Systemintegrierte Investitionsplanung in der Digitalen Fabrik mit SAP, Delmia und J2EE


Diplomarbeit, 2003
184 Seiten, Note: 1,0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Vorwort

Überblick

1. Einführung
1.1. Primärprozesse in der Fertigungsindustrie
1.2. Hauptprozesse der diskreten Fertigungsindustrie
1.3. Digitale Fabrik
1.3.1. Notwendigkeiten für die Ausgestaltung der Digitalen Fabrik
1.3.2. Abgrenzung der bisherigen Möglichkeiten
1.3.3. Digitale Fabrik - Definition
1.3.4. Potentiale und Nutzen innerhalb der Prozessplanung durch die Digitale Fabrik
1.3.5. Systemintegration in der Digitalen Fabrik

2. Ist-Situation des Investitionsplanungsprozesses
2.1. Allgemeiner Planungsprozess
2.1.1. Projektplanung
2.1.2. Aufgaben der Investitionsplanung
2.1.3. Defizite im Investitionsplanungsprozess
2.2. Vorschläge zur Potentialausschöpfung

3. Vorschlag einer integrierten Investitionsplanung innerhalb der Prozessplanung
3.1. Elemente im Sollprozess
3.1.1. Planungsstruktur als Bezugsgröße
3.1.2. Planungsversionierung
3.1.3. Änderungshierarchien
3.1.4. Änderungsklassifizierung
3.1.5. Planungs-Archivierung
3.2. Redesign des Investitionsplanungsprozesses
3.2.1. Targetfindung
3.2.2. Targetverfolgung
3.2.3. Targetänderung
3.3. Informationsrückkopplung
3.4. Berichtswesen
3.5. Ausblick

4. Analyse der Systemunterstützung für den Sollprozess
4.1. Investitionsplanung mit SAP R/
4.1.1. Einordnung in die Systemlandschaft
4.1.2. Kurzevaluation im Kontext der Prozessplanung
4.2. Investitionsplanung mit Delmia Process Engineer
4.2.1. Einordnung in die Systemlandschaft
4.2.2. Kurzevaluation im Kontext der Planung
4.3. Integrierte Investitionsplanung mit SAP R/3 und Delmia Process Engineer
4.3.1. Funktionale Aspekte
4.3.2. Technische Aspekte
4.4. Ausblick

5. Analyse der Daten- und Kommunikationsdienste der beteiligten Systeme
5.1. Daten- und Kommunikationsdienste mit SAP R/
5.1.1. SAP R/3 Architektur
5.1.2. Business Application Programming Interface (BAPI)
5.1.3. RFC - Bibliothek
5.1.4. Java Connector (JCO)
5.1.5. SAP Business Connector (BC)
5.1.6. SAP Web Application Server (WAS)
5.1.7. SAP Exchange Infrastructure (XI)
5.1.8. Entscheidung
5.2. Daten- und Kommunikationsdienste mit Delmia Process Engineer
5.2.1. Delmia Architektur
5.2.2. Direkter Datenbankzugriff
5.2.3. Skripting
5.2.4. Delmia Applikation Programming Interface
5.2.5. PPR Loader
5.2.6. Entscheidung
5.3. Ausblick

6. Vorschlag einer Plattform für die Investitionsplanung
6.1. Aufbau der Plattform
6.2. Technologie der Plattform - Java 2 Enterprise Edition (J2EE)
6.2.1. Definition
6.2.2. J2EE und Java 2 Standard Services
6.2.3. Architektur
6.2.4. Komponenten
6.2.5. Kommunikation zwischen Komponenten
6.3. Entwurfsmuster
6.3.1. Definition
6.3.2. Eingesetzte Entwurfsmuster

7. Konzeption einer Plattform für die Investitionsplanung
7.1. Architektur der Integrationsschicht
7.1.1. SAP J2EE Architektur
7.1.2. Delmia J2EE Architektur
7.2. Architektur der Geschäftslogik-Schicht
7.2.1. Aufbau
7.2.2. Interaktionen der Geschäftslogik-Schicht
7.3. Use Cases in der Geschäftslogik-Schicht
7.3.1. Referenzelement-Erstellung
7.3.2. Ressourcen Management
7.3.3. Datensynchronisation
7.3.4. Berichtsgenerierung
7.4. Dienste der Plattform
7.4.1. Anwendersicherheit
7.4.2. Workflow Engine
7.5. Bewertung

8. Konzeption einer Webapplikation für die Investitionsplanung
8.1. Architektur der Webapplikation
8.1.1. Konzepte
8.1.2. Aufbau
8.1.3. Interaktion mit der Visualisierung
8.2. Bewertung

9. Bewertung

10. Ausblick

Literaturverzeichnis
A. Derzeitiger Stand des Investitionsplanungsprozesses
A.1. Elemente der Investitionsplanung
A.2. Ist-Investitionsplanung
A.2.1. Targetfindung
A.2.2. Targetverfolgung
A.2.3. Targetänderung
A.3. Informationsrückkopplung
A.4. Berichtswesen
A.4.1. Berichtswesen innerhalb der Planung
A.4.2. Regelberichte
A.4.3. Individualberichte
B. Ist-Investitionsplanung Abläufe
C. Soll-Investitionsplanung Abläufe
D. Dokumentation des entwickelten Demonstrators
E. Dokumentation der internen Datenbank
E.1. Referenzelement
E.2. Synchronisation
E.3. Vorgaben
E.4. Systeme
E.5. Benutzerverwaltung

Abbildungsverzeichnis

1.1. Grundstruktur einer Wertekette nach [Zurh01]

1.2. Primärprozesse in der Fertigung nach T-Systems

1.3. Parallelprozesse im Produktentstehungsprozess der Automobilindustrie (nach AUDI)

1.4. Lücke bei der Integration von Prozessplanungssystemen (nach T-Systems)

1.5. Beispiel eines Konnektors mit Wrapperfunktionalität

1.6. Schnittstellenspaghetti Architektur (nach Gartner Group)

1.7. Aufbau eines EAI Systems (nach [WWW-EA])

1.8. Die Säulen der Digitalen Fabrik

1.9. Einsatzbereiche der Integrationstechnologien

3.1. Beispiel einer integrierten Planungsstruktur

3.2. Zusammenhang zwischen Systemen und Referenzelementen

3.3. Integrierte Planungsstruktur eines Eindeutigen Referenzelementes

3.4. Integrierte Planungsstruktur eines allgemeinen Referenzelementes

3.5. Planungsstruktur als ”ValueObject“

3.6.Beispiel einer Änderungshierarchie

3.7.Soll-Prozess: Gesamttargetfindung

3.8.Soll-Prozess: Gesamttargetbestimmung

3.9.Soll-Prozess: Organisationsaufbau

3.10. Beispiel eines einheitlichen Planungsstandes

3.11. Soll-Prozess: Änderungsantrag

4.1. SAP R/3 Module (nach SAP)

4.2. Projektstrukturbaum nach SAP AG

4.3. PSP-Aufbau im SAP

4.4. Unterstützte Planungsaufgaben der Delmia Produktfamilie (nach Delmia)

4.5. Ausschnitt aus der Delmia Planung

4.6. Aufbau der Integration

5.1. Funktionsweise der SAP RFC Bibliothek

5.2. Java Connector Architektur

5.3. Funktionsweise des SAP Business Connectors (nach SAP)

5.4. SAP Exchange Infrastructure Architektur nach SAP AG.[FaKi02]

5.5. Delmia Architektur

5.6. Wichtige Klassen der DPE-API J-Bridge

5.7. Architektur des T-Systems DPE-Loaders (nach T-Systems)

6.1. Aufbau der Plattform für die Investitionsplanung

6.2. J2EE und Java 2 Standard Services nach SUN Microsystems

6.3. Verwaltete und nicht verwaltete JCA Architektur

6.4. Aufbau einer dreischichtigen J2EE Architektur

6.5. Ablauf ohne und mit Value Object

6.6. Entwurfsmuster: SessionFaçade

6.7. Entwurfsmuster: Webservice SessionFaçade

6.8. Entwurfsmuster: Service Locator

6.9. Entwurfsmuster: Data Access Object

6.10. Entwurfsmuster: Business Delegate

6.11. Entwurfsmuster: Business Interface

7.1. Wrapperstruktur des SAP Resource Adapters

7.2. Beteiligte Interfaces/Implementierungen der JCA und dessen CCI (1)

7.3. Beteiligte Interfaces/Implementierungen der JCA und dessen CCI (2)

7.4. Ablauf einer Interaktion mit SAP in einer dreischichten Architektur

7.5. Direkte Delmia-Verbindung aus einer EJB

7.6. Delmia Connection-Pool (Poolerzeugung)

7.7. Delmia Pool-Manager (Verbindungsrückgabe)

7.8. Vorschlag der JCA Wrapperstruktur der J-Bridge

7.9. Architektur des Delmia JCA Adapater Prototypen

7.10. Verteilte Architektur der Delmia Komponenten

7.11. Interaktion mit Delmia Komponenten

7.12. Interaktion mit SAP Komponenten

7.13. Use Case: Einbinden eines neuen Referenzelementes

7.14. Softwareablauf ”Referenzelementerzeugen“

7.15. Verknüpfung zwischen Delmia und SAP (PS) auf Referenzelementbasis

7.16. Use Case Ressourcen Management

7.17. Use Case: Datensynchronisation

7.18. Ablauf der Synchronisation von SAP nach Delmia (vereinfachte Darstellung)

7.19. Ablauf der Synchronisation von Delmia nach SAP

7.20. Ablauf des Berichtswesens (vereinfachte Darstellung)

7.21. Möglicher Aufbau der XML-Serialisierung des Berichtes

7.22. Use Case Anwendersicherheit

7.23. Ablauf der Authentifizierung

7.24. Möglicher Aufbau des gespeicherten Anwerdeobjektes

7.25. Zugriff auf eine EJB mit und ohne Single Sign on

7.26. Erweitertes Session Façade Pattern

7.27. Ablauf mit Workflow Manager

7.28. Schnittstellen und Klassen eines WorflowManager (einige ausgeblendet)

7.29. Interaktion mit WorkflowActivities

7.30. Zu implementierende Schnittstellen für eine neue Workflow-Aktivität

8.1. Model-View-Controller Pattern in Webapplikationen

8.2. Architektur des Portals

8.3. Ablauf einer Interaktion innerhalb der Webapplikation

8.4. Multikanalfähigkeit mit Filtertransformation

A.1. Projektaufbauorganisation im Automobilbau

A.2. Matrixstruktur der Fachgruppen und Organisationseinheiten

A.3. Entwicklung eines VSI Wertes

A.4. Grobaufbau des Investitionsprozesses

A.5. Ist-Gesamttargetbestimmung

A.6. Ist-Einzeltargetbestimmung

A.7. Ist-Durchführung einer Bestellanforderung

A.8. Ist-Filterung

B.1. Ist-Investitionshauptprozess

B.2. Ist-Targetverfolgung

B.3. Ist- Änderungsdurchführung(1)

B.4. Ist- Änderungsdurchfuhrung(2)

B.5. Ist-Anderungsverfahren

C.1. Soll-Invesitionsplanungsprozess

C.2. Soll-Einzeltargetverteilung

C.3. Soll-Prozess: Targetverfolgung

C.4. Soll-Prozess: Änderungsverfolgung

D.1. Auswahl des gewünschten Projektes

D.2. Darstellung der Ressourcen eines Projektes

D.3. Erstellen einer Bestellanforderung

D.4. Auswahl der Berichte

D.5. Darstellung eines transformierten Berichtes

E.1. Datenbankausschnitt Referenzelement

E.2. Datenbankausschnitt Synchronisation

E.3. Datenbankausschnitt Vorgaben

E.4. Datenbankausschnitt Systeme

E.5. Datenbankausschnitt Benutzerverwaltung

E.6. Datenbank-Modell der Plattform

Tabellenverzeichnis

7.1. Tabelleninhalte im R/3 bei Teilung von Bestellanforderungen

7.2. Tabelleninhalte im R/3 bei Zusammenlegung von Bestellanforderungen

7.3. Vergleich der konzipierten Lösung zu anderen kommerziellen Lösungen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Vorwort

An dieser Stelle möchte ich mich bei meinen Professoren Dr. Rainer Weber und Dr. Hans Delfs für die Unterstützung während meiner Diplomarbeit bedanken. Vor allem Dr. Rainer Weber unterstützte mich während meiner Diplomarbeit durch ein intensives Coaching. Seitens der T-Systems möchte ich mich bei Timo Haug für den Wissenstransfer über die Fertigungsindustrie und die Unterstützung während der Prozessanalysen und bei Dr. Birger Franck für das Coaching und die gegebenen Freiheiten bei der Bearbeitung des Themas bedanken. Bei meinen Freunden möchte ich mich für das Korrekturlesen und die hilfreichen Einwände bedanken.

Schließlich danke ich aus ganzem Herzen meiner Freundin Christine, für ihre Unterstützung, ihr Vertrauen und ihr Verständnis während meines Studiums.

Überblick

Ausgangssituation

In Unternehmen der diskreten Serienfertigung kommen im Laufe des Product Lifecycle (PLC) Sys- teme mit unterschiedlichem Integrationsgrad zum Einsatz. Beispielsweise weisen die CAx-Systeme (z.B. CAD, EDM, PDM) innerhalb der Produktentwicklung oder die ERP-Systeme innerhalb der Produktion einen sehr hohen Integrationsgrad auf. Innerhalb der Prozessplanung gibt es momentan eine heterogene Systemlandschaft. Die verwendeten Prozessplanungssysteme haben ihre Daseins- berechtigung, da sie für bestimmte Aufgaben optimiert sind (z.B. Planung von Fertigungszeiten - Methods-Time Measurement (MTM), Austaktung, Layoutplanung). Zwischen diesen Systemen exis- tieren oft keine direkten Schnittstellen und die Systeme verwalten ihre Daten in unterschiedlichen Datenbanken. Zudem fehlen oftmals Kopplungen zu den CAx und ERP Systemen. Aus diesem Grund entstehen viele Planungsinkonsistenzen (zum Beispiel Planen auf unterschiedliche Daten) innerhalb der Prozessplanung sowie den Schnittstellen zur Produktentwicklung und Produktion.

Ziel

Diese Arbeit soll demonstrieren, wie sich der Investitionsplanungsprozess mit einem Prozess-Redesign in die Digitale Fabrik umsetzen lässt. Für diesen Zweck soll ein Sollprozess für die Investitionsplanung entwickelt werden. Die Überführung des Sollprozesses in die Digitale Fabrik, macht es notwendig die von einem Unternehmen verwendeten Systeme zu integrieren. Aus diesem Grund, soll eine geeignete Möglichkeit gefunden werden, die Integration zu realisieren. Zusätzlich sollen einige Teilschritte des Sollprozesses mit der konzipierten Integrationslösung auf Umsetzbarkeit analysiert werden. Zentraler Aspekt der Arbeit liegt bei der Erstellung eines Gesamtprozesses der Investitionsplanung, welcher in weiteren Arbeiten konkretisiert wird und eines Konzeptes für die Systemintegration, die den Sollprozess realisieren kann.

Umfang und Methoden

Für die Ausarbeitung der Diplomarbeit wurde die Methodik der drei Beschreibungsebenen (Vgl. Me- thodenhandbuch ARIS Toolset 6.0 nach [Sche92]) gewählt. Die Prozessbeschreibung analysiert das Problem der Investitionsplanung auf Prozessebene. Die Systembeschreibung zielt auf die Analyse der verwendeten Systeme und die Implementierungsbeschreibung auf die Konkretisierung der Integrati- on mit einer bestimmten Technologie. Die Verwendung der Beschreibungsebenen bietet die Vorteile der Abstraktion und der ganzheitlichen Betrachtung des Themas. So bleiben beim Fortschreiten der Technologien, die Schichten der Prozess- bzw. Systembeschreibung erhalten und nur die Implemen- tierungsbeschreibung muss neu erarbeitet werden. Da der Investitionsplanungsprozess umfangreich und komplex ist, kann vor allem in der Implementierungsbeschreibung nicht auf alle Aspekte der Pro- zessbeschreibung eingegangen werden. Aus diesem Grund, werden in dieser Sicht einige der Aspekte exemplarisch untersucht.

- Kapitel 1:

Dieses Kapitel beschreibt die gegenwärtige Situation der Prozesse in Unternehmen der diskreten Serienfertigung. Hierbei wird die Komplexität des Umfeldes sichtbar. Es werden Probleme der heutigen Prozessplanung beschrieben. Das Konzept der Digitalen Fabrik geht auf diese ein. Das abstrakte Thema Digitale Fabrik wird definiert, um die Anforderungen an die zu erarbeitende Lösung festzulegen.

- Kapitel 2:

Kapitel 2 betrachtet den Investitionsplanungsprozess als Stellvertreter der Prozessplanung. Der betrachtete Investitionsplanungsprozess ist bei einem deutschen Automobilhersteller implemen- tiert und typisch für die diskrete Serienfertigung. Aus der Ist-Situation ergeben sich mit der Philosophie der Digitalen Fabrik, Vorschläge für eine Prozessoptimierung. Diese werden hier erarbeitet und vorgestellt.

- Kapitel 3:

Kapitel 3 geht auf die Defizite der Ist-Situation ein. Für diesen Zweck wurde der Investitionsplanungsprozess umgestaltet. Der Sollprozess enthält Neuerungen wie die Prozessversionierung, die Konkretisierung einer Allgemeinen Planungsstruktur, Planungsmuster und Änderungshierarchien. Der erstellte Prozess soll den Charakter eines Referenzprozesses haben und wird im Endstadium vollständig durch die Digitale Fabrik unterstützt.

- Kapitel 4:

Der konzipierte Sollprozess ist abstrakt gehalten. Er betrachtet nicht die eingesetzten Systeme. Somit kann dieser für diverse Systemlandschaften verwendet werden. Im Kapitel 4 wird eine Konkretisierung auf die Systemlandschaft mit Delmia Process Engineer und SAP R/3 angebracht. Hier wird untersucht, welche Möglichkeiten die beiden Systeme bieten, den konzipierten Sollprozess funktional zu realisieren.

- Kapitel 5:

Damit die Systeme zusammen eingesetzt werden können, müssen diese integriert werden. Aus diesem Grund findet in diesem Kapitel die Untersuchung der Schnittstellen statt.

- Kapitel 6:

Nachdem untersucht wurde, wie sich die Systeme integrieren lassen, muss eine Integrationsstrategie konzipiert werden. Hierbei wurde die Idee einer Plattform aufgegriffen. Die Plattform dient als Middleware, in welche diverse Systeme integriert werden können. Innerhalb der Plattform werden die Prozessabläufe des Sollprozesses realisiert. Hier wird auch untersucht, welche Möglichkeiten die J2EE Technologie für die Realisierung bietet.

- Kapitel 7:

In Kapitel 7 wird die Plattform konzipiert. Hierfür werden die Systeme eingebunden und einige Teilschritte und Aspekte des Sollprozesses in die Plattform überführt. Somit soll die technische Machbarkeit gezeigt werden. Wichtiger Aspekt bei der Ausarbeitung der Integration liegt bei der Architektur und der Verwendung standardisierter und offener Technologien. Des Weiteren werden notwendige Dienste wie Sicherheitsdienste und eine Workflow Engine konzipiert. Durch diese erreicht die Plattform die notwendige Mächtigkeit, den Sollprozess auch auf technischer Basis zu realisieren.

- Kapitel 8:

In Kapitel 7 wurde die Middleware für die Geschäftslogik und die Systemintegration konzipiert. Damit der Anwender mit dieser interagieren kann, muss eine Präsentationsschicht vorhanden sein. In diesem Kapitel wird untersucht, welche technischen Anforderungen bzw. Architektur für diese notwendig ist. Hierbei wird auf den Model View Controller Aspekt für eine wohldefi- nierte Kommunikation mit der Plattform und die Transformation von Daten zur Visualisierung eingegangen.

1. Einführung

Dieses Kapitel beschreibt die Zusammenhänge der Prozesse in der Diskreten Fertigungsindustrie.

Durch die Einführung des ”SimultaneousEngineering“wirddieKomplexitätzwischendiesenverstärkt, da die Prozesse nicht mehr sequenziell, sondern parallelisiert ablaufen. Deshalb ist ein größerer Ko- ordinationsaufwand notwendig. Aus diesem Grund wurde die Idee der Digitalen Fabrik eingeführt. Diese soll die Komplexität innerhalb der Fertigungsindustrie beherrschbar machen. Dazu setzt die Digitale Fabrik auf eine vollständige Systemintegration und Prozesssimulation. Die Philosophie der Digitalen Fabrik wird hier ebenfalls vorgestellt und dient als Orientierung für Konzeptionen in dieser Arbeit.

Ziel ist es, dem Leser eine Vorstellung über die vorhandenen Probleme der Fertigung zu vermittelt. Zusätzlich wird beschrieben, warum die heutigen Lösungsansätze nicht ausreichen und wie die Digitale Fabrik hierbei ansetzt.

1.1. Primärprozesse in der Fertigungsindustrie

Das Wirtschaftlichkeitsprinzip ist die zentrale Ausrichtung aller ökonomisch agierenden Unterneh- men. Dieses Prinzip besagt, dass der Wertzuwachs (Wi) größer sein soll als der aufgebrachte Wert- verzehr (Wo).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Um dieses Prinzip der Wertschöpfung zu verwirklichen, steht einem Unternehmen eine Wertschöpfungs- kette zur Verfügung. Durch die Wertschöpfungskette entscheidet sich, ob das Unternehmen wirtschaft- lich oder unwirtschaftlich arbeitet. Der amerikanische Wirtschaftsforscher Michael E. Porter definiert die Wertschöpfungskette wie folgt:

”Eine Wertsch¨ opfungskette (Wertkette) beschreibt die Architektur der Wertschöpfung mit ihren verschiedenen Wertschöpfungsstufen. Die Wertschöpfungsstufen beste- hen aus Wertschöpfungsaktivitäten und Gewinnspanne. Jede Wertschöpfungsstufe bezeichnet einen relevanten Beitrag in der Wertschöpfung“1. Porter definiert die Aktivitäten als die Elementarberei- che, welche die Grundlage jeglicher Wertschöpfung in einem Unternehmen darstellen. Unter diesen Aktivitäten unterscheidet man zwischen den Primär- und Sekundäraktivitäten. Nach Porter befassen sich die Primäraktivitäten mit der eigentlichen Herstellung von Produkten oder Dienstleistungen und der Versorgung des Marktes. Er stellt folgende Aktivitäten als primär dar (vergleiche auch [PulS02]):

- Eingangslogistik - Umfasst alle Aktivitäten, die mit dem Empfang, der Lagerung und der Distribution von Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen zu tun haben.
- Operationen - Unter Operationen sind alle Aktivitäten der Transformation der Güter in Endprodukte zusammengefasst.
- Marketing und Vertrieb - Bezieht sich auf alle Aktivitäten, die der Vermarktung eines Endproduktes dienen.
- Ausgangslogistik - Unter Ausgangslogistik werden alle Aktivitäten der Lagerung und physischen Distribution des Endproduktes an die Abnehmer verstanden.
- Kundendienst - Umfasst alle Aktivitäten, die im Zusammenhang mit Dienstleistungen zur Werterhaltung des Endproduktes stehen.

Primäraktivitäten werden durch Sekundäraktivitäten unterstützt, indem sie diese mit den notwen- digen Prozessen, Daten oder (im)materiellen Produkten versorgen. Ohne diese Parameter sind die Primäraktivitäten handlungsunfähig und somit wäre das Unternehmen nicht in der Lage eine Wertschöpfung zu realisieren. Zu den Sekundäraktivitäten zählt Porter:

- Beschaffung - Mit der Beschaffung werden alle Aktivitäten bezeichnet, die auf den Einkauf der in der Wertkette verwendeten Inputs gerichtet sind, nicht aber die physische Handhabung der Inputs selbst.
- Technologieentwicklung - Umfasst Aktivitäten zur Produkt- und Prozessverbesserung. Porter zählt zu den Technologien die eingesetzten Informations- und Kommunikationssysteme, die Bereiche Forschung und Entwicklung und die Verbesserung der Arbeitsabläufe und Sachmittel.
- Personalwirtschaft - Die Personalwirtschaft fasst alle personalbezogenen Aktivitäten des Unternehmens zusammen.
- Unternehmensinfrastruktur - Zur Unternehmensinfrastruktur gehören alle zentralen Aktivitäten, die sich auf das Geschäftsfeld als Ganzes beziehen. Dazu zählen unter anderen die Unternehmensführung und das Controlling.

Abbildung 1.1 stellt die Prozesse in einem graphischen Kontext dar. Zudem zeigt diese Abbildung die traditionellen Schnittstellen zwischen diesen Primäraktivitäten.

Seit der Einfuhrung von ¨ ”Simultaneous Engineering“ Ans¨ atzen2 laufen diese Aktivit¨ aten nicht mehr sequenziell nacheinander, sondern parallelisiert ab. Das Portersche Wertsch¨ opfungsmodell gilt fur jede

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.1.: Grundstruktur einer Wertekette nach [Zurh01].

Art von Unternehmen. Im folgenden wird die diskrete Serienfertigungsindustrie näher untersucht. Bei einem diskreten Serienfertiger liegt der Schwerpunkt des Geschäftsgeschehens in der Fertigung3. Um die wesentlichen Teilprozesse4 eines Serienfertigers aufzuzeigen, lässt sich eine Dekomposition der Technologieentwicklung durchführen. Durch Dekomposition werden folgende Teilprozesse sichtbar:

- Produktentwicklung
- Produktionsplanung

Abbildung 1.2 zeigt diese Teilaktivitäten im Kontext der allgemeinen primären Unternehmensakti- vitäten. So hat die Produktentwicklung direkte Schnittstellen zur Produktionsplanung. Diese wieder- um stellt mit der Lieferung (Beschaffung) eine Ausgangsbasis für die Aktivität Produktion dar. Nach durchlaufen der Produktion steht das Produkt5 der Distribution und dem Verkauf zur Verfügung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.2.: Primärprozesse in der Fertigung nach T-Systems.

1.2. Hauptprozesse der diskreten Fertigungsindustrie

Die diskrete Fertigung (engl. discrete manufacturing) beschäftigt sich mit der Herstellung von Pro- dukten, die aus abzählbaren Einzelteilen6 bestehen (vergleiche auch [WWW-ITAC]). Der Produktentstehungsprozess ist für Fertiger von besonderem Interesse, da hier ca. 70% der Kos- ten festgelegt und wesentliche Weichen für den erzielbaren Markterfolg gelegt werden (vergleiche [WWW-ACE]). Im Produktentstehungsprozess findet die stetige Transformation des Produktes statt. Um diese Transformation zu realisieren, werden die drei, im Kapitel 1.1 angesprochenen, wesentlichen Produktphasen durchlaufen:

- Produktentwicklung
- Produktionsplanung
- Produktion

”Die Produktentwicklung (oder das Engineering) verk¨ orpert den planerischen, gestalterischen und organisatorischen Anteil der Produktentstehung. Konkret kann diese in die Einzelschritte Produktpla- nung und Produktkonstruktion einschließlich Produktionsvorbereitung gegliedert werden.“[WWW-PEIS]7 Bereits in dieser Phase werden diverse Prozesse, die traditionell sequenziell zu einem späterem Zeit- punkt abliefen, gestartet. So starten bereits in der Produktentwicklung Prozesse, die der Qualitäts- planung, dem Controlling oder dem Einkauf dienen (vergleiche Abbildung 1.3). Diese Strategie ist notwendig, um den zieren. ”Time-to-Market“8, von derzeit 60 Monaten in der Automobilindustrie, zu reduzieren

”Die ablauforganisatorische Gestaltung eines Produktionsprozesses wird Produktionsplanung ge nannt. Als Teil der betrieblichen Gesamtplanung zielt sie auf die optimale Gestaltung und wirt- schaftliche Umsetzung von Investitionsvorhaben für die Produktion.“[SpKr97] Die Produktionspla- nung ist ein Bestandteil von ERP (Enterprise Resource Planing) Systemen. Sie dient der opera- tiven Produktprogramm-, Mengen-, Bereitstellungs-, Termin- und Kapazitätsplanung (vergleiche [SpKr97]).

Nach der Produktionsplanung wird die eigentliche Produktion der Ausbringungsgröße verwirklicht. Dieses wird mit Hilfe von Materialien, Teilerzeugnissen, Energie, technischen Ressourcen und Menschlicher Hilfe erreicht.

Diese drei Produktphasen werden von diversen Prozessen durchlaufen. Abbildung 1.3 zeigt eine ver- einfachte Darstellung der Prozesse im Product-Life-Cycle (PLC) eines Automobilherstellers. Mit Abbildung 1.3 soll die hohe Prozessparallelisierung im Produktentstehungsprozess veranschaulicht werden. Durch das Simultane Engineering kann die Durchlaufzeit der Ausbringungsmenge im PLC verkürzt werden. Allerdings steigert die Parallelisierung der Prozesse auch die Komplexität und den Koordinationsaufwand.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.3.: Parallelprozesse im Produktentstehungsprozess der Automobilindustrie (nach AU- DI).

Auf ein detailliertes Eingehen dieser Prozesse wird verzichtet. Einige der wichtigsten Prozesse sind:

- Allgemeiner Einkauf - Prozess für den Einkauf von Anlagen und Werkzeugen
- Produktplanungsprozess - Ausplanung eines neuen Produktes
- Designprozess - Erstellung von Prototypen (physisch und virtuell)
- Fremdleistungsmanagement - Bestimmung und Auswahl der Kooperationspartner
- Entwicklungsprozess 1 - Spezifikation, Planungen und Erprobungen des Produktes
- Entwicklungsprozess 2 - Erstellung von Detailkonstruktionen und Prototypen. Freigabe der Komponenten
- Logistikprozess 2 - Kapazitätsabsicherungen und Projektkoordinationen
- Kundendienst - Bestimmung der Anforderungen, Erstellen der Produktliteratur und Ersatzteilmanagement
- Forward Sourcing Process - Konzeptverdichtungen, Freigabemanagement von Bauteilen und Modellen
- Logistikprozess 1 - Auswahl des Fertigungsstandortes, Produkteinplanung, Materialflussplanung und Bestimmung der Logistiktargets
- Controllingprozess (zum Teil Investitionsplanungsprozess) - Targetbestimmung für das Projekt, Budgetierung, Targetpflege
- Marketingprozess - Analyse Marktanforderungen, Präsentationen, Einpreisung
- Planungs- und Produktionsprozess - Konzeptbeurteilung auf Realisierung, Werkzeuganfertigung, Rohbau
- Qualitätsplanung - Bewertung der Konzepte, des Prototypen, Prozessfähigkeit

Bei der Organisation und Planung dieser Prozesse ergeben sich immer wieder Schwierigkeiten. Durch die Parallelisierung ergeben sich zusätzliche Anforderungen an die Prozessplanung. Die Probleme und Anforderungen werden im nächsten Kapitel beschrieben (vergleiche [Grun00]). Die Digitale Fabrik versucht diesen gerecht zu werden.

1.3. Digitale Fabrik

Dieses Kapitel beschreibt Probleme bezüglich der Systeme, die sich aus der komplexen Prozesssi- tuation (siehe Kapitel 1.1) und der vorherrschenden Systemlandschaft ergeben. Es zeigt, warum die Systemintegration9 in der Fertigungsindustrie immens wichtig ist und welche Ansätze es hierzu gibt. Es wird ersichtlich, dass weiterführende Ansätze notwendig sind. Diese sollen durch die Digitale Fa- brik realisiert werden. Die Digitale Fabrik ist in der Lage, die gegebene komplexe Prozesssituation zu bewältigen.

1.3.1. Notwendigkeiten für die Ausgestaltung der Digitalen Fabrik

”Hochdynamische,globaleMärktezwingenUnternehmenheute,hoheInnovationsgeschwindigkeiten und kurze Markteinführungszeiten zu realisieren. Der Trend zur Individualisierung erfordert zudem eine reaktionsschnelle und flexible Umsetzung von Produktinnovationen bei steigenden Ansprüchen an die Qualität. Unternehmen, die sich in diesem turbulenten Umfeld behaupten wollen, müssen ihre Prozessketten parallelisieren und die einzelnen Prozessschritte beschleunigen. Die vollständig digitale Beschreibung des Produktes und der Produktion auf der Basis durchgängiger integrierter Prozesse ist heute einer der Schlüssel, um diese ambitionierten Ziele zu erreichen.“[PaKr00] Die vollständige Digitalisierung eines Produktes mit einer durchgängigen Prozesssimulation nimmt in der heutigen Zeit oft mehrere Tage, wenn nicht sogar Wochen in Anspruch10.

Wie im Kapitel 1.1 beschrieben, existieren im PLC parallel verlaufende Prozesse. Diese Prozesse werden durch entsprechende Systeme geplant und gesteuert. Die einzelnen Prozesse sind in der Regel so komplex, dass ein System oft nur einen Prozess (z.B. Logistik) sinnvoll und effektiv verwalten kann. Nur durch diese Spezialisierung ist der Prozess als Individualprozess beherrschbar. Zudem sind oftmals auch diverse Systeme an der Planung eines Prozesses beteiligt. Zum Beispiel werden zur Investitionsplanung in den einzelnen Organisationseinheiten unterschiedlichste Systeme verwen- det. Aus diesem Grund ergibt sich im Prozessplanungsumfeld eine heterogene Systemlandschaft, in der horizontalen und vertikalen Prozesssicht (nach Abbildung 1.3). Die Systeme verwenden für die Speicherung und Verarbeitung verschiedene Technologien, Strukturen, Daten und Datenbanken. Die heterogene Systemlandschaft, mit allen daraus folgenden Nachteilen, macht es problematisch, eine ho- mogene und durchgängige Prozessplanung und Prozesssimulation zu verwirklichen (vergleiche auch [Scho99]). Peter Steinwasser hat in seiner Dissertation [SteW97] folgende Defizite in der heutigen Planungssituation identifiziert:

- Daten

Durch die fehlende gemeinsame Datenbasis der Prozessplanungssysteme ergeben sich Probleme wie verteilte Datenbasen, inhomogene Datenhaltung und strukturelle Differenzen im Daten- bankschema. Dieses Problem zeigt sich gerade dann, wenn ein Prozess aufgrund der Daten nicht realisiert werden kann.

- Prozeduren

Jedes Prozessplanungssystem steuert die Prozesse durch entsprechende Prozeduren. Da es für die Prozesssteuerung keine Absprachen bzw. Konventionen zwischen den Herstellern gibt, sind diese Prozeduren von den Datenstrukturen und Zielsystemen abhängig.

- Abläufe

Durch die Daten- und Prozedurenproblematik sind die resultierenden Prozesse, oder Prozess- schritte, inflexibel, isoliert und unidirektional. So ergeben sich in der Praxis Probleme, wie das ÄnderndesPlanungsumfeldes(Prämissen) oder des zu produzierenden Produktes (z.B. Vari- antenänderung). DieseÄnderungen betreffen Prozesse und Daten. DieÄnderungen müssen in den beteiligten Systemen abgeglichen werden. Oftmals geschieht dieser Abgleich nicht sofort, so dass manche Prozessplaner einige Zeit lang auf einer falschen Datenbasis und unter falschen Prämissen planen. Eine zeitlich verzögerte Synchronisation der Prozessbasis schafft hohe Kosten. Beispielsweise müssen Bestellungen storniert und Prozesse neu geplant werden. Darüber hinaus könnten bereits produzierte Ausgabegrößen unbrauchbar sein.

Aufgrund dieser beschriebenen komplexen Probleme ist es verständlich, dass es heute große Defizite in der Integration der Prozessplanung gibt (Abbildung 1.4). Bemühungen diese Systemlandschaft in

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.4.: Lücke bei der Integration von Prozessplanungssystemen (nach T-Systems).

ein homogenes Umfeld zu überführen, sind bis heute nicht vollständig geglückt. Es gibt erste Erfolge der Integration mit EDM, Konnektoren und EAI-Systemen. Diese stellen verschiedene Ansätze dar und werden im nächsten Kapitel näher untersucht.

1.3.2. Abgrenzung der bisherigen Möglichkeiten

Die heutigen Integrationsansätze heterogener Systemlandschaften werden mit Konnektoren, Engineering Data Management und Enterprise Application Integration realisiert.

1.3.2.1. Systemintegration

1.3.2.1.1. Konnektoren Konnektoren11 sind ein Vertreter der Anwendungsintegration. Konnektoren werden meistens nur zwischen zwei Systemen eingesetzt und ermöglichen das Ansprechen der System-Schnittstellen (API). Diese Schnittstellen werden mit systemspezifischen Objekten versorgt. Bei der Transformation allgemein gültiger Objekte in systemspezifische Objekte, spielen Wrapper12 eine wesentliche Rolle. Wrapper sind ein bekanntes Mittel, diverse Objekte mit Zusatzeigenschaften auszustatten, ohne das Kernobjekt zu verändern.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.5.: Beispiel eines Konnektors mit Wrapperfunktionalität.

Abbildung 1.5 zeigt das Zusammenspiel von Konnektoren und Wrappern. Jeder systemspezifische Konnektor transformiert das Objekt, mit Hilfe eines Wrappers, zu einer systemverständlichen Struk- tur. So bekommt das Zielsystem eine kompatible Datenstruktur zur Verarbeitung geliefert. Trotz der Datentransformation und dem Einsatz der Konnektoren, bilden diese Lösungsansätze wenig Flexi- bilität, Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit. Eine Ausweitung auf weitere Systeme scheitert meistens. Gründe hierfür sind oftmals eine auf das System zugeschnittene Architektur und ein exponentiell wachsender Aufwand der zusätzlichen Datentransformation. Zudem wird man an einem kostenin- tensiven Redesign, der vorhandenen Konnektoren, nicht herumkommen. Die exzessive Verwendung von Konnektoren zwischen einzelnen Systemen führt heute zu der bekannten ”Schnittstellenspaghet- ti Situation“. Abbildung 1.6 zeigt den Aufbau einer solchen Architektur, die rein mit Konnektoren realisiert wurde13. Solch eine Systemstruktur entsteht meistens durch individuell entwickelte Kopp- lungen diverser Systeme. Für jede Systemverknüpfung werden jeweils zwei Konnektoren installiert. Diese sind speziell für diese individuelle Lösung angepasst. Eine zentrale Einheit, welche durch einen Broker14 oder einer Plattform realisiert ist, gibt es in diesem Netzwerk nicht. Somit entsteht mit der Zeit eine unübersichtliche und intransparente Integrationslandschaft aus Individuallösungen.

1.3.2.1.2. Enterprise Application Integration

”EnterpriseApplicationIntegration(EAI)entails integrating applications and enterprise data sources so that they can easily share business processes

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.6.: Schnittstellenspaghetti Architektur (nach Gartner Group).

and data. Integrating the applications and data sources must be accomplished without requiring significant changes to these existing applications and the data.“[SSNg01] Für diese Funktionalität sorgt die Middleware15. Sie sorgt für eine formatunabhängige Darstellung der Daten, einer imple- mentierungsunabhängigen Verwendung von Funktionen und einer global einheitlichen Nutzung von Funktionen zur Unterstützung von Prozessen. Die Middleware gliedert sich in drei Bereiche16 auf:

- Die Technologisch orientierte Middleware verbindet unterschiedliche Software- und Hardwaresysteme. Hier erfolgen gegenseitige Zugriffe über Schnittstellen.
- Die Datenbank orientierte Middleware liefert alle Funktionen, um auf die systemspezifischen Datenbanksysteme zuzugreifen.
- Die dritte Form der Middleware ist die Anwendungsorientierte Middleware. Diese ermöglicht den Zugriff auf die Prozesse der einzelnen Systeme.

Mit der dritten Art von Middleware, tendieren die EAI Systeme derzeit von der reinen Systemintegra- tion zu einer Einbindung von Daten und Prozessen. Mit dieser soll es möglich sein, systemübergreifen- de Prozesse zu modellieren und diese dann von der Middleware abzubilden. Abbildung 1.7 zeigt den Aufbau eines EAI Systems. Konnektoren stellen auch bei EAI einen wichtigen Aspekt dar. Allerdings sind sie in einer Integrationsschicht eingebunden, womit eine ”Spaghetti-Lösung“vermiedenwird.Die Integrationsschicht bildet die Grundlage für konsistente Daten- und Prozessintegrationen. Oberhalb der Integrationsschicht befindet sich die Messaging-Schicht, über die die gesamte Kommunikation des EAI abläuft. Die Datenanpassung für die Systeme geschieht nicht mehr in den Konnektoren, sondern in einer eigenen Schicht. In dieser werden die Datenstrukturen an die erwartete Form der Systeme transformiert. Als oberste Schicht ist die Prozess-Schicht vorgesehen. Über diese ist die Abbildung von systemübergreifenden Prozessen möglich. Als Dienste des EAI stehen Monitoring, Management

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.7.: Aufbau eines EAI Systems (nach [WWW-EA]).

und Sicherheitsdienste zur Verfügung. Diese lassen sich keiner einzelnen Schicht explizit zuordnen, sondern werden von allen Schichten bei Bedarf verwendet. Für die Kommunikation mit dem Anwendern stehen Webapplikationen oder Portale zur Verfügung.

EAI bietet allerdings nicht die erforderliche Datenintegration der Systeme an. EAI beschränkt sich auf die Transformierung der Datenstrukturen. Die Digitale Fabrik bietet zusätzlich zu EAI Lösun- gen aggregierende Datenstrukturen, welche eine intensivere Datenintegration im Prozess erlauben (vergleiche Kapitel 1.3.4). Somit dient die Digitale Fabrik nicht nur als EAI, sondern auch als eine ”virtuelleDatenbank“welchedieDatenbasenderSystemeintegriert.

1.3.2.2. Datenintegration - Engineering Data Management

”PDMSystemesindWerkzeugezurSpeicherungundVerwaltungderimEntwicklungsprozessanfal- lenden Daten“17 [Klee99]. Das EDM kommt traditionell aus der reinen Datenintegration und tendiert derzeit zu einer Daten-, Prozess- und IT-Integration (vergleiche konkrete Vorschläge von [Scho99]). Der ursprüngliche Gedanke dieses Ansatzes ist die Generierung einer allgemeinen und systemüber- greifenden Datenbank für die Produktentwicklung. Diese Datenbank speichert und archiviert die Produktstruktur und die dazugehörenden Metadaten in einer global gültigen Struktur. Diese kann von allen aufsetzenden Konstruktionssystemen validiert und parallel verarbeitet werden. EDM Systeme bieten bereits heute eine solide Datenbasis für CAx Systeme und weisen somit einen hohen Grad an Datenintegration auf. Der EDM Einsatz ist allerdings derzeit nur auf die Konstruk- tion beschränkt. Mit EDM Systemen ist der Konstrukteur in der Lage komplexe und detaillierte Produktstrukturen abzubilden. Allerdings ist es damit nicht möglich Prozesse abzubilden (vergleiche auch [Scho99]).

1.3.3. Digitale Fabrik - Definition

Die Digitale Fabrik ist ein völlig neuer Ansatzpunkt in der Produktionswirtschaft. Zum heutigen Stand gibt es in der Literatur keine Definition zu diesem Begriff. In der Wirtschaft gibt es zu- dem keine realisierte Implementierung, aus der sich eine geeignete Definition ableiten ließe. Daimler Chrysler realisiert derzeit die Digitale Fabrik. Die Umsetzung wird im Jahre 2005, mit einem 80%- igen Erfüllungsgrad abgeschlossen sein. Daimler verspricht sich durch dieses Projekt eine Verkürzung der Planungszeiten von bis zu 40%.18 Weitere Unternehmen (vor allem Zulieferer) warten mit dieser kostenintensiven Gesamtumsetzung ab, um eventuelle Umsetzungsmuster und vor allem Standards aus dem Daimler Projekt zu übernehmen. Aus diesem Grund wird bei vielen Zulieferern die Digitale Fabrik nur in einigen Teilbereichen der Prozessplanung19 umgesetzt. Erst mit dem Abschluss und der Auswertung des Daimler Chrysler Projektes, wird sich eine allgemein gültige Definition der Digitalen Fabrik etablieren. Bis zu diesem Zeitpunkt möchte ich die Digitale Fabrik, nach der Auslegung durch T-Systems, definieren:

”Die Digitale Fabrik ist virtuelles Abbild und Simulation der Realen Fabrik, auf Basis des integrierten Prozessmodells.“

Mit anderen Worten, die Digitale Fabrik verfolgt den Ansatz, dass jeder Prozess20 vor dem Einführen eines neuen Produktes zuerst simuliert21 und dann in die Realität implementiert wird. Dieses muss im Kontext aller involvierten Prozesse (Abbildung 1.3) geschehen. Durch die Simulation sind die Pro- zesse validiert und können somit bedenkenlos in die Realität umgesetzt werden. Ziel dieses Handelns ist es, dass ”Das erste real gebaute Fahrzeug auch verkauft wird“22 (vergleiche [Krug01]) Die Digitale Fabrik umfasst folgende Funktionsinhalte:

- Integration aller Phasen (z.B. Umrüstung, Lauf, Reparatur) der Produktions- und Fabrikanla- gen.
- Sie enthält alle erforderlichen Funktionen zur Unterstützung der Planung, Simulation, Konstruktion, Anlagenfertigung und -validierung, Produktionssteuerung und Instandhaltung.
- Sie bildet eine Schnittstelle mit der digitalen Produktentwicklung (Konstruktion).
- Sie simuliert und sichert die digitale Umsetzung des Produktes, der Anlagen und der Gebäude ab.
- Sie nutzt alle Kommunikationsmöglichkeiten der Informationstechnologie.

1.3.4. Potentiale und Nutzen innerhalb der Prozessplanung durch die Digitale Fabrik

Die Digitale Fabrik basiert auf vier Säulen: Standardisierung, Datenintegration, Workflowmanage- ment und Automatisierung (vergleiche Abbildung 1.8). Bisher wurden viele projekt- oder standorts-

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.8.: Die Säulen der Digitalen Fabrik.

pezifische Lösungen entwickelt. Da dieses Handeln viel Redundanz aufweist, was in der heutigen Zeit nicht kompensierbar ist, versucht man heute eine Standardisierung durchzuführen. Diese beinhaltet so genannte ”Best Practices“, projektubergreifende Standardelemente. Solche Elemente k ¨ ¨ onnen wie Legosteine in die aktuelle Planung einbezogen werden.

Die Datenintegration beinhaltet die redundanzfreie, aktuelle, vollständige und konsistente Datenhaltung. Diese dient allen Unternehmensbereichen, die an der Operationsaktivität beteiligt sind, als gemeinsamer Daten-Backbone.

Da die Datenintegration alleine nicht ausreicht, muss auch ein gemeinsames Workflowmanagement eingeführt werden. Diese Workflows bilden die Basis für die zeitnahe Verteilung der Informationen. Im Idealfall wird der Planer automatisch überÄnderungen am Produkt, oder der Planung benach- richtigt.

Die Automatisierung zielt hierbei auf die Prozessplanung ab. Routineaufgaben lassen sich durch die Digitale Fabrik abarbeiten. Somit kann sich der Planer auf seine eigentlichen Aufgaben konzentrieren. Die Systemintegration ist die Basis der vier Säulen. Ohne eine Systemintegration sind die vier Aspekte der Digitalen Fabrik nicht umsetzbar. Aus diesem Grund nimmt die Integration der bestehenden Systemlandschaft eine Schlüsselposition ein.

Die Digitale Fabrik wird nach ihrer Vollendung folgende Bereiche23 integriert haben, die derzeit noch als Insellösungen bestehen: Prozessplanung, Kalkulation, Fabriklayoutplanung, Fabriksimulation, Er- gonomie, Material- und Prozessdokumentation, Verbindungstechnik, Konstruktion, Fertigungstech- nik, Logistik, Qualitätskontrollen, Zykluszeitprüfungen und Roboterprogrammierung. Um bei der Integration dieser Bereiche eine breite Nutzerakzeptanz und somit eine sinnvolle In- vestition für das Unternehmen zu bieten, sollte die Digitale Fabrik folgende Anforderungen erfüllen [KoW00]:

- Gesteigerte Prozessqualität - Der Validierungsgrad der Prozesse muss gesteigert werden.
- Verbessertes Änderungsmanagement
- Integrierter Workflow - Notwendig um die Datenkonsistenz zu sichern.
- Geschlossene Datenkette - Erfahrungswerte bei Planungen neuer Projekte sollen abrufbar sein.
- Vorhandenes Prozesswissen - Soll vom System unterstützt und gespeichert werden. Dieses soll einheitliche Planungsmethodik für alle Bereiche darstellen.
- Integration von Produktentwicklung und Prozessplanung - Synchronisation von Prozessplanungsaktivitäten über Bereichsgrenzen hinweg.
- Virtuelle Validierung - Validierung geplanter Prozesse auf Kollisionen.
- Top-Down Planung - Diese Vorgehensweisse soll bei der Einführung neuer Projekte durch die Verwendung von Referenzelementen ermöglicht werden.
- ÜberwachungderProjektziele.
- Verknüpfen von Produktinformationen - Eigenschaften der Prozesse, Produkte und Ressourcen sollen abrufbar sein.
- Verteilte Planungsprozesse - Die Verteilung der Prozesse über Standorte hinweg soll unterstützt werden.
- Benutzerverwaltung24 - Hierzu gehören die Verwaltung von Anwenderrechten und deren Rollen.

Auf diese Erfolgsfaktoren und die Philosophie der Digitalen Fabrik, wird bei der Ausgestaltung des Referenzprozesses der Investitionsplanung und beim Design der Softwarearchitektur eingegangen. Hierbei werden die Inhalte der vier Säulen umgesetzt (Kapitel 3).

1.3.5. Systemintegration in der Digitalen Fabrik

Allgemein lässt sich sagen, dass EDM- und EAI-Systeme aus unterschiedlichen Richtungen auf eine allgemeine Daten-, Prozess- und Systemintegration abzielen. Die traditionelle Herkunft dieser Systeme macht sich heute noch stark bemerkbar (siehe Abbildung 1.9).

Um die erarbeiteten Anforderungen zu erfüllen, muss die Digitale Fabrik beide Ansätze der Inte- gration verfolgen und zusammenführen. Nur durch eine vollständige und konsequente Daten- und

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.9.: Einsatzbereiche der Integrationstechnologien.

Systemintegration als Basis, lässt sich eine vollständige und prozessübergreifende Planung und Simulation realisieren. Somit kann auch die Lücke zwischen den CAx und ERP Systemlandschaften geschlossen werden (vergleiche auch Analogie zu IPDM [WWW-ITINT]).

2. Ist-Situation des Investitionsplanungsprozesses

Ziel der Arbeit ist es, ein Konzept für die systemintegrierte Investitionsplanung in der Digitalen Fa- brik zu finden. Aus diesem Grund beschreibt dieses Kapitel die Inhalte der Investitionsplanung. Der analysierte Investitionsplanungsprozess ist typisch für die diskrete Fertigungsindustrie. Die Analy- se basiert hauptsächlich auf dem Investitionsplanungsprozess von AUDI. Der Ist-Prozess wurde im Rahmen dieser Arbeit analysiert und es sind einige Potentiale für Verbesserungen sichtbar gewor- den. Durch ein Business Process Reengineering1 kann der Investitionsprozess umgestaltet und in die Digitale Fabrik überführt werden.

2.1. Allgemeiner Planungsprozess

2.1.1. Projektplanung

Für die Realisierung eines neuen Produktes wird ein Projekt1 erstellt. Ein Projekt in der Fertigungs­industrie startet mit der Produktfindung und läuft weit über den Start of Production2 (SOP) hinaus. Hierbei werden alle Produktphasen aus Kapitel 1.1 durchlaufen. Zusatzlich müssen diverse Prozesse aus Kapitel 1.2 ausgeplant werden. Mit der Planung soll die praktische Umsetzung der Produkther­stellung festgehalten und optimiert werden. Die Verwirklichung umfangreicher Projekte erfordert ein hohes Maß an präziser Planung und Koordination. In einer Vorausschau des Projektablaufs sind Ter­mine festzulegen, Ressourcen verfügbar zu machen und Geldmittel bereitzustellen. Projekte haben folgende Merkmale3:

- Sie sind in der Regel komplex und beinhalten ein hohes Risiko.
- Sie sind zeitlich begrenzt, kosten- und kapazitaütsintensiv.
- Zur Projektdurchfuührung sind mehrere Abteilungen involviert.
- Projekte unterliegen bestimmten Qualitätsanforderungen.
- Sie haben oft eine strategische Bedeutung.

2.1.2. Aufgaben der Investitionsplanung

Fär die erfolgreiche Projektdurchfährung sind Investitionen notwendig. „Investition: Bindung / Fest­legung von Geld auf Zeit in der Unternehmung, oder mit anderen Worten: Aufgabe von Liquidität zugunsten eines zukänftigen, grundsatzlich unsicheren ökonomischen Erfolges.“[Betg00] „Um Inves­titionen fär die Unternehmung gezielt vorzunehmen, mässen diese bereits in der Planungsphase mit den anderen Unternehmensbereichen wie Finanzierung, Produktion oder Absatz abgestimmt werden. Dazu sind die zwischen den Bereichen bestehenden Wechselwirkungen zu analysieren und in die Pla­nung miteinzubeziehen. Mit dieser Aufgabenstellung befasst sich die Investitionsplanung4, die einen Teilbereich der Unternehmensplanung darstellt.“[MeMa95] Die Investitionsplanung im Kontext die­ser Arbeit, befasst sich mit der Ermittlung und Steuerung von Finanzmitteln fär die Beschaffung von Ressourcen. Die Ressourcen stellen z.B. Maschinen und Werkzeuge, aber auch Hallen und Gebaude dar und werden fär die Realisierung eines Projektes benätigt. Je genauer es gelingt, die Planwerte der Ressourcen zu ermitteln, desto wirtschaftlicher und effizienter kann ein Unternehmen operieren, da weniger Puffer im Budget eingeplant werden mässen und somit auch die benotigte Kapitalbindung niedriger ist. Durch diese Einsparungen konnen andere Projekte parallel freigegeben werden. Fär die Projektäberwachung wird das Controlling eingesetzt. Das Controlling handelt ganzheitlich, äber Bereichsgrenzen hinweg. Aus diesem Grund ist eine Abstraktion gegenäber der Einzelplanung der Abteilungsteams notwendig. Die Abteilungsteams befassen sich mit der Detailplanung bis in die un­tersten Ebenen der Produktkomponenten. Zwischen der detaillierten Investitionsplanung der Teams und der groben Planung des Controllings klafft eine große Läcke, welche es derzeit unmäglich macht die beiden Investitionsplanungen zusammenzufähren und gegenäberzustellen. Diese Läcke entsteht durch die fehlende Integration der am Prozess beteiligten Systeme.

2.1.3. Defizite im Investitionsplanungsprozess

Fär diese Arbeit wurde eine Ist-Analyse des Investitionsplanungsprozesses eines deutschen Auto­mobilherstellers durchgefährt. Die erstellte Dokumentation findet sich im Anhang A.2. Aus dieser Analyse sind einige Defizite hervorgegangen.

- Informationsruäckkopplung

„Nach [Mue95] stimmen Angebot und Nachfrage von Information im Unternehmen nicht äbe- rein. Das Angebot an Informationen ist entweder ungenägend oder zu umfangreich.“[Rei98]

Dieses Problem taucht auch im Investitionsplanungsprozess auf. Es besteht kaum eine syste­munterstützende Informationsrückkopplung. Die derzeitige Informationsrückkopplung basiert hauptsüchlich auf dem Organisationsaufbau und den beteiligten Personen. Dadurch hat die Informationsrückkopplung einen intransparenten und informellen Charakter.

- Berichtswesen

Wegen der unzureichenden systemunterstützenden Informationsrückkopplung, ist auch das Be­richtswesen nur unzureichend entwickelt. Hierbei fehlt es an Müglichkeiten die Daten vollstündig zu aggregieren und in den Bericht einfließen zu lassen. Dadurch ist das Berichtswesen unvoll­ständig und somit auch nicht repräsentativ. Für die Erhebung der Daten wird ein erheblicher manueller Aufwand betrieben. So werden diese Daten manuell beschafft und in den Bericht ein­gebracht. Des Weiteren fehlt dem heutigen Berichtswesen die Möglichkeit Änderungen nach­zuvollziehen. Aus diesem ist nicht zu entnehmen, welche Änderungen in der Prozessplanung gerade ablaufen bzw. welche Änderungen bereits abgeschlossen sind.

- Wiederverwendung

Viele Unternehmen planen mehrere Projekte mit ahnlichen Strukturen aus. Bei der Ausplanung kommt es stark auf die Erfahrung des Planers an. Je erfahrener dieser ist, desto genauer ist die Planung. Hierbei kann das Wissen der Planer nicht wiederverwendet werden. D.h. gut und genau umgesetzte Planungen werden nicht archiviert und als Vorlage für zukünftige Projek­te verwendet. Somit muss das Wissen bei der Planung eines neuen Projektes jedes mal neu erarbeitet werden.

- Automatisierung

Die Automatisierung ist ebenfalls noch unzureichend ausgeprägt. Viele Prozessschritte wie die Bestellanforderung, laufen noch manuell bzw. nicht vollstüandig automatisiert ab.

- Daten

Durch die heterogene Systemlandschaft ergibt sich auch eine verteilte Datenbasis für die Pla­nungen. Durch die mangelnde Automatisierung und Kopplung der Systeme, müssen viele Daten manuell beschafft werden (auch Grund für die mangelnde Informationsrückkopplung und Be­richtswesen).

- Aü nderungen

„Die Anderungsprozesse sind in der Umsetzung haufig zu langsam, zu hierarchisch, zu arbeits­teilig. Waührend andere Unternehmensprozesse restrukturiert und optimiert wurden, sind bei der Bearbeitung von Anderungen in den am Prozess beteiligten Stellen noch erhebliche Poten­tiale auszuschopfen. Aber auch das Gegenteil, sogenannte „Schnellschüsse“ sind immer wieder zu beobachten. Ohne Rücksicht auf Organisationen, Dokumentation, Kosten usw. und ohne Ab­stimmung wird geündert.“[LiRe98] So charakterisieren die Autoren das Anderungsmanagement. Diese Charakteristik zeigt sich auch im Investitionsplanungsprozess. Das Anderungswesen im Investitionsplanungsprozess basiert auf der informellen und intransparenten Informationsruück- kopplung durch die involvierten Personen.

Um diese Defizite zu beheben, ist eine System- und Datenintegration unumgänglich. Da die Digitale Fabrik diese bietet, kännen die festgestellten Defizite behoben werden.

2.2. Vorschläge zur Potentialausschopfung

Aus dem Ist-Zustand des Investitionsplanungsprozesses lassen sich einige Verbesserungsvorschläge ableiten. Diese basieren auf den Anforderungen der Digitalen Fabrik (vergleiche Abschnitt 1.3.4). Die Vorschläge werden in den nächsten Kapiteln in den Soll-Zustand des Investitionsplanungsprozesses äberfährt.

- Prozessmuster

In der Architektur und in der Software Entwicklung ist der Einsatz von so genannten Ent­wurfsmuster seit langem eine verwendetete Methodik. Die Entwurfsmuster beschreiben das Läsungsvorgehen bei wiederkehrenden Problemen.5 Durch deren Verwendung wird eine qua­litativ hochwertige Läsung des Problems erreicht, „ohne das Rad ständig neu zu erfinden“ (vergleiche auch [Gamm95]).

Der Planer soll ebenfalls die Moäglichkeit bekommen, bewaährte Umsetzungsmuster als Pla- nungsmuster6 zu nutzen. Zum Beispiel sollte es bei der Einplanung der Produktion einer Au­totür mäglich sein, auf bereits bewährte Umsetzungsmuster zuräckzugreifen (dies fordert auch [Grun00]). Wenn sich ein bestimmtes Planungsvorgehen (Prozessfolgen und Ressourceneinsatz) als vorteilhaft erwiesen hat, soll dieses zu einem Planungsmuster abgespeichert werden. Das Muster enthält dann Informationen äber die involvierten Produkte, Prozesse, Ressourcen und Prämissen und kann somit fär die Zukunft genutzt werden (fordert auch [Scho99]).

- Automatisierung

Durch die Integration der beteiligten Prozessplanungs- und ERP-Systeme sowie aller sonsti­gen, beteiligten Systeme soll ein hoäherer Automatisierungsgrad erreicht werden. Damit koännen automatisierte und systemäbergreifende Prozesse realisiert werden. Der Planer soll z.B. die Mäglichkeit haben, einen Bestellanforderungsprozess direkt auszuläsen. Somit ist die Interak­tion äber Telefon, Mail und Papier mit der Einkaufsabteilung nicht mehr notwendig.

- Transparenz

Der Planungsfortschritt soll durch die Projektleitung äberwacht werden. Fär diesen Zweck muss der Prozess transparent sein. Durch die Transparenz wird eine stäarkere Kontrolle er­reicht, wodurch sich eventuelle Kollisionen mit anderen Prozessen erkennen lassen. Die Trans­parenz wird durch Planungs-Versionierung, automatischer Datensynchronisation zwischen den

Systemen und dem Berichtswesen erreicht. Damit wird die Forderung nach Überwachung der Projektziele aus Kapitel 1.3.4 erfüllt.

- Integrierte Datenstruktur

Der Prozess benötigt eine integrierte Datenstruktur der Produkt-, Prozess- und Ressourcenda­ten. Nur so lassen sich müglichst viele Systeme und Abteilungen mit relevanten und homogenen Daten beliefern. Durch diese Datenstruktur lassen sich Relationen zwischen Produkten, Pro­zessen und Ressourcen darstellen. Zum Beispiel wird daraus ersichtlich, welche Ressource und welcher Prozess zum Bau einer Produktkomponente notwendig sind. Da die Datenstruktur auch die Attribute (Zeiten, Kosten) enthült, sind solche Informationen ebenfalls abrufbar. Somit wird die Forderung nach Verknüpfung von Produktinformationen aus Kapitel 1.3.4 erfüllt.

- Zentrales Berichtswesen

Durch die Verwendung der integrierten Datenstruktur kann ein zentrales Berichtswesen instal­liert werden. Somit ist es einer zentralen Organisationsinstanz moglich, konsistente Berichte ohne manuellen Aufwand zu erstellen. Die Planungsabteilungen küonnen sich verstüarkt auf ihre operativen Tatigkeiten konzentrieren. Das zentrale Berichtswesen kann zudem automatisiert werden. Das Berichtswesen erfüllt die Forderung nach Überwachung der Projektziele aus Ka­pitel 1.3.4.

- Aü nderungswesen

Für den Investitionsplanungsprozess sollte systemunterstützend ein Änderungsprozess mit ein­gebunden werden. Somit lässt sich die bereichsübergreifende Transparenz der aktuellen und historischen Änderungen gewahrleisten. Durch den systemunterstützenden Anderungsprozess wird die Forderung nach einem verbessertem Anderungsmanagement aus Kapitel 1.3.4 erfüllt.

3. Vorschlag einer integrierten Investitionsplanung innerhalb der Prozessplanung

„Die moderne Fabrik unterliegt heute vielschichtigen Einflüssen und ständig steigenden Marktanfor­derungen. Damit werden die Aufgabenfelder im Unternehmen komplexer und die bisherigen funk­tionellen Arbeitsbereiche, wie z.B. Konstruktion, Planung, Organisation, Fertigung und Logistik, erhalten einen immer stärkeren produkt- und prozessorientierten Charakter. Das erfordert andere Denkweisen bei der Modellierung, Simulation und Optimierung von Geschaftsprozessen.“[Krug01] In diesem Kapitel wird das Thema der Investitionsplanung aus der Prozessebene betrachtet. Für die Pro­zessoptimierung und das Re-Design gab es bereits einige Vorschläge. Es galt diese zu konkretisieren und auszuarbeiten. Hierbei sind weitere Probleme aufgetaucht, für die in diesem Kapitel Lüsungs- vorschläge erarbeitet werden. Einige der Probleme sind zum Beispiel, wie ein Prozess eindeutig und zeitlich übergreifend identifiziert werden soll, wie die fehlenden und abgeschlossenen Planungsände­rungen eines Prozesses gehandhabt werden sollen und wie es möglich sein soll Änderungen eines Prozesses zu bewerten. Aus dem Sollprozess ergeben sich die Anforderungen an die beteiligten Sys­teme.

Der konzipierte Sollprozess soll mit der Zeit in die Digitale Fabrik überführt werden. Daher wird dieser im Ganzen zusammenhangend beschrieben. Einige Prozessteile und Aspekte werden in den folgen­den Kapiteln herausgegriffen und auf Umsetzbarkeit durch die Systeme und die Integrationslosung geprüft. Konzepte für Archivierung, Versionierung und Planungsmuster werden in dieser Arbeit nur grob beschrieben und sollten in weiteren Arbeiten detaillierter ausgearbeitet werden.

3.1. Elemente im Sollprozess

Für die erfolgreiche Umsetzung des Sollprozesses, werden einige neue Elemente bzw. Aspekte ein­gebracht werden. Diese beinhalten die Versionierung der Prozessplanung, um einen zeitlichen und vollstandigen „Snapshot“ des Planungsstandes darzustellen, die Einführung von Anderungshierarchi- en, um komplexe Anderungsverfahren zu bewältigen, den Vorschlag einer Anderungsklassifizierung, um Anderungen zu bewerten und auch eine übergreifend gültige integrierte Planungsstruktur.

3.1.1. Planungsstruktur als Bezugsgröße

Die in einer Planung involvierten Elemente Produkt, Prozess und Ressource, müssen in einen Kontext zueinander gebracht werden. Dieser erlaubt es, die Relationen zwischen den Elementen eindeutig und vollstündig zu bestimmen. Aus diesem Grund gibt es die Idee einer integrierten Planungsstruktur. Diese Idee wird hier aufgenommen und konkretisiert, indem mügliche Verwendungsszenarien für die Planungsstruktur erarbeitet werden.

Die Planungsstruktur wird in der Plattform für die Datenintegration und den Datenaustausch zwi­schen den Systemen verwendet. Durch diese Planungsstruktur lüsst sich eine logische Datenintegra­tion realisieren, ohne die Datenbasen der Systeme zu verändern. Zusützlich können über die Daten­struktur alle integrierten Systeme mit Daten versorgt werden.

3.1.1.1. Sammel- und Referenzelemente

Als abstraktes Objekt in der Planungsstruktur existiert das Sammelelement, das eine Aggregation al­ler Referenzelemente der gleichen Art darstellt. Die Sammelelemente schaffen globale Komponenten durch welche sich Fragen wie z.B. was die Fertigung einer „Türe vorne links“ kostet, beantwor­ten lassen. Ein Referenzelement wird einer SE-Gruppe7 zugeordnet. (Abbildung 3.1). So gibt es für

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3.1.: Beispiel einer integrierten Planungsstruktur.

das Sammelelement „Tür vorne links“ in der Karosserie das Referenzelement „Türverkleidung“ und im Presswerk existieren die Referenzelemente „Blech außen“, „Blech innen“, „Verstärkung Fenster­schacht“ und „Verstarkung Scharniertrüger“. Im Presswerk macht es Sinn, weil die Herstellung vom

Blech außen eine abgeschlossene Handlung darstellt und allein diese schon in Form von Maschinen und Werkzeugen ein hohes Investitionsaufkommen abverlangt. Jedes Referenzelement integriert zusatzlich die drei Strukturen der Produkte, Prozesse und Ressourcen. Diese referenzieren sich untereinander und stellen somit Abhängigkeiten dar. Die drei Strukturen werden in den Prozessplanungssystemen verwaltet. Um eine Verbindung zwischen den Referenzelementen und den drei Strukturen herzustel­len, stellen die Referenzelemente in den Prozessplanungssystemen die oberste Hierarchiestufe dar (vergleiche Abbildung 3.2). Erst durch die Extraktion (Kapitel 3.1.1.4) der Referenzelemente aus den

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3.2.: Zusammenhang zwischen Systemen und Referenzelementen.

Prozessplanungssystemen, werden die Informationen äber die Produkte, Prozesse und Ressourcen fär andere Systeme sichtbar. Somit wird die Forderung nach der Verknäpfung von Produktinformatio­nen, aus Kapitel 1.3.4, erfällt. Diese Planungsstruktur ist ein zentraler Aspekt der Investitionsplanung und verbindlich fär alle am Prozess beteiligten Personen und Systeme.

?.1.1.2. Ausprägungen

Im Laufe der Ausarbeitung der Planungsstruktur wurde ersichtlich, dass nicht alle Referenzelemente gleich behandelt werden kännen. So sollen auch Fragen beantwortet werden können, wie „Was kostet mich die Elektrik im Produkt XY?“. Die Elektrik wird in viele Komponenten eingearbeitet und ist so­mit nicht nur einem einzigen Referenzelement zugeordnet. Damit ware die Frage nach den Kosten der Elektrik nicht zu beantworten. Aus diesem Grund wird zwischen zwei Arten von Referenzelementen unterschieden.

?.1.1.2.1. Eindeutige Referenzelemente Eindeutige Referenzelemente sind explizit einem SE-Team zugeordnet z.B. Motor oder Karosserie. Durch die Integration der Produkt-, Prozess- und Ressour­censtrukturen in die Planungsstruktur, ergibt sich fär die Planung durch das SE-Team ein ganzheit­liches Bild. Die Planung bekommt durch diese Struktur alle benätigten Daten. Abbildung 3.3 zeigt ein Beispiel einer solchen ganzheitlichen Planungsstruktur. Dem Referenzelement ist ein Teilprozess zugeordnet, welcher die Prozessschritte und Aktivitaten aggregiert. An den Aktivitäten ist der Ein­satz von Ressourcen ersichtlich.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3.3.: Integrierte Planungsstruktur eines Eindeutigen Referenzelementes.

Die Struktur der eindeutigen Referenzelemente kommt innerhalb der Plattform für die Dateninte­gration zum Einsatz (Kapitel 7.3.1).

?.1.1.2.2. Allgemeine Referenzelemente Neben den eindeutigen Referenzelementen existieren auch allgemeine Referenzelemente. Die allgemeinen Referenzelemente lassen sich keinem SE-Team direkt zuordnen, da diese in mehreren eindeutigen Referenzelementen enthalten sind. Zu diesen zahlt zum Beispiel die Elektrik. Um diese Komponenten ebenfalls in einen berechenbaren und vergleichbaren Kontext zu bringen, wird die eindeutige integrierte Planungsstruktur erweitert. Referenzelemente mit dem Status „allgemein“ referenzieren nicht direkt auf einen Referenzprozess, sondern auf alle eindeutigen Referenzelemente, welche die Elektrik verwenden. Abbildung 3.4 veranschaulicht diese Abfolge. Durch die Aggregation aller eindeutigen Referenzelemente wird die Elektrik in diesem auch vollstündig erfasst.

Weiterhin würe es denkbar, eine zusatzliche Referenzierung auf die Operation der eindeutigen Re­ferenzelementen (in der die Verarbeitung der Elektrik geschieht) einzuführen. So sind dann auch alle explizit an der Operation beteiligten Ressourcen greifbar. Somit ist es müglich die Frage nach den Gesamtkosten allgemeiner Referenzelemente zu beantworten. Die allgemeinen Referenzelemente haben, im Gegensatz zu den eindeutigen Referenzelementen, keinen Berechnungscharakter8. Wenn diese ebenfalls einen Berechnungscharakter hütten, so würde sich die Summe des Projektes auf über 100% belaufen, da die Elektrik bereits in den eindeutigen Referenzelementen enthalten ist. Aus die­sem Grund dürfen die allgemeinen Referenzelemente nur einen informativen bzw. dokumentierenden Charakter haben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3.4.: Integrierte Planungsstruktur eines allgemeinen Referenzelementes.

?.1.1.?. Verwendung als Planungsmuster

Zusätzlich hat die Planungsstruktur den Charakter eines Planungsmusters. Das Planungsmuster enthält die bisher erfolgreichsten Realisierungen einer Planung, inklusive der beteiligten Produk­te, durchgefährten Prozesse und der verwendeten Ressourcen. Das Umsetzungsmuster ist als eine Art „Best Practices“ Losung zu sehen9 (Forderung aus 1.3.4). Die Definition eines neuen Musters wird unternehmensweit getroffen. Der Planer kann beim Anlegen eines neuen Projektes auf die Pla­nungsmuster zuräckgreifen und diese in seiner Planung verwenden. Mit dem Einbau von Referenz­elementen und den vorgegebenen Projektpramissen werden dem Planer Vorgaben fär die Planung gemacht. Durch Ausplanung und Modifikation des Musters nach seinen Bedärfnissen, wird die Pla­nung konkretisiert. So kann ein neues Planungsmuster entstehen. Weiter ware es denkbar, dass die Planungsmuster in verschiedenen Auspragungen definiert werden. Also „Tär vorne links“ fär die Einzel- oder Massenfertigung.

?.1.1.4. Verwendung als Datenaustauschobjekt

Die Planungsstruktur soll auch als Value Object10 zwischen den integrierten Systemen fungieren (siehe Abbildung 3.5). Kommt eine Anfrage an die Plattform der Digitalen Fabrik, z.B. wie lange die Pro­duktion einer Komponente dauert und was sie kostet, so aggregiert die Plattform die Werte aus allen beteiligten Referenzelementen des entsprechenden Sammelelementes. Hierfür holt sich die Plattform die einzelnen Referenzelemente aus den Prozessplanungswerkzeugen, inklusive der dort abgespeicher­ten Daten über die Produkte, Prozesse und Ressourcen. Zudem wird im ERP System nach einigen Zusatzinformationen für die Elemente gesucht, wie zum Beispiel den Einkaufspreis der Ressourcen. Die Plattform führt diese Daten zusammen und stellt diese den Anwendern zur Verfügung. In die

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3.5.: Planungsstruktur als „Value Object“.

umgekehrte Richtung verhaült sich der Ablauf analog. Wenn der Anwender einige Werte der Refe­renzelemente verändert, werden diese in den Prozessplanungssystemen gespeichert. Hierfür ist die Information notwendig, welches Referenzelement in welchem Prozessplanungssystem abgelegt wird. Diese steht in der internen Datenbank der Digitalen Fabrik zur Verfügung.

Die Planungsstruktur wird als Datenaustauschobjekt in der Plattform für das Berichtswesen verwen­det. Für das Berichtswesen, werden die Daten für die Ressourcen aus dem Delmia und SAP System bezogen und als XML Datei an die (Web)Applikation übergeben. Somit wird die Planungsstruktur im XML Format serialisiert transferiert.

3.1.2. Planungsversionierung

Die Versionierung stellt in der Softwareindustrie einen wesentlichen Aspekt dar. Die Versionierung macht es möglich, komplexe Softwareprojekte ganzheitlich zu erfassen und zu verwalten. Gleichzeitig wird der Entwicklungsfortschritt dokumentiert und archiviert. So lasst sich jederzeit ein Software­entwicklungsstand analysieren bzw. wiederherstellen.

In der heutigen Prozessplanung ist die Versionierung nicht verbreitet. Die Prozessplanung arbeitet meist nur mit einem Planungsstand. Aus diesem Grund wird die Einführung des Versionsmanage­ments für die Prozessplanung vorgeschlagen.

Die Versionierung verlüuft auf zwei Ebenen. Jeder vom Planer freigegebene Planungsstand eines Re­ferenzelementes, wird in der Plattform der Digitalen Fabrik versioniert und archiviert. Somit wird die zeitliche Verfolgung für jeden Planungsfortschrittes möglich. Zusatzlich dokumentiert der Planer seine Änderungen zur letzten Version. Damit dient die Digitale Fabrik auch als Versionssystem für Prozessplanungen.

[...]


1 Glossar zur Vorlesung Wirtschaftsinformatik WS01/02 Arbeitsgruppe Digitale Medien; Universität Bremen.

2 ”Simultanes Engineering ist die prozessorientierte, funktionsubergreifende Abwicklung paralleler Planungsaktivit ¨ ¨ aten hinsichtlich Produkt- und Produktionsmittel mit dem Ziel, die Zeit von der Produktidee bis zum Markteintritt ( ”time to market“) zu reduzieren“ Prof. Dr. Peter Milling, Universität Mannheim, [WWW-PS]

3 Unter Fertigung ist die Aktivität ”Operationen“zuverstehen.

4 Ein Prozess (Geschäftsprozess) ist eine Kette zusammenhängender Aktivitäten (bzw. Teilaktivitäten Anmerkung des Verfassers) zur Erstellung eines Produktes oder einer Dienstleistung. Ref. Glossar zur Vorlesung Wirtschaftsinformatik WS01/02 Arbeitsgruppe Digitale Medien; Universität Bremen.

5 Abgeleitet aus dem Lateinischen procedure; ”ProduktesindalleGüter,dieproduziertwerden.Sieentstehenbei jedem ökonomischen Produktionsprozess innerhalb Betriebes als final angestrebte Ausbringungsgröße.“ [SpKr97] zitiert nach [Chmi68]

6 Hierzu zählen zum Beispiel die Automobil- und Luftfahrtindustrie.

7 zitiert nach Spur, Krause

8 Zeit von der Produktidee bis zum Markteintritt

9 Unter Integration ist die Wiederherstellung des Ganzen zu verstehen.

10 vergleiche Digital Engineer Magazin; 5/02 S. 23

11 A connector is an abstract mechanism that mediates, communication, coordination, or cooperation among com- ponents. [Fiel00]

12 A wrapper converts the interface of a class into another interface clients expect. Wrappers let classes work together that couldn’t otherwise because of incompatible interfaces.[Gamm95]

13 vergleiche [WWW-DPA]

14 A broker is an intermediary component capable of integrating loosely coupled applications. [Apte02]

15 ”Bernstein defines middleware as a distributed system service that includes standard programming interfaces and protocols. These services are called middleware because they act as a layer above the OS and networking software and below industry-specific applications.“[Fiel00] zitiert nach [Bern96]

16 vergleiche Das EAI Buch; Richard Nußdorfer; CSA Consulting GmbH

17 PDM bedeutet hierbei Product Date Management und wird hierbei einem EDM System gleichgestellt.

18 Management Märkte Technologien - Automobil Produktion (www.automagazin.de) - April 2/2002

19 Unter der Prozessplanung versteht man die ganzheitliche Planung der Prozesse, der involvierten Ressourcen und der bearbeitenden Produkte

20 Welcher in den Prozessplanungssystemen ausgeplant wird

21 "Simulation ist die Nachahmung von Abl¨ aufen in wirklichen oder gedachten Systemen mit Hilfe von rechtfertigenden Simulationsergebnisse.“ VDI 3633

22 Derzeit ist oftmals eine Nachbesserung der ersten Serie notwendig. (vergleiche auch [Wom94])

23 Diese Bereiche sind an der Ausplanung und Realisierung der Prozesse (Abbildung 1.3) beteiligt.

24 Forderung auch vom [Scho99]

[1] Ein Projekt ist ein einmaliger Vorgang mit Zielvorgabe, mit Abgrenzung zu anderen Prozessen und Mittelbegrenzung hinsichtlich: Zeit, Finanzen und Personal. [WWW-PROJ]

[2] Auch als Kammlinie bekannt.

[3] Schulungsunterlagen SAP R/3 - Projektmanagement

[4] Planung allgemein: den vorausbedachten Betriebsprozess gegen Unordnung abzuschirmen und ihn möglichst von

Zufälligkeiten und Unzulänglichkeiten freizuhalten. [BetgQQ] zitiert nach Gutenberg, E: Die Produktion.

[5] The elements of this language are entities called patterns. Each pattern describes a problem which occurs over and over again in our environment, and then describes the core of the solution to that problem, in such a way that you can use this solution a million times over, without ever doing it the same way twice.[Alex77]

[6] „Patterns can exists at all scales“ Christopher Alexander. Erfüllung der Forderung nach Wiederverwendung des vorhandenen Prozesswissen aus Kapitel 1.3.4

[7] Simultane Engineering Gruppe. Diese Gruppe enthalt Vertreter unterschiedlicher Bereiche, welche für die Ausplanung einer Komponente verantwortlich sind. Vergleiche auch A.1.0.4

[8] Wichtig für das Berichtswesen.

[9] Bei der Einführung der Digitalen Fabrik bei Daimler Chrysler wurden entsprechende „Standardmodule“ eingeführt, die die gleiche Aufgabe haben.

[10] Das Value Object wird zwischen Schnittstellen als Übertragungsobjekt verwendet. Es enthält alle relevanten Daten zu einer Entitat. Vergleiche auch [Bien02] - bzw. Analogie zum Data Transfer Object aus [Mari02]

Ende der Leseprobe aus 184 Seiten

Details

Titel
Systemintegrierte Investitionsplanung in der Digitalen Fabrik mit SAP, Delmia und J2EE
Hochschule
Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg
Note
1,0
Autor
Jahr
2003
Seiten
184
Katalognummer
V83083
ISBN (eBook)
9783638059015
ISBN (Buch)
9783638949804
Dateigröße
12314 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Auszeichnung für herausragende Studienleistungen für diese Arbeit erhalten.
Schlagworte
Systemintegrierte, Investitionsplanung, Digitalen, Fabrik, Delmia, J2EE
Arbeit zitieren
Juraj Dollinger-Lenharcik (Autor), 2003, Systemintegrierte Investitionsplanung in der Digitalen Fabrik mit SAP, Delmia und J2EE, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/83083

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