Der Einsatz von DV-Systemen zur Lösung von technischen Aufgabenstellungen ist mit der Serienreife von CAD/CAM und Robotertechnik zur Herausforderung der betrieblichen DV geworden. DV-Manager, welche leichtsinnig CAD-Programmsysteme als Ergänzung zum bisherigen DV-Einsatz auf den Mainframe geladen haben, wissen von der Problematik der hohen Rechner- und I/O-Intensität der technischen Programme zu berichten. Wo liegt nun der optimale Weg bei der Integration von CAD/CAM in der industriellen Anwendung?

Fertigungsplanungs- und -steuerungssysteme stellen die klassischen Vertreter der technischen Datenverarbeitung in der Fertigungsindustrie dar. Da es sich in diesem Bereich um eine der kommerziellen DV vergleichbaren Aufgabenstellung, wie zum Beispiel das Führen von Lagerkonten oder die Verwaltung oder Belegung von Kapazitäten, handelt, wurden diese Aufgaben von der gleichen Stelle aus, nämlich der zentralen DV, verwaltet und geführt.

Nunmehr drängen jedoch im Bereich der technischen Datenverarbeitung Techniken wie CAE, CAD, CAP, CAM, CAQ und Roboting in die Tagesaktivitäten industrieller Anwendungen. Über allem steht die Frage nach einem DV-Gesamtkonzept für eine integrierte Datenverarbeitung.

Die Situation der DV-Anwendung in Betrieben der Fertigungsindustrie ist häufig historisch bedingt. In Unternehmen, welche sehr früh einen DV-Einsatz realisiert haben, werden Universalrechner als zentrale DV eingesetzt. Aufgaben, welche manuell dezentral gelöst wurden, werden hierbei in der Rechnerzentrale bearbeitet.

Seit es DV-technisch und wirtschaftlich möglich ist, DV in dem benötigten Umfang zu jedem Endbenutzer zu bringen, werden die Aufgaben zunehmend dezentral gelöst. In den Fällen, wo eine zentrale Aufgabenlösung wirtschaftlicher ist, bleibt es bei der vorhandenen Situation. Die Dezentralisierung wird verstärkt unterstützt durch die Bereitstellung intelligenter Arbeitsplätze, etwa in Form von PC-Lösungen.

Eine Integration von CAD/CAM in eine vorhandene EDV-Organisation stellt an die

- Hardware,

- Software und

- Organisation

Anforderungen. Im Bereich der Hardware muß je einzurichtendem CAD/CAM-Arbeitsplatz ein real verfügbarer Arbeitsspeicher von 0,5 bis 1 MB zur freien Verfügung stehen. Der Hostrechner muß über schnelle Datenkanäle für die I/O-intensiven CAD/CAM-Anwendungen verfügen. Je CAD-Teilnehmer, das sind in der Regel drei bis fünf je CAD/CAM-Workstation, sollte eine Plattenspeicherkapazität von 20 bis 25 MByte verfügbar sein.

Auf der Betriebssystemsoftwareseite sind eine virtuelle Betriebssystemtechnik und Fortran- oder Pascal-Compiler die Voraussetzung für den CAD/CAM-Betrieb überhaupt.

Organisatorisch muß DV-Personal mit technischen Hintergrundwissen vorhanden sein, um die Integration von CAD/CAM vornehmen und wirtschaftlich vorantreiben zu können.

Unter Zugrundelegung dieser nur beispielhaft aufgezählten Voraussetzungen können verschiedene Alternativen zur CAD/CAM-Integration diskutiert und realisiert werden.

Lösungsalternativen

Vor dem Hintergrund, die DV als zentrales, betriebliches Steuerungs- und Kontrollsystem auf

-der zielsetzenden Ebene,

- der koordinierenden Ebene und

- der operierenden Ebene

einzusetzen und zu nutzen, ist eine hierarchische Integration der DV-Aktivitäten (Bild 1) anzustreben.

Die Integrationsaufgabe kann nur durch eine konsequente Gestaltungsstrategie gelöst werden. Ihre wichtigsten Komponenten sind:

- Einheitliche Datenbasis (Bild 2) durch abgestimmten logischen Entwurf der Datenbank und Einsatz von flexiblen Datenbanksystemen.

- Abgestimmter Entwurf der Planungs- und Rechnerhierarchie zur Vermeidung komplizierter Schnittstellenprobleme.

- Integration von Abläufen zu Vorgangsketten, um Rationalisierungseffekte durch Fortfall von Doppelerhebungen, Mehrfachverwaltung von Datenbeständen sowie einem aktuellen Informationsfluß zu sichern. Beispiele für Vorgangsketten sind eine abgestimmte Materialwirtschaft von der Normung über Disposition, Einkauf, Rechnungsprüfung bis zur Finanzbuchhaltung oder eine zentrale Auftragsbearbeitung von der Auftragsannahme über Produktionsplanung, Disposition, Lagersteuerung und Versand.

- Problembezogene Steuerung zwischen Dialog- und Batch-Verarbeitung, um einerseits Zuverlässigkeits- und Kapazitätsprobleme der Hardwaresysteme zu beachten und andererseits Aktualitäts- und Integrationseffekte der Vorgangsbearbeitung zu sichern.

- Durchlässiges Konzept zur Benutzerbeteiligung im Rahmen des Personal Computing unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Informationsnachfrage an zentrale Daten und Ausnutzung der Vorteile dezentraler Verarbeitungsformen.

Um die gesteckten Ziele erreichen zu können, ist es möglich

- eine zentrale Gesamtlösung oder

- ein duales Lösungskonzept

anzustreben.

Eine zentrale Gesamtlösung bei der Integration von CAD/CAM setzt die bereits oben genannten Mindestanforderungen an Hardware, Software und Organisation voraus. In diesem Fall wird die CAD/CAM-Software zentral gefahren. Diese Anwendungsform wird zum Beispiel häufig bei "Codem", "Catia" oder "Giam" auf IBM-Systemen realisiert.

Für CAD am Arbeitsplatz bieten sich auch Mikros mit entsprechender Software an

Setzt man voraus, daß häufig eine kommerziell genutzte DV-Anlage mehr als ausgelastet ist, so ist ein duales betriebliches Rechnerlösungskonzept empfehlenswert.

Das duale Rechnerlösungskonzept sieht eine eigene DV-Anlage für die Bearbeitung der technisch-wissenschaftlichen Aufgaben, wie zum Beispiel CAD/CAM-Anwendung, vor. Zur kommerziellen DV besteht eine Verbindung zwecks Datenweitergabe im Sinne der vorher diskutierten integrierten DV-Lösung.

Ein Stufenkonzept zur Einführung von CAD/CAM unter den genannten Bedingungen zeigt Bild 3. In der Einführungsphase wird die CAD/CAM-Leitung im technischen Rechenzentrum im Open-Shop-Betrieb angeboten. In der Erweiterungsphase wird die CAD/CAM-Leistung direkt am Arbeitsplatz, wie etwa des Konstrukteurs, bereitgestellt.

Für die CAD-Leistungsbereitstellung direkt am Arbeitsplatz bieten sich neben herkömmlichen CAD-Arbeitsstationen, welche an den Großrechner der Superminirechner für die technische DV angeschlossen wird, auch Mikros mit entsprechender Software an. Als CAD-Software für den 2D-Bereich kann hier zum Beispiel das System PC-Draft von rhv softwaretechnik GmbH, Düsseldorf, genannt werden. Ein Kostenvergleich für die CAD-Systemalternativen

- Großrechner,

- Superminirechner und

- Mikrorechner (PC)

zeigt Bild 4.

Die intelligenten Workstations können entweder direkt, wenn es sich um IBM-3270 PC/G oder GX-Systeme handelt, an einen IBM-Hostrechner gekoppelt werden.

Handelt es sich um normale grafikfähige PC, so ist auch eine Vernetzung an den technischen Rechner möglich.

Die Vorteile des dualen Lösungskonzeptes liegen auf der Hand: Der Endbenutzer bestimmt die DV-Lösung ganz entschieden mit. Dadurch steigt die Motivation des Benutzers. Die Erfolgswahrscheinlichkeit des Werkzeuges "Technische DV" wird gewährleistet.

Ein Teil der Datenbestände wird zunehmend am Nachfrageort geführt. Dadurch erhöht sich die Pflegesicherheit. Durch Systemkopplung mit der kommerziellen DV läßt sich die Integration im vorgestellten Sinn erreichen.

* Dr.-Ing. Ernst Albien (35) studierte an der RWTH Aachen Fertigungstechnik. Nach der Promotion am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) folgte eine Tätigkeit als Leiter der Produktionsplanung und -steuerung bei der Klöckner Werke AG. Seit 1982 ist Herr Dr. Albien Leiter der Abteilung CAD/CAM bei der Firma rhv softwaretechnik GmbH, Düsseldorf.