Verteilte Architekturen und relationale Datenbanken machen PPS-Systeme für mittelständische Unternehmen attraktiv. Karl Kurbel beschreibt die Konzeption eines verteilten PPS-Systems auf Basis eines relationalen Datenbanksystems, das speziell an den Bedürfnissen mittelständischer Auftragsfertiger orientiert ist.
Moderne PPS-Systeme haben sich in der mittelständischen Fertigungsindustrie noch bei weitem nicht in dem Maße durchgesetzt wie in Großunternehmen. Entweder wird die Produktionsplanung und -steuerung noch "von Hand" oder aber mit veralteten PPS-Systemen durchgeführt.
Für die mangelnde Akzeptanz von PPS-Systemen in mittelständischen Fertigungsunternehmen gibt es unter anderem folgende Gründe:
- Umfassende PPS-Systeme basieren nach wie vor meistens auf einer zentralistischen Systemkonzeption, die einen relativ großen Rechner (Mainframe, Mini oder ähnliches) erfordert. Vor der Einführung eines PPS-Systems steht dann zunächst einmal eine Investitionsbarriere, und so mancher Mittelständler tut sich ohnehin schwer, mit der gleichen Bereitschaft in den dispositiven Bereich zu investieren wie in die unmittelbare Fertigungstechnik. Das Risiko der PPS-Einführung spielt eine signifikante Rolle, da man vorher oft gar nicht genau weiß, welche Funktionen tatsächlich benötigt werden und welche individuell erforderlichen Funktionen eventuell fehlen.
- Ein weiteres Problem ist, daß auf seiten der Mitarbeiter häufig Vorbehalte gegenüber neuen Technologien bestehen. Einerseits befürchtet man Rationalisierungseffekte, andererseits ist oft die Angst vorhanden, von der Technologie überrollt zu werden.
- Manchmal sind bereits einzelne CIM-Zellen vorhanden. So gibt es in zahlreichen Unternehmen bereits CAD- oder CAM-Installationen, die mit einem PPS-System organisatorisch oder technisch inkompatibel sind.
Vor diesem Hintergrund wird am Institut für Wirtschaftsinformatik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster das verteilte PPS-System PPS-Star entwickelt. "Verteilt" bedeutet dabei, daß sowohl die PPS-Funktionen als auch die Daten des Systems auf verschiedene Knoten eines Rechnernetzes verteilt werden. Ein Netzknoten mit eigenen Funktionen und Daten wird Arbeitsplatz genannt.
Die Software basiert auf dem verteilten relationalen Datenbanksystem Oracle. Als Hardwarebasis dient ein lokales Netz mit Workstations oder PCs. Ein solches Konzept bietet gegenüber den konventionellen zentralistischen PPS-Systemen folgende Vorteile:
- PPS-Star kann sowohl von der Hardware- als auch von der Softwareseite her in kleinen Schritten eingeführt werden. Es ist also nicht notwendig, schon zu Beginn der PPS-Einführung einen kostspieligen Zentralrechner zu beschaffen. Man kann zum Beispiel mit den ersten PPS-Funktionen und ein oder zwei Arbeitsplatzrechnern beginnen. Erst wenn weitere Funktionen eingeführt werden sollen, müssen auf der Hardwareseite weitere Netzknoten beschafft werden.
Die Gesamtinvestition für das PPS-System wird also über einen längeren Zeitraum gestreut, und die Anfangsinvestition bleibt in erträglichen Grenzen.
- Das Investitionsrisiko wird gemindert. Falls sich nach einigen Schritten erweist, daß der erwartete Nutzen nicht eintritt, so kann die Einführung mit geringeren Kosten wieder rückgängig gemacht werden. Die beschafften Arbeitsplatzrechner lassen sich aufgrund des breiten Softwareangebots im allgemeinen anderweitig sinnvoll einsetzen.
- Akzeptanzprobleme bekommt man leichter in den Griff, denn die heutigen Benutzeroberflächen von Arbeitsplatzrechnern vereinfachen die Handhabung gegenüber den konventionellen Großrechnerorientierten PPS-Systemen ganz erheblich. Außerdem kann mit der Einführung eines verteilten PPS-Systems auch bei den Arbeitsplätzen begonnen werden, wo die höchste Akzeptanz zu erwarten ist (zum Beispiel bei Mitarbeitern, die neuen Technologien gegenüber besonders aufgeschlossen sind).
- Niedrigere Kosten für individuelle Anpassungen und Weiterentwicklungen resultieren aus der Verwendung eines relationalen Datenbanksystems und eines Werkzeugs der 4. Generation. Die verteilte relationale Datenbank stellt auch eine tragfähige Basis für die Integration mit anderen CIM-Bausteinen dar.
- Der Anwender kann die Arbeitsplätze (Netzknoten) beliebig konfigurieren, denn PPS-Star ist auch in einem heterogenen Netz einsetzbar.
- Die Verteilung von Funktionen und Daten ist nicht starr vorgegeben. Funktionen sind zwischen den Arbeitsplätzen austauschbar und können auch auf mehrere Arbeitsplätze kopiert werden (Replikate). Daher kann die Software auch in eine gewachsene Hardware- und Softwarestruktur integriert werden.
In der Abbildung ist eine Beispielkonfiguration dargestellt. Diese wurde am Institut für Wirtschaftsinformatik in einem Prototyp implementiert. Es sind jedoch unternehmensindividuell auch beliebige andere Konfigurationen realisierbar. Die gegenwärtig implementierten Arbeitsplätze sind KSB (Kundensachbearbeiter), MaWi (Materialwirtschaft), BW (Beschaffungswesen), AV (Arbeitsvorbereitung) und FLS (Fertigungsleitstand).
Am Arbeitsplatz KSB sind die Funktionen zur Kundenauftragsverwaltung angesiedelt: Anlegen, Löschen und Ändern von Kundenaufträgen und Angeboten, Retrieval-Funktionen für die Bearbeitung von Kundenanfragen (zum Beispiel Arbeitsfortschritts-Kontrolle, Abfrage von Produktspezifikationen), Angebots- und Auftragsprüfung. Die letzteren umfassen Funktionen für die Vorkalkulation, Materialverfügbarkeits-Prüfung und Liefertermin-Vorhersage, mit denen die Abwicklung potentieller Aufträge prognostiziert werden kann. Außerdem gehört zu KSB ein wissensbasierter Stücklistenprozessor, mit dem die Stückliste eines individuell zu fertigenden Teils nach Spezifikation des Kunden generiert werden kann.
Am Arbeitsplatz MaWi werden die (verteilten) Lagerbestände verwaltet, sowie ferner die Stücklisten und die Stammdaten von Teilen, Formkennungen und Varianten.
Die komplexesten Funktionen sind am Arbeitsplatz AV angesiedelt. Neben der Verwaltung der Betriebsmittel, Fertigungsaufträge, Arbeitspläne, Arbeitsgänge, Schichtpläne und des Fabrikkalenders findet hier vor allem die Fertigungsauftragsgenerierung und die Durchlaufterminierung der Fertigungsaufträge statt.
Der Arbeitsplatz BW verfügt über ein umfangreiches Berichtswesen für die verbrauchsgesteuerte Disposition und die Bestellverfolgung, ferner über eine Abrufverwaltung, einen Bestellgenerator für die bedarfsgesteuerte Disposition und eine Lieferantenstammdaten-Verwaltung.
Kapazitätsauslastung am Bildschirm verfolgen
Der Arbeitsplatz FLS ist durch den elektronischen Leitstand L1 gekennzeichnet. Dieser verfügt über eine grafische, fensterorientierte Benutzeroberfläche und wird im wesentlichen mit der Maus bedient. L1 besteht aus den Modulen Kapazitätsdisposition und Plantafel. Bei der grafischen Kapazitätsdisposition kann der Benutzer die Kapazitätsauslastung am Bildschirm verfolgen und interaktiv bearbeiten (zum Beispiel umplanen).
Die elektronische Plantafel ist eine Nachbildung der manuellen Plantafel für die Fertigungssteuerung. Hier werden die vom PPS-System grobterminierten Arbeitsgänge feingeplant. Außerdem verarbeitet der Leitstand Informationen aus der Betriebsdatenerfassung.
Arbeitzplatzrechner entlasten Mainframe
Anhand des verteilten Systems PPS-Star konnte nachgewiesen werden, daß verteilte Anwendungssysteme trotz aller Schwierigkeiten - so verfügt Oracle zum Beispiel noch nicht über ein Zwei-Phasen-Commit-Protokoll - auch heute schon machbar sind. Das Konzept, Funktionen auf mehrere oder viele kleine Rechner zu verteilen und damit Großrechnerleistung durch Arbeitsplatzrechnerleistung zu ersetzen, geht auf. Dies wurde auch anhand von umfangreichen Simulationsstudien gezeigt, welche auf Mengengerüsten verschiedener mittelständischer Fertigungsunternehmen basierten.
Man muß jedoch auch festhalten, daß die Verteilung von Funktionen und Daten eines derart komplexen Systems, wie es ein PPS-System darstellt, dem Anwendungsentwickler zahlreiche Aufgaben aufbürdet, die bei einer zentralistischen Systemkonzeption nicht auftreten. Der Entwicklungsaufwand steigt dadurch. Auch das Management einer verteilten Anwendung erfordert höheren Aufwand. Beispielsweise müssen Updates von Komponenten der Basissoftware (Betriebssystem, Netzwerksoftware, Datenbanksystem etc.) auf verschiedenen Netzknoten stets daraufhin überprüft werden, ob sie zu der verteilten Anwendung kompatibel sind.
Die Vorteile eines verteilten Systems, die oben genannt wurden, müssen gegen diese Schwierigkeiten abgewogen werden. In dem Maße, wie Basissoftware "verteilungsfreundlicher" wird, dürfte das Pendel zugunsten verteilter Anwendungen ausschlagen.