Die Vision der menschenleeren Fabrik hat sich als unrealistisch erwiesen. Es gibt sogar berechtigte Zweifel, ob dieses Ziel überhaupt je erstrebenswert war. Trotzdem zeigen sich in CIM-Umgebungen inzwischen ein hoher Automatisierungsgrad und stark gewachsene Effizienz im Produktionsbereich - leider nur dort.
Im Entwicklungsbereich hat sich das Bild so gut wie gar nicht verändert. Im Gegenteil: Der Druck auf die Produktentwicklung verstärkt sich fortwährend (siehe auch Abbildung).
Die Entwicklungszeiten blieben nahezu konstant, während sich die Produktzyklen ständig verkürzten. Die zunehmende Kundennähe bindet immer mehr zusätzliche Entwicklungskapazität zugunsten einer fachlichen Vertriebsunterstützung. Neue gesetzliche Regelungen wie die Produkthaftung erweitern das Tätigkeitsgebiet der Entwickler (Stichwort: technische Dokumentation) zu Lasten der Entwicklungskapazität.
Außerdem fordert der Markt immer komplexere Produkte. So werden Fortschritte der Entwicklungsproduktivität zunichte gemacht durch den Zwang, immer mehr Ressourcen in die Produktentwicklung zu investieren.
Dabei müßten doch allenthalben die Segnungen der EDV-Einführung spürbar sein: Fast 50 Prozent der deutschen Maschinenbau-Unternehmen verfügen heute über CAD, die PPS-Verbreitung steuert schon auf 80 Prozent zu und NC-Technologie findet sich bei fast zehn Prozent der Unternehmen. Trotzdem: Im Entwicklungsbereich ist kein nennenswerter Produktivitätszuwachs zu verzeichnen. Warum?
CAD, PPS und NC sind Komponenten von CIM. Das "I" imCIM-Kürzel steht für "Integration", also Verknüpfung dieser Komponenten untereinander. Ein Blick auf die Zahlen trägt einiges zur Lösung des Rätsels bei: 2, 7 Prozent der CAD-Anwendungen sind mit CAM verknüpft, 1, 7 Prozent der CAD-Anwendungen sind mit PPS gekoppelt, 1, 5 Prozent der CAD-Anwendungen kooperieren mit CAQ und 12, 7 Prozent der CAD-Anwendungen sind mit CAP verknüpft.
CAD ist die Quelle des innerbetrieblichen Infortmationsflusses. Mit CAD beginnt der Entwicklungsprozeß, der sich in CAP und CAM als Prototyp-Herstellung fortsetzt und nicht ohne PPS (Materialwirtschaft) auskommt (siehe auch Abbildung 2). Unter dieser Voraussetzung zeigen die niedrigen Durchdringungsraten deutlich, daß meist nur Insellösungen - genauer: Inselprobleme - im Einsatz sind.
Nicht wenige CAD-Projekte versanden. Viele Unternehmen leisten sich seit Jahren zwei bis vier CAD-Arbeitsplätze in einer dunklen Ecke des Konstruktionsbüros. Davor sitzen frustrierte, weil erfolglose Konstrukteure. Einer der Gründe: Niemand weiß, ob CAD/CAM wirtschaftlich einzusetzen ist, oder auch nur, wie ein Kosten-Nutzen-Verhältnis quantifiziert werden könnte. Nicht nur, daß die Integration nicht klappt, auch die Einzellösungen sind eigentlich nur Leichen im Keller der Geschäftsführung.
Gründe für den CAD/CAM-Mißerfolg
Nach unserer Erfahrung lassen sich die Gründe für die mageren Erfolge von CAD/CAM in die Kategorien Organisation, Technik und Psychologie einordnen.
Organisatorische Probleme:
Die CAD/CAM-Technologie wurde zuerst in den Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie eingeführt. Ihnen folgte die Automobilindustrie mit ihren großen Zulieferern. Das sind Unternehmen mit durchweg mehr als 10 000 Mitarbeitern.
Die dort eingeführten CA-Lösungen und Integrationen wurden nun auf die arglosen Mittelstandsunternehmen übertragen. Diese "organisatorische Überfremdung" des Mittelstandes durch 1: 1-Übernahme der Großunternehmens-Strukturen verhindert häufig die reibungslose Einführung von CAD/CAM.
In mehreren Großunternehmen haben Analysen zu dem Ergebnis geführt, daß allein die Administration eines Teilestammsatzes (TSS) jährliche Kosten von mehr als 1000 Mark verursacht. Dem Autor fällt dazu ein mittelständischer Kunde ein, der 54 000 TSS verwaltet und 52 Millionen Mark jährlich umsetzt. Obwohl er nach den genannten Zahlen längst bankrott sein müßte, erfreut sich die Firma bester wirtschaftlicher Gesundheit.
Dieses Beispiel zeigt wie wirklichkeitsfremd eine 1: 1-Übertragung sein kann. Der Verwaltungsaufwand stellt sich in mittelgroßen Unternehmen ganz anders dar als bei Großunternehmen.
Ein besonders eklatanter Mißstand liegt in der Spaltung der DV-Organisation vor. Viele Unternehmen haben neben der administrativen eine technische Datenverarbeitung installiert und sie einem gänzlich anderen Unternehmensbereich zugeordnet.
Eine derartige Fehlentwicklung gipfelt nicht selten im Vorhandensein zweier Materialwirtschaftssysteme, die nichts voneinander wissen. Jedem Beobachter muß diese sinnlose Verschwendung von Geld leid tun.
Technisch Probleme:
An vielen technischen Universitäten grassiert der Irrglaube, CAD-Software sei im wesentlichen nicht mehr zu verbessern. Künstliche Intelligenz und Expertensysteme sind die Zukunftstechnologien im CAD/ CAM-Bereich. Das ist jedoch nur wahr, wenn von der fernen Zukunft die Rede ist.
Beim Anblick von CAD-Software hat man zuweilen den Eindruck, daß allein die Mathematik ein respektables Niveau erreicht hat. Die zugrundeliegenden Informatikkonzepte sind jedoch von babylonischer Vielfalt: Im 3D-Bereich liegen BREP- und CSG-Modeler im Widerstreit, im 2D-Bereich wird die Sackgasse der hierarchischen Datenstruktur immer deutlicher sichtbar - bald aber auch für 3D.
Die triste Wirklichkeit ist, daß über 80 Prozent aller CAD-Anwendungen zweidimensionaler Art sind, obwohl 3D-Systeme einen wesentlich höheren Verbreitungsgrad als 20 Prozent haben. Dieses Aussage umschreibt höflich den Sachverhalt der Fehlinvestition.
Auch bei den 2D-Anwendungen zeigt sich kein Lichtstreifen am Horizont. Von den drei Konstruktionsphasen- Konzipieren, - Entwerfen, - Detaillierendeckt CAD zumeist nur das Detaillieren ab. Das bedeutet, daß CAD sich bisher lediglich als Hilfe des technischen Zeichnens il etabliert hat, den Konstrukteur aber kaum unterstützt (siehe auch Abbildung 3). Das liegt nicht an den Konstrukteuren, sondern an den Systemen.
Viele kennen die fast beleidigende "Dummheit" von 2D-Systemen, die sich beim Ändern von CAD-Objekten offenbart. Vergessen sind alle tangentialen oder parallelen topologisch (.. . ) Beziehungen.
Nach wie vor bleiben beim Ändern einer Perspektive die anderen unverändert und die Änderung einer Maßzahl zieht nicht die Änderung der Geometrie nach sich.
Wer die aktuellen Entwicklungen verfolgt, weiß, daß die CAD-Software vor einen revolutionären Wandel vom hierarchischen zum relationalen CAD-System (RCAD-System) steht. Erste Produkte sind bereits auf dem Markt. Zwar beseitigt die RCAD-Technologie einen Großteil der heutigen Nachteile, sie schafft aber auch neue Probleme. Das größte ist die Konvertierung des vorhandenen Zeichnungsbestandes.
CAD ist heute noch weit davon entfernt, in der Masse der Anwendungen wirklich die Konstruktion und die Konstrukteure zu unterstützen. Die eingangs aufgeführten Prozentzahlen über die niedrige Integrationsrate von CA-Verfahren spiegeln auch technische Probleme wider. Nicht nur, daß es immer noch keine CAD/NC-Schnittstelle gibt, die Entwickler haben sich nicht einmal Gedanken über die grundsätzliche Methodik solch einer Verknüpfung gemacht. Die Anwender halten vergeblich Ausschau nach durchführbaren Konzepten. Psychologische Probleme:
Eigentlich sollten die Anregungen für neue Technologien aus dem Management kommen. Ganz anders im CAD-Bereich. Dort begnügt sich die Geschäftsleitung mit einer Rolle als Zaungast. Gefordert wäre jedoch kraftvolles Gestalten, Steuern und Kontrollieren.
Statt dessen wird das Feld den Spezialisten überlassen, die beim Finden der großen Linie hoffnungslos überfordert sind. In der Konsequenzbreitet sich in und um CAD eine gewisse "Bastelbuden-Mentalität" aus. Stolz wird jedes neue Makro und jede zusätzliche Systemfunktion der neuen Produktversion vorgeführt. Bei aller Freude über die Gimmicks gerät die zentrale Frage aus dem Blickfeld: In welchem Umfang haben CAD/CAM-Techniken geholfen, die Produktivität zu steigern?
Die allgemeine Hilflosigkeit führt bei einigen Anwendern fastzwangsläufig zu Grundsatzdiskussionen über Sinn und Unsinn von CAD/CAM. Der Manager ("Macht-Promotor"), der seine Rolle nicht begreift, sieht tatenlos zu, wie der Spezialist ("Fach-Promotor") regelrecht verheizt wird von seiner zumeist Märkeren Gegenpartei. Die nämlich besteht aus erfahrenen Konstrukteuren, die es dem Newcomer "zeigen wollen".
Der Fach-Promotor verschanzt sich in seinem CAD-Elfenbeinturm. Dabei warten Aufgaben wie die Anbindung von CAP. Begriffe wie "Parallelverschlüsselung", "Wiederholteilsuche" und "Teileverwendungsnachweis" sind und bleiben häufig Fremdwörter. Ein CAD/CAM-Gesamtkonzept entsteht erst gar nicht.
Der Kardinalfehler bei der Einführung von CAD/CAM-Techniken liegt darin, daß der Ist-Zustand von Konstruktion, Arbeitsplanung und Fertigung nicht fixiert worden ist. Außerdem wurden meist die Ziele nicht definiert, die damit erreicht werden sollten.
Auch wenn Anwender darauf beharren, sie hätten Ist-Zustand und Ziele definiert, so zeigt sich bei näherer Betrachtung meist, daß Ausgangs- und Zielposition keineswegs in quantitativen Begriffen niedergeschrieben wurden. Auch hier gilt aber wie überall: Die Effektivität von Investitionen wird ganz banal in Währungseinheiten gemessen. Zu diesem Zweck müssen einige Schlagworte in quantifizierbarer Begriffe übersetzt werden: "Schneller in der Konstruktion" heißt: kürzere Bearbeitungsdauer; "flexibler in der Fertigung" heißt: kürzere Rüst- und NC-Programmerstellungs-Zeiten; "erfolgreiche Standardisierung" heißt: Einsparen in Konstruktion, Fertigung, Materialwirtschaft; "verbessertes Änderungswesen" heißt: Verminderung von Support- und Garantieleistungen.
Zugegeben, es ist Knochenarbeit, sowohl Ausgangsposition als auch Zielwerte zu bestimmen. Es scheint jedoch kein anderer Weg gangbar, um den Grad der Zielerreichung einer Investition meßbar zu machen.
Zwischen Start und Ziel einer CAD/CAM-Einführung liegt eine Strecke, die in sinnvollen Etappen zurückgelegt werden sollte. Die Aufrüstung einer Anlage ist jedoch nicht verantwortbar, wenn schon die bisher eingesetzten Komponenten nicht zu meßbaren Erfolgen geführt haben.
Die Einführung von CAD/CAM bedeutet weitaus mehr als das Aufstellen von Kisten und die Installation von Software. Natürlich geht es letztlich allein um die Erhöhung der Effektivität des Unternehmens. Dabei müssen organisatorische Abläufe ebenso eingeplant werden wie die Grenzen des technisch Machbaren und die Verhaltensweisen der Mitarbeiter. Wer sie - neben einer sorgfältigen Planung und Kontrolle des Projektes - nicht außer acht läßt, wird fast zwangsläufig erfolgreich sein.