IDV Anwendung im Produktionssektor

IDV Anwendung im Produktionssektor

V. Sektor Produktion

In dem Produktionsbereich sollen betriebswirtschaftliche- ,technische- und physische Datenverarbeitung integriert werden. Man bezeichnet dieses Vorhaben als Computer Integrated Manufacturing ( CIM ).

Auf der betriebswirtschaftlichen Seite haben wir die Produktions-planung und Produktionssteuerung ( PPS ), welches folgende Anwendungen der Informatik beinhaltet: ( siehe Folie ,,CIM-Konzept" ) Primärbedarfsplanung, Materialbedarfsplanung, Durchlauf-terminierung

Kapazitätsausgleich,Verfügbarkeitsprüfung, Auftragsfreigabe und Werkstatsteuerung. Auf der anderen Seite haben wir den Entwurf, die physische Fertigung und die Qualitätskontrolle des Produktes. Dieser Produktionsentwicklungsprozeß beinhaltet die sogenannten C -Techniken, das sind Computer Aided Engineering ( CAE ), Computer Aided Design ( CAD ) und Computer Aided Planing ( CAP ).

Im Kreuzpunkt ( Fertigung ) sind die beiden Datenverarbeitungen so vermischt, dass eine Trennung nicht mehr möglich ist. Dieses Konzept bezeichnet man als Computer Aided Manufacturing ( CAM ).

1. Primärbedarfsplanung / MRP II

Bei der sogenannten Manufacturing Resource Planing geht es darum die Fertigungskapazitäten mit den gewünschten Absätzen- bzw. Produktionsmengen grob zu vergleichen, um fest zu stellen, ob die Betriebsaufträge realisierbar sind oder auch nicht.

Hauptsächlich geht es nur darum, von vorn herein, abzuschätzen, ob ein Betriebsauftrag durchgeführt werden kann.

2. Materialbedarfsplanung / MRP I

Bei dieser Methode werden die Betriebsaufträge mit ihren Endproduktbedarfen, mit Hilfe von Stücklisten in ihre Bestandteile zerlegt, um festzustellen wie viel Mengen an Bauteilen man benötigt.

An hand der Stücklisten kann man dann sehen, aus welchen ,,unter- Geordneten ,, Teilen ein Produkt besteht. Zum Beispiel würde das Anwendungssystem ( AS ) bei einem PKW feststellen, dass es vier Räder benötigt. Die Baugruppe ,,Rad" würde es dann wieder in je eine Felge und vier Schrauben zerlegen ( siehe Folie ,, Stücklisten-auflösung ,, ).

So werden zunächst die Bruttobedarfe der Baugruppen und Einzelteile errechnet. Stellt man diese ins Verhältnis zu den Vorräten, so erhält man die tatsächlichen, also die Nettobedarfe.

Das AS prüft auch, ob sich durch ansammeln von Bedarfen für die Zukunft kostengünstige Produktionsvarianten ergeben. Zum Beispiel In der Papierbranche, wird an dieser Stelle mit komplizierten mathematischen Verfahren ermittelt, wie Teile ( z.B. Papierbahnen )

Aus größeren Rohstoffeinheiten ( z.B. Papiermutterrollen ) heraus-geschnitten werden , so dass der Abfall minimiert wird und die Kosten gesenkt werden.

3. Durchlaufterminierung

Die Durchlaufterminierung muß die Starttermine der einzelnen Arbeitsgänge festlegen, damit z.B. untergeordnete Bauteile, die wir in der Stücklistenauflösung ermittelt haben, früher bereitstehen als deren übergeordnete z.B. wir können kein Rad montieren ohne vier Schrauben, mit denen wir es befestigen müssen. Eine Methode mit der wir denn Starttermin ermitteln können, ist die Rückwärtsterminierung ( siehe Folie ,,Rückwärtsterminierung" ). Bei dieser Verfahren wird der Betriebsauftrag mit dessen Arbeitsgängen in Richtung Gegenwart errechnet, um den genauen Starttermin für die einzelnen Betriebsaufträge zu ermitteln.

Dies bedeutet, dass wir den Betriebsauftrag splitten, er wird in viele kleinere Betriebsaufträge eingeteilt z.B. eine Abteilung fertigt nur die Felge an, die anderen wiederum die Karoserie usw.. Nun errechnet das AS die genauen Startermine für die einzelnen Bauteile, in dem es aus Erfahrungswerten die einzelnen Zeiten für die verschiedenen Arbeitsgänge ermittelt. Nun weiß das AS die Gesamtzeit, um die Menge des Produkts herzustellen, somit kann es nun mit gegebenem Ablieferungstermin, der in naher Zukunft liegt, den Beginn der Fertigung ermitteln. Ein Vorteile dieser Methode ist, dass wenn das AS feststellt, dass ein Arbeitsgang schon vor einigen Tagen oder Wochen hätte beginnen müssen, es versuchen wird die Arbeitszeiten verschiedener Aufträge zu kürzen, indem es z.B. Arbeitsgänge die noch nicht angelaufen sind, auf andere Betriebsaufträge abzuwälzen, wenn dies in technischer Hinsicht möglich ist.

Bei der Rückwärtsterminierung wird mit der Prämisse gearbeitet, dass die Kapazität unendlich ist, das heißt Wartezeiten, die durch Kapazitätsengpässe entstehen würden, nicht berücksichtigt werden.

4. Kapazitätsausgleich

Da bei der Durchlaufterminierung keine Rücksicht auf Kapazitäten genommen wird, kann es vorkommen, dass in einzelnen Perioden Arbeitsplätze nicht mit optimalen Kapazitäten arbeiten. Entweder wird die Kapazitätsschranke weit überschritten oder man erreicht sie nicht ( siehe Folie ,, Kapazitätsausgleich ,, )

Hier wird das AS tätig, es zeigt lediglich die Kapazitäten an und informiert den Fertigungsplaner. Dieser entscheidet dann weiter, ob nun die Kapazitäten ausgeglichen werden oder ob dies nicht möglich ist. Das AS zeigt ihn auch an welchen Produktionsund Kunden-Aufträgen in einer bestimmten Periode zur Last fallen.

5. Verfügbarkeitsprüfung

Die Verfügbarkeitsprüfung hat die Aufgabe, solche Produktionsaufträge auszusortieren für die irgendwelche Ressourcen

Fehlen z.B. : - Maschine zwecks Wartung stillgelegt

- Rohstoffe wurden nicht geliefert

- Steuerungsprogramm wurde noch nicht geschrieben

- nötige Personal fehlt ( Urlaub )

6. Auftragsfreigabe

Das AS wählt eine Teilmenge aus Aufträgen aus, die die Verfügbarkeitsprüfung bestanden haben, beispielsweise alle Betriebsaufträge, die gemäß Durchlaufterminierung in der Zeitspanne

,, Freigabe + 10 Arbeitstage ,, beginnen müssen.

7. Werkstattsteuerung

Das Ziel der Werkstattsteuerung ist es eine sinnvolle Bearbeitungs- Reihenfolge der Aufträge an einem Arbeitsplatz zu finden. Dabei können verschiedene Ziele verfolgt werden z.B. : maximale Kapazitäts-auslastung, minimale Durchlaufzeit, minimale Umrüstkosten, maximale Terminsicherheit, Einfachheit der Steuerungsverfahren.

Da die Zielsetzung in einzelnen Branchen stark schwanken, ergeben sich zumeist sehr komplexe Steuerungsaufgaben. In letzten Jahren ist man jedoch dazu gekommen, die Werksattsteuerung nicht so stark zu automatisieren, aufgrund der Vielfältigkeit der Prioritätsauslegungen.

Man ist dazu übergegangen, dass mit geeigneten Benutzeroberflächen Dem Leitpersonal die Aktuelle Fertigungssituation ( Kapazitätsaus- Lastung, unbeschäftigte Maschinen, verspätete Aufträge, nicht verfügbare Ressourcen ) angezeigt werden. Das AS unterbreitet dann Vorschläge ( z.B. solche, die unter Verwendung von Prioritätsregeln errechnet wurden ), zeigt Handlungsalternativen auf oder ermöglicht dem Leitpersonal Situationen zu simulieren, um Effekte abzuschätzen.

Die Werkstattsteuerung gibt auch die für die Produktion notwendigen Dokumente, wie Laufkarten, Lohnscheine, Materialbelege, Qualitäts- scheie u.a., aus.

8. Computergestützte Produktion / CAM

Bei der AS im Sektor CAM ( Computer Aided Manufacturing ) geht es hauptsächlich, um die physische Produktion, aber auch um Systeme, die das Transportiere, Prüfen, Lagern und Verpacken automatisieren helfen.

Bei dieser Methode werden numerisch gesteuerte Maschinen ( CNC-, DNC Maschinen ) gesteuert. Sie können auch dazu verwendet werden Roboter ( RC = Robot Control ), Fertigungszellen und Prozesse ( z.B. In der Chemischen Industrie ) zu überwachen und zu lenken. Die erwähnten CNC - Werkzeugmaschinen haben vor einigen Jahren die Fertigungstechnik revolutioniert, indem sie eine fast menschenlose Fertigung ermöglichten. Dabei werden lediglich die Daten für Werkzeugwahl, Verfahrensbewegung von Werkzeugen und Werkstück usw. in den Rechner eingegeben und dann werden diese von einem Steuerungsprogramm abgearbeitet ( siehe Folie ,, Palettenhubtisch ,, ).

Hieraus ergibt sich eine wirtschaftliche Fertigung mit stets gleich- bleibender Qualität.

Die industrielle Fertigung mit Hilfe von CAM ist durch zwei Merkmale gekennzeichnet :

a ) Das CAM - System rüstet automatisch Maschinen mit Werkzeugen, erfasst deren Stillstands- und Bearbeitungszeiten, erkennt verbrauchte oder defekte Werkzeuge und wechselt diese aus.

Außerdem entnimmt es Rohstoffe aus dem Lager und führt diese entsprechend den Produktionsplänen den Maschinen, in günstiger Reihenfolge, zu.

Mit Hilfe von CAM wird auch der Fertigungsprozess gesteuert z.B. das setzen eines Schweißpunktes durch einen Roboter oder die Drehgeschwindigkeit eines Bohrers usw..

Weiterhin werden ,, fahrerlose Transportsysteme ,, ( FTs ) dirigiert, das Fertigungserzeugnis verpackt und für den Versand bereitgestellt.

Die Kontrolle obliegt einem Leitrechner bzw. einem Produktions-leitsystem, das aus mehreren Rechnern bestehen kann. Dieses Leitsystem ist nicht vergleichbar mit einem Leitstand eines PPS - Systems. Man tendiert bei diesem System zur einer ,, menschenarmen Fabrik ,,, in der die Menschen lediglich kontrollierende Tätigkeiten ausüben.

b ) In dem CAM Komplex konstruiert man sehr oft mehrstufige Hierarchien. Wichtig dabei ist die Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Ebenen z.B. Zentraleben und Anwendungsebene oder Anwendungsebene und Arbeitsplatz.

9. Qualitätskontrolle / CAQ

Bei der Qualitätssicherung, auch Computer Aided Quality Assurence genannt, geht es darum den Qualitätsstandart beizubehalten. Es umfasst Zum Einen die Produktion, die Güterprüfung im Wareneingang zum Anderen die Wartung und Reparatur der ausgelieferten Geräte und Maschinen beim Kunden. Dabei veranlasst das AS individuelle Prüfungen z.B. elektrische Messung, Oberflächenprüfung, physikalische-chemische oder biologisc-mikrobiologische Untersuchungen. Wenn das AS nicht in der Lage ist die Gesamte Ware, aufgrund der Menge, zu prüfen, wird es eine Stichprobe entnehmen und das Ergebnis auf die Grundgesamtheit schließen.

Die Ergebnisse werden vom AS zusammengestellt und an das Leitpersonal weitergegeben.

10. Betriebsdatenerfassung

Bei der Betriebsdatenerfassung ( BDE ) geht es darum möglichst viele Daten zu erfassen ( z.B. Zeit-, Menge-, Lohn-, Materialentnahme-, Qualitätsdaten ). Sie werden automatisch erfasst z.B. durch Fertigungsaggregate, Transportgeräte oder Prüfautomaten ( Maschinen-datenerfassung = MDE ) oder unmittelbar einem Prozeß ( Prozess-datenerfassung = PDE ).

Außerdem ist es wichtig diese Daten auf ihre Richtigkeit / Plausibilität zu prüfen, um Irrtümer und Folgefehler zu verhindern.

11. Produktionsfortschrittskontrolle

Das AS nutzt die Daten der Betriebsdatenerfassung, um den Fertigungsfortschritt zu erkennen. Drohen Terminversäumnisse, so gibt es Mahnungen aus.