5. Dezember 2017

Vernetzte Produktion: Computer-integrated Manufacturing

Computer-integrated Manufacturing, kurz CIM, steht für computergesteuerte Maschinen- und Automatisierungssysteme (rechnerintegrierte Produktion), die in der Regel bei der Fertigung von Produkten zum Einsatz kommen. Dabei setzt CIM auf unterschiedliche Technologien und deren technischen Funktionen wie etwa Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Planning (CAP), Computer Aided Manufacturing (CAM) und Computer Aided Quality Assurance (CAQ). Die Kombination aus unterschiedlichen Teil-Technologien reduziert manuelle Arbeitsschritte und automatisiert die sich wiederholenden Aufgaben. Ziel von CIM war und ist eine durchgängig rechnerunterstützte Informationsverarbeitung auf Basis einer sogenannten funktionsbereichsübergreifenden Datenbasis*.

1973 stellte Joseph Harrington das Konzept ‚Computer-integrated Manufacturing‘ der Öffentlichkeit vor. Der Automatisierungsexperte wollte so auf die Möglichkeit der Verknüpfung von Informationen innerhalb der maschinellen Fertigung aufmerksam machen und sogenannte Insellösungen (beispielsweise CAD, CAP, CAM, CAQ) zusammenführen. Siehe siehe dazu auch ‚mögliche Bestandteile von CIM’. Heutzutage spricht man von einem Zusammenschluss beziehungsweise einem Fertigungsansatz, der im Grunde auf eine vollständige Automatisierung einer Fertigung setzt. Die Fertigung kann dabei unternehmensübergreifend stattfinden.

Laut Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Heinz Nixdorf Institut – Universität Paderborn, ergeben sich, ausgehend von dieser funktionalen Sicht, drei Hauptgeschäftsprozesse:

Wichtig: Speziell der Herstellprozess wird, im Gegensatz zu den softwaretypischen Lösungen bei den Prozessen rund um die Produktentstehung und Auftragsabwicklung, durch sogenannte numerisch gesteuerte Arbeitssysteme (Hardware) unterstützt. Dazu zählen CNC-Maschinen, Industrieroboter und speicherprogrammierbare Steuerung (SPS).

Mögliche Bestandteile von Computer-integrated Manufacturing

  • Computer Aided Design (CAD) – Computergestützter Entwurf / Konstruktionszeichnung
  • Prototypfertigung
  • Computer Aided Planning (CAP) – Informationen / Daten für die Teile-Fertigung sowie Montageanweisungen
  • Bestellung der für den Fertigungsprozess notwendigen Materialien
  • Computerized Numerical Control (CNC) – computergestützte Fertigung der Produkte mit Hilfe von numerischen Steuerungen (Maschinensteuerung)
  • Computer Aided Manufacturing (CAM) – Übermittelt die Konstruktionsdaten (NC-Code) an die CNC-Maschine in elektronischer Form.
  • Computer Aided Quality Assurance (CAQ) – Qualitätssicherung
  • Produktionsplanung und -steuerung (PPS)
  • Betriebsdatenerfassung (BDE) – Datenbank / Datenbanken für alle benötigten Auftragsdaten, Personaldaten, Maschinendaten und Prozessdaten

Wichtig: Ein zusätzlicher Bestandteil des Sammelbegriffs Computer-integrated Manufacturing kann die Ermittlung der effizienten Herstellungsmethode durch Kostenberechnung und Berücksichtigung der Produktionsmethoden, Produktmenge, Lagerung und Distribution sein.

Vorteile der CIM-Idee

Zu Beginn der Digitalisierung nutzte man die oben genannten CIM-Bestandteile meist als jeweilige Insellösung für besondere Problemlösungen – bereichs- oder unternehmensübergreifend einsetzbar waren die Komponenten nicht. Speziell der Datenaustausch zwischen den unterschiedlichen Systemen erfolgte manuell und durch externe Datenträger (Diskette, Magnetbänder). Langsame und fehleranfällige Prozessschritte waren die Folge. Aus diesen Unzulänglichkeiten erwuchs die Forderung, eine gemeinsame Datenbasis aller am Produkt-Entstehungsprozess beteiligten Abteilungen und Maschinen zu schaffen; auf Basis des Computer-integrated-Manufacturing-Konzepts von Joseph Harrington.

Die Verknüpfung von Daten und Maschinen gleichermaßen erhöht, dank der technischen Möglichkeiten und der Vernetzung heutzutage, die Geschwindigkeit des Fertigungsprozesses und automatisiert diesen mit Hilfe von Sensoren und Regelkreisen. Vorteile: Mehrfache manuelle Dateneingabe wird verhindert; die Zahl möglicher Fehlerquellen sinkt, Datenkonsistenz und deren Aktualität werden sichergestellt.

Zusammenfassung:

CIM ist eine Kombination aus verschiedenen Anwendungen und Technologien wie CAD, CAM, Fertigungsrobotik, Fertigungsressourcenplanung und Enterprise-Management-Lösungen. Es kann auch als eine Integration aller Unternehmensoperationen betrachtet werden, die mit einem gemeinsamen Daten-Repository arbeiten und am Ende eine industrielle, computergesteuerte und automatisierte Maschinenfertigung als Ziel hat.

* Abramovici, Schulte 2004, S. 5 / Enzyklopaedie der Wirtschaftsinformatik

Teaserbild: CC BY-SA 4.0 / newsandletters.org

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