bereits in dieser frühen Phase eine zentrale Koordinierungsstelle zwischen den betrieblichen Hierarchieebenen mit klar geregelter Entscheidungsbefugnis hinsichtlich der durchzuführenden Maßnahmen, so sind auch zunächst vielversprechende Projekte oft zum Scheitern verurteilt. Selbst der vielgepriesene CIM-Manager wäre hier überfordert, hätte er nicht exzellentes Know-how, sowohl was den Produktionsprozeß als auch die betriebswirtschaftlichen Zusammenhänge und DV-Materie anbelangend.
Im Zuge der ohnehin knappen Personalressourcen dürfte es in Zukunft noch problematischer werden, geeignete CIM-Manpower zu etablieren, die eine geforderte Qualifikation für Tätigkeitsmuster mitbringt, deren Breite selten in anderen Bereichen zu finden sein dürfte. So steht und fällt der Erfolg einer geplanten CIM-Einführung mit rechtzeitig konzipierten Ausbildungsleitlinien und intensiven Personalentwicklungsmaßnahmen für fachlich qualifizierte Wissensträger. Dem langfristigen Abfluß von CIM-Experten ins Management ist zweckmäßiger durch die Schaffung einer zweiten fachlichen Ebene unterhalb der Führungsstrategie entgegenzusteuern.
Der Wunsch nach Übernahme schlüsselfertiger CIM-Systeme ist zwar eine Voraussetzung für kurzfristige Amortisation des eingesetzten Kapitals, trotzdem zeigt die Praxis, daß etwa die Hälfte der für die Integration erforderlichen Software mit hohem Aufwand angepaßt werden muß. Die am Markt angebotenen Komplettlösungen von der Stange sind zwar vielfältig, verlangen andererseits jedoch eine starke Anlehnung der Unternehmensorganisation an die Gegebenheiten des Vertriebsproduktes. Der Slogan aus den Hochglanzprospekten der Anbieter "Unser System paßt sich Ihrer Organisationsform an" klingt zwar überzeugend, meint aber meist das Umgekehrte.
Zu viele differenzierte Schnittstellenkonzeptionen, wie MAP, OSI, ISDN befinden sich derzeit noch in einer raschen Innovationsphase, deren Ausgang heute noch niemand abzusehen vermag. Hinzu kommt, daß sich die Bemühungen um eine sinnvolle und allen betrieblichen Notwendigkeiten gerecht werdende Lösung erst nach einer längeren Durststrecke in der Zukunft rentieren. Dennoch stellt CIM ein praktikables Instrument dar, durch angepaßte Reaktion auf veränderliche Käufermärkte Marktchancen verstärkt zu nutzen und den permanenten Kampf gegen die Billiglohnländer zu gewinnen.