Ausgabe Februar 2001


Computergestützte Organisation

1. Einführung

1.1. Ein offenes Wort zum Thema CIM
CIM steht für COMPUTER INTEGRATED MANUFACTORING, was soviel wie "Fertigung unter Computereinsatz" bedeutet. Der EDV-Markt ist ein Massenmarkt geworden und jeder hat wohl schon irgendwie Berührung mit diesem Metier gehabt. Das Angebot in dieser Branche ist unübersehbar. Dabei konkurrieren "PC-Systeme" mit "hostbasierenden L ösungen", einzeln oder in Kombination, wobei die Leistungsdaten des Systems, der Preis und der Name eines Herstellers als Entscheidungskriterium herangezogen werden. Die Argumentation der Anbieter unterliegt meist kurzlebigen Marketingstrategien und nicht alles was mit Hilfe von Software organisiert und verwaltet wird erfüllt die Kriterien von CIM. Zu schnell und zu billig gekauft, hat schon manchem viel Geld gekostet. Die Zeiten, in denen jede Neuerung auf dem Computergebiet als Fortschritt gewertet werden darf, sind vorbei. Gerade in Zeiten verschärften Wettbewerbs müssen die Konzepte langfristigen Strategien genügen, will man am Ende nicht alles verlieren. Dabei genügt es nicht, wenn ein paar High-Tech-Phrasen in die Runde geworfen werden, denn nur allzu oft entpuppen sich diese als falsche Versprechungen.

1.2. Konzepte auf dem Prüfstand
SEPA versteht sich als Systemintegrator unterschiedlicher Hard- und Software. Wir bemühen uns seit vielen Jahren die elektronischen Werkzeuge für die Industrie auf einen einheitlichen Stand zu bringen. Diese Tätigkeit hat uns im Laufe der Jahre praktisch mit allem zusammengebracht was auf diesem Gebiet angeboten wird. Wir unterhalten Kontakte zu allen Maschinenbauern, den Zulieferern von Steuerungen und Computern, halten Kontakt mit den Hochschulen und den Verbänden und informieren uns über die Vorhaben der Farbenfabriken. Wir sprechen aber auch mit Außenseitern der Branche. Da wir uns ausschließlich unserer Klientel verpflichtet fühlen, machen wir auch kein Hehl daraus, das auszusprechen, was wir als gut und zukunftsweisend ansehen. Dabei gilt es - soweit vorhanden - Standards einzusetzen. Vor allem aber, muß man auch neue Visionen erarbeiten, wenn die bekannten Lösungen unzureichend sind. Nicht permanente Änderung, sondern stetige Verbesserung ist der Weg des Fortschritts.

1.3. Die Zukunft gehört den offenen Systemen
Wir sind überzeugt, daß nur offene Konzepte eine Zukunft haben. Es geht also darum, zu erkennen, welche Konzepte wirklich offen sind und sich durchsetzen werden.

1.3.1. These 1: Bedieneroberfläche
Die Bedieneroberflächen müssen vereinheitlicht werden. Die einheitliche Bedienung wird in Zukunft genauso wichtig sein wie einheitliche Verkehrszeichen im Straßenverkehr. Als Bedieneroberfläche wird Windows bzw. deren standardisierte Variante "Motif" das Rennen machen. Auch die Maschinensteuerungen müssen sich den obigen Kriterien unterwerfen. Die Kosten für die Einweisung und die Pflege der Programme können dadurch deutlich gesenkt werden.

1.3.2. These 2: Netzwerke
Es bedarf zunehmend der Vernetzung aller Betriebsteile, wobei die Daten auch überregional zu Verfügung stehen müssen. Die zunehmende Konzentration in der Textilindustrie deutet dies bereits an. Die Vernetzung der Computer und Steuerungen kann nur mittels Standardnetzwerkkomponenten erfolgen. Auf der Maschinenebene werden sich Bitbus und Profibus durchsetzen. Für die höheren Schichten haben Ethernet und FDDI-Netzwerke die besten Aussichten. Für die überregionale Vernetzung kommen die ISDN-Dienste, Datex-P und X.400 in Frage.

1.3.3. These 3: Schnittstellen
Die Entwicklung schnellerer Hardware wird bei der bestehenden Vielfalt an Konzepten, keine Vereinheitlichung bei den Betriebssystemen ermöglichen. Wichtig ist daher, daß intelligente Zwischenschichten, wie z.B. POSIX implementiert werden, welche eine Portierung der Applikationen erlauben. Die ersten Schritte in diese Richtung sind von Seiten der führenden EDV-Hersteller IBM, DEC und HP getan worden und werden wohl nachgeahmt werden. Wer nicht mitzieht, bleibt außen vor!

1.3.4. These 4: verteile Intelligenz
Computer entwickeln sich in Richtung Client-Server-Konzepte, d.h. eine Verteilung von Rechnerleistung auf die Anwendung (Client), wobei zentrale Server die Verwaltung der Daten übernehmen. Personal Computer müssen in diese Netze integriert werden können. Offene Netze sind daher wichtiger als festgeschriebene Betriebssysteme, welche leicht in Gefahr geraten, technisch überholt zu werden.

1.3.5. These 5: Datenbanken
Die Datenbanken müssen zwecks Datenaustauschs mit SQL-Interfaces ausgestattet werden. Dadurch können die Datenbanken der großen Anbieter nebeneinander koexistieren.

1.3.6. These 6: Datenträger
Alle Datenträger, also nicht nur die Daten auf Disketten, Magnetbänder, ect. müssen maschinenlesbar werden. Dies ist ein zwingender Schritt zur Kosteneinsparung in der Verwaltung, die sich im Bankenbereich bereits abzeichnet, und auch für die Textilindustrie unabdingbar ist.


2. Aufbau des Systems

2.1. Das Vorhandene
Eine Verschaltung von Maschineneinheiten zu einem Netzwerk setzt zunächst voraus, daß alle Geräte in irgendeiner Form angeschlossen werden können. Dies ist heute mit den meisten modernen Datenendgeräten möglich. Neuere Regler haben in der Regel eine Datenschnittstelle, ältere Systeme hingegen meist nicht. Die Hersteller vieler mikroprozessorgesteuerter Geräte haben sich bisher zu wenig Gedanken über CIM gemacht, entsprechend vielfältig sind die Schnittstellen. Darunter darf nicht allein deren physikalischer Charakter verstanden werden, sondern vor allem die logische Verbindung in Form des Datenprotokolls und der zeitliche Ablauf der Kommunikation. Davon abhängig muß die Topologie des späteren Netzwerks ausgerichtet werden, vorallem in Hinblick auf Ausbaubarkeit und Kombinierbarkeit. Im folgenden wollen wir uns einen Überblick verschaffen.

2.1.1. Prozeßsteuerungen
Waren vor 10 Jahren Prozeßsteuerungen nur großen und teuren kontinuierlich arbeitenden Produktionsstraßen vorbehalten, so wurden diese mit dem Aufkommen der Mikroprozessortechnologie auch die Mikroprozessorsysteme die bis dahin üblichen Schrittschaltwerke ab.

2.1.1.1. Einzelsteuerungen
Viele der auf dem Markt verfügbaren Steuerungen sind als typische Einzelsteuerungen konzipiert, d.h. Steuerungen, die für einen speziellen Anwendungsfall konzipiert und für die keine Erweiterungen vorgesehen sind. Als typisches Beispiel hierfür können die sogenannten Dosiersteuerungen angesehen werden, denen es oft sogar an einer Temperatursteuerung mangelt. Eine Applikation, welche auch eine Regelung der Temperatur notwendig macht, muß daher mit einer separaten Steuerung realisiert werden. Unter dieser Rubrik muß man auch die ganze Reihe der Billigregler einreihen, welche applikationsunspezifisch zur Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur oder pH-Wert angeboten werden und keinen gemeinsamen Datenbus haben. Während die älteren Geräte meist noch mit V24 Schnittstellen ausgestattet sind, weisen neuere Geräte durchweg die neueren RS-422 oder RS-485 Schnittstellen auf, welche in der Regel als Partylineschnittstelle ausgelegt sind. Der Mischbetrieb von Geräten unterschiedlichen Typs oder gar verschiedener Hersteller ist in der Regel nicht möglich. Eine Ausnahme bilden nur Geräte mit DIN-Meßbus oder Profibus, welche auf Standards aufbauen. SEPA hat einen Konzentrator entwickelt, der auch die Vernetzung inhomogener Steuerungen erlaubt. Darüber hinaus wurde Software entwickelt, welche auf bestehende Hardware Portier werden kann und somit Kompatibilität herstellt.

2.1.1.2. Gruppensteuerungen
Gruppensteuerungen haben meist ihren Ursprung in der wirtschaftlichen Nutzung eines aufwendigen und deshalb teureren Prozessors. Die damit realisierten Steuerungen können statt einer Maschine eine ganze Reihe von Maschinen bedienen und arbeiten daher wirtschaftlicher. Allerdings muß beachtet werden, daß solche Geräte oder deren Baugruppen schnell austauschbar sind, will man keinen Ausfall der Produktion riskieren. Die typischen Vertreter der Gruppensteuerung sind die großen und damit leistungsfähigen speicherprogrammierbaren Steuerungen. Es gibt aber auch Einzelsteuerungen, welche zusammengefaßt werden können. Gruppensteuerungen sind in der Regel über ein Bussystem verbunden. Diese Bussysteme sind meist herstellerspezifisch und daher nicht kompatibel und müssen dann über einen Konzentrator, wie z.B. den MAXIMUX oder die SPE-68 angeschlossen werden.

2.1.1.3. Prozeßvisualisierungssysteme
Prozeßvisualisierungssysteme erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Hauptsächlich werden solche Anlagen in Verbindung mit reinen SPS-Geräten verwendet. Da die SPS in der Regel keine eigene Bedieneroberfläche aufweist, kann sie nur mittels eines Personalcomputers oder eines übergeordneten Rechners bedient werden. Damit ein schneller Prozeßverlauf noch sinnvoll am Bildschirm darstellbar ist, werden schnelle Datenverbindungen (meist Synchronschnittstellen) eingesetzt. Aufgrund der hohen Datenmengen kommen nur leistungsfähige Rechnersysteme in Frage. Oft steht der Nutzen solcher Systeme daher nicht in Relation zum Preis. In neuerer Zeit sind jedoch Visualisierungssysteme verfügbar, welche mittels eines preiswerten Servers mit der SPS in Verbindung stehen. Dieses Systeme umgehen den Programmgeber und sind daher auch zur Überwachung der Hardwarefunktionen geeignet. Solche Systeme können auch dann Informationen liefern, wenn eine Steuerung auf Handbetrieb geschaltet ist. Die Maschinenüberwachung ist also in jeder Phase gewährleistet.

2.1.1.4. IPC-Steuerungen
Die Industrie-PC-Systeme haben sich in letzter Zeit aufgrund ihres niedrigen Preises gut eingeführt. Allerdings lassen sich solche Lösungen nur mit Hilfe geeigneter industrietauglicher Hardware realisieren. Am Markt werden immer mehr Steuerungskarten angeboten. Mittels geeigneter Software muß das Ganze zu einem System zusammengestrickt werden. Renommierte Anlagenbauer haben sich bisher von solchen "Basteleien" distanziert, werden aber aufgrund des konkurrenzlosen Preises zunehmend in diese Richtung gedrängt. Es stellt sich daher die Frage, ob es nicht sinnvoller ist, in diesen Bereich zu investieren, um die bisherigen Qualitätsprobleme auszuräumen. Natürlich geht dies wieder zu Lasten des Preises, aber der Verfall der Hardwarekosten ist noch längst nicht am Ende. Es ist absehbar, daß trotz steigender Qualität die Preise solcher Massenprodukte soweit fallen, daß die Fertigung individueller Baugruppen bald keinen Sinn mehr macht.

2.1.2. Peripheriegeräte
Neben der eigentlichen Prozeßsteuerung nehmen Peripheriegeräte einen wichtigen Platz in der Fertigung ein. Ihre Bedeutung wird oftmals unterschätzt. Es gehören dazu z.B. Waagensysteme zur Bestimmung des Warengewichtes, die Farbstoff-, Hilfsmittel- und Chemikalienmengen, Warentransport- und Lagerhaltungssysteme und BDE-Geräte.

2.1.2.1. Digitalwaagen
Der Anbieterkreis für digitale Waagen mit Schnittstellen ist nicht ganz so groß wie bei den Prozeßsteuerungen, trotzdem gibt es auch hier konzeptionelle Unterschiede, was Funktionsablauf und Datenprotokoll betrifft. Häufig werden Stromschleifen (CL) verwendet, in letzter Zeit immer häufiger die RS-485 Schnittstelle. Das Datenprotokoll ist meist halbduplex mit Softwarehandshake. Die Bedienung der Waagen geschieht mit Hilfe eines BDE-Terminals, z.B. einem UCT oder MCP.

2.1.2.2. Meßwertverarbeitung am PC
Die individuelle Erfassung von Meßwerten an Maschinen, welche nicht mit Steuerungen ausgestattet sind, ist mit Hilfe eines Meßwerterfassungssystems möglich. Es gibt am Markt eine Reihe preiswerter Systeme auf PC-Basis, welche Temperatur, Gewicht- oder Druck erfassen an nahezu beliebig vielen Meßorten erfassen können. Die Meßgenauigkeit der angeboten Hardware ist jedoch nicht immer ausreichend. Wird der Aufwand, welcher für eine hohe Auflösung und eine optimale Temperaturkompensation notwendig wäre unterlassen, so sind diese Einrichtungen wertlos. Höherwertige, industrietauglich Komponenten, basieren auf VME-Baugruppen, deren Preise aber deutlich höher sind als PC-Baugruppen. SEPA portiert seine Applikationen vorzugsweise auf Industrie-VME-Busbaugruppen.

2.1.2.3. Wasseranalysesysteme
Wer sein Brauchwasser selbst aufbereitet bzw. das Abwasser entsprechend der gesetzlichen Bestimmungen kontrolliert, weiß, welch großer Aufwand die dauernde Kontrolle der Härtegrade, pH-, rH- oder CSB-Werte ist. Mit modernen Analysegeräten mit Datenschnittstelle kann eine automatische Dauerüberwachung, oder eine kontinuierliche Regelung der Überwachungsgrößen betrieben werden, wenn geeignete Stellglieder zur Verfügung stehen. Häufig findet man hier den IEEE-Bus, welcher für Geräte die aus der Analysetechnik kommen, üblich ist. Am IEEE-Bus können maximal 32 Geräte miteinander verbunden werden. Die Ankopplung erfolgt entweder über einen PC oder besser über ein Interface, welches am SCSI-Bus angeschlossen wird.

2.1.2.4. Farbmeßgeräte
In der Qualitätskontrolle oder zur Bestimmung von Farbrezepturen und Aufarbeiten von Farbresten werden heute Farbmeßgeräte eingesetzt. Alle Hersteller dieser Geräte haben eine Datenschnittstelle vorgesehen ohne die eine IT-gerechte Auswertung natürlich nicht möglich wäre. Als Datenschnittstelle wird meist die V24/RS-232 verwendet. Leider sind aber die Datenprotokolle nicht einheitlich, was daran liegt, daß solche Systeme nur als Blackbox angeboten werden und brauchbare Schnittstellen nur innerhalb der Systemlösung vorhanden sind. Nicht zuletzt wird auch aus rein strategischen Gründen die Öffnung dieser Systeme vermieden. Der gemischte Einsatz von Farbmeßköpfen verschiedener Hersteller ist daher an den PC-Systemen nicht möglich. Die Integration von PC-Systemen verschiedener Hersteller in ein größeres Netzwerk scheitert auch an den unterschiedlichen Dateistrukturen, so daß nur der Ausweg bleibt, die Farbmeßköpfe selbst zu unterstützen. SEPA hat diesen Weg gewählt, weil es bislang unmöglich erscheint, die Strategien der Farbmetrikanbieter mit den Vorstellungen eines offenen Konzeptes in Einklang zu bringen. Eigentlich schade, denn die transparente Einbindung solcher Systeme in das PPS-System würde auch der Farbmetrik mehr Möglichkeiten eröffnen, vorallem unter dem Aspekt der Qualitätskontrolle.

2.1.2.5. Dosieranlagen
Solche Systeme ermöglichen eine vollautomatische Aufbereitung der Chemikalien- bzw. Farbstoffansätze. Neuerdings werden diese Steuerungen angeboten. Die Geräte werden in der Regel von einem Personalcomputer angesteuert, welcher seinerseits die üblichen PC-Schnittstellen hat. Die Ankopplung an die zentrale Prozeßsteuerung ist also durchaus machbar, leider werden bisher aber keine brauchbaren Softwareschnittstellen zur Verfügung gestellt. Gerade aber die Schiene zwischen Labor- und Praxis muß verbessert werden, wenn man die Reproduzierbarkeit verbessern möchte. TVIPS und PISCI bieten als einzige offene Lösung am Markt eine Verbindung mit allen angebotenen Dosiersystemen. So ist aus dem Traum Realität geworden und das Labor kann - ohne wenn und aber - die Rezepturen der Praxis verwenden und umgekehrt.

2.1.2.6. Multiplexer
Als Multiplexer werden in der Regel elektronische Schalter bezeichnet, welche eine größere Anzahl von Peripheriegeräten gleichen Typs mit dem Computer verbinden. SEPA setzt dafür den MAXIMUX ein. Der MAXIMUX führt jedoch auch eine Protokollwandlung durch, wenn dies notwendig ist. Weiterreichende Möglichkeiten werden von der programmierbaren Steuerungseinheit PSE 68 erbracht. Die möglichen Anwendungen sind vielfältig, z.B. als Multiplexer für mehrere Maschinen mit grafischer Überwachung, als Waagenterminal für mehrere Waagensysteme, als Datenkonzentrator für Betriebsdatenerfassungsgeräte, als Lagersteuerung und als Arbeitsplatzdialogsystem mit eigener Intelligenz. Die PSE 68 dirigiert auch ein gemischtes Orchester von NC- bzw. PLC-Steuerungen in Echtzeit. Durch das TCP/IP-Netzwerkprotokoll ist ein einheitliches und damit zukunftsicheres Kommunikationsystem gewährleistet. Die Programme werden mittels einfach zu begreifender Funktionen unter einer X-Windowsoberfläche bedient. Aufgrund des Multiuser-/Multitaskingbetriebsystems lassen sich jedoch weit komplexere Aufgaben erledigen als mit gewöhnlichen Industrie-PCs möglich sind. Alle Komponenten sind aus deutscher Fertigung und garantieren hohe Betriebssicherheit. So wurde ganz auf mechanisch bewegte Speicherelemente verzichtet, die Betriebsystemsoftware ist 100% verpromt und alle Daten werden gepuffert gespeichert. Der Ethernetanschluß gewährleistet schnellen und sicheren Datentransport von und zu jeder Stelle des Netzwerks.

2.1.3. Rechnerkopplung
Heute gibt es in fast jedem Betrieb einen Hostrechner, welcher oft nur für die kommerziellen Anwendungen, wie z.B. Buchhaltung, genutzt wird. Ein kommerzieller Rechner wird sich kapazitätsbedingt und wegen fehlender Echtzeitfähigkeit nicht als Leitstand einsetzen lassen. Ein solcher Rechner kann andererseits nicht als Hostrechner bezeichnet werden, wenn er keinen Datenverbund mit der Technik einzugehen vermag. Die Technik muß ihre Daten der Kostenrechnung zur Verfügung stellen, schließlich wurde die EDV dazu angeschafft um die Kosten unter Kontrolle zu bringen. Werden beide Systeme aufgrund inkompatibler Datenstrukturen Off-Line betrieben, d.h. als Insellösung, so ist dies nicht im Sinne von CIM. Nur ein offenes System erlaubt die Integration aller Betriebsbereiche.

2.1.3.1. Terminals
Moderne Terminals bieten außer Farbe und Grafik noch eine Vielzahl Sonderfunktionen. Als wichtigste Eigenschaft ist wohl das Windowing zu nennen, mit welchem man die Darstellung mehrere Bildschirminhalte bzw. Teilinhalte auf einem einzigen Terminal beschreibt. Solche Funktionen sind vom PC her bekannt, lassen sich mittlerweile aber auch auf den Thin-Clients realisieren. Es lassen sich von einem Arbeitsplatz aus sogar verschiedene Rechner bedienen. Die Bedienung wird in der Regel durch Hilfemenüs unterstützt.

2.1.3.2. Tastaturen
Wie bereits erwähnt, können alle ANSI-Terminals angeschlossen werden. Zur Benutzerführung werden nur wenige Funktionstasten, in der Regel nur die Tastenfolge F1 bis F4, benötigt. Meist wird auch die Do-Taste und die Help-Taste unterstützt, deren Vorhandensein jedoch nicht Voraussetzung für die Funktion der Programme darstellt. Die Programme sollten alle Funktionstasten in exakt der gleichen Weise benutzen. TVIPS bzw. PISCI halten sich daran. Die Ikon-Felder führen die Funktionen aus, welche sich unter den Feldern befinden.

2.1.3.3 BDE-Terminals
Es sind prinzipiell alle ANSI-Terminals geeignet, wenn diese ein geeignetes Interface zum Rechner aufweisen. Auch BDE-Gruppen mit Partylineschnittstellen können an den MAXIMUX angeschlossen werden. In der Regel muß jedoch die Software für die Geräte angepaßt werden, da die Bildschirmsteuerung nur bei den wenigsten BDE-Geräten den ANSI-Standards genügt. In den USA sind schon vielfach UHF-Funkterminals im Einsatz. Da diese bei uns einer Genehmigung der Bundespost bedürfen, ist es zweckmäßig, das Genehmigungsverfahren vorher im Detail abzuklären.

2.1.3.4 Drucker
Anschließbar sind alle Nadel-, Laser- und Thermodrucker, die den Standard-ANSI-Zeichensatz aufweisen. Zur Druckbildsteuerung sind die Steuersequenzen für Fett-, Breit- und Schmalschrift sinnvoll. Für Grafik wird Einzelnadelsteuerung benötigt. Die meisten Programme nutzen nur die normale Papierbreite von 80 Zeichen bei 8 Punkte/Zeichen Auflösung, lediglich die Auswerteprogramme benötigen 132 Zeichendrucker. Die ANSI-Drucker können mittels Konfigurationstabellen an die Programme angepaßt werden.

2.2. Die Vernetzung
Die einfachste Lösung zur Vernetzung ist ein sternförmiger Anschluß aller Geräte an einen Host. Dieses kann natürlich nur mit einem leistungsfähigen Rechner funktionieren. Herauskommen würde ein starres Gebilde, welches auf Dauer nicht weiter ausgebaut werden kann, wenn nicht von vornherein erhebliche Leistungsreserven eingeplant werden. Solche Systeme sind in der Regel preiswert in kleiner Konfiguration und werden mit zunehmender Anzahl Schnittstellen überproportional teuer und langsam. Denkbar wäre auch eine Lösung mit verteilter Intelligenz, z.B. auf PC-Basis und einem geeigneten Netzwerk. Solche Lösungen funktionieren recht gut, wenn nur wenige Stationen zusammengeschaltet sind. Ab einer gewissen Anzahl von Stationen ist jedoch keine Datensicherheit mehr gegeben. Bricht das Netz einmal zusammen, so ist meist eine totale Dateireorganisation fällig, da die Daten inkonsistent geworden sind. Die optimale Lösung bieten daher nur schnelle und leider auch teure Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, welche von schnellen Servern bedient werden. Es gibt nur eine zentrale Datenbank, welche aber mehrere Rechnereinheiten aufweisen können. Dabei gibt es die Möglichkeit ein fehlertolerantes System aufzubauen, welches auch dann noch arbeitet, wenn Teile davon ausgefallen sind. Solche Anlagen waren zunächst nur bei den Automobilkonzernen im Einsatz. Die hohen Entwicklungskosten haben inzwischen Früchte getragen, so daß heute die mittelständische Industrie eine CIM-Installation nicht mehr als Wagnis betrachten muß. Voraussetzung um das Rad nicht neu erfinden zu müssen, ist allerdings, daß erprobte Hardware einsetzt wird.


3. Die Organisation

3.1. Ziele
CIM soll die Zusammenführung und den Abgleich aller im Betrieb anfallender Daten ermöglichen. CIM ist somit Grundlage der Betriebsabrechnung, Stütze der Refa-Abteilung und vor allem das Werkzeug des Managements was die Überwachung von Terminen, Kosten und der Produktion angeht. Gleichzeitig fällt, sozusagen als Nebenprodukt, auch noch ein Kommunikationssystem an, welches als schnelles Nachrichtenmedium für alle Betriebsteile genutzt werden kann. Diese kurze Zusammenfassung ist jeder Veröffentlichung über CIM zu entnehmen, und man kann mit dieser Pauschalität natürlich wenig anfangen. Die Ziele müssen deshalb enger und vor allem präziser gesteckt werden und dies geht nur mit Hilfe der einzelnen Fachabteilungen. Wer glaubt, CIM läßt sich Top-Down verordnen, irrt gewaltig! Im folgenden werden diverse Ratschläge gegeben.

3.1.1. Istzustand feststellen
Jeder Betriebsberater beginnt seine Arbeit mit einer Anfertigung einer Ist/Sollanalyse. Man soll sich jedoch nach Aufstellung der verfügbaren Daten, welche von jeder Fachabteilung selbst zu geschehen hat, evt. mit externer Beratung, noch nicht sofort mit der Sollösung beschäftigen. Vielmehr soll zunächst eine Liste von nicht verfügbaren aber dennoch interessanten und nützlichen Daten zusammengestellt werden. Daraus ergibt sich ein erweiterter Istzustand, der Lücken im System aufdecken hilft.

3.1.2. Das Notwendige ermitteln
Alle im Betrieb vorhandenen Daten, seien diese in Form von Papier, als wiederkehrende mündliche Anweisungen oder bereits auf Datenträger im Umlauf, werden zunächst auf ihrer absolute Notwendigkeit geprüft und mit eindeutigen Bezeichnungen versehen. Dabei wird sich herausstellen, daß manche Daten von verschiedenen Abteilungen redundant oder gar widersinnig geführt werden. Mehrfachdaten müssen unbedingt vermieden werden, weil nicht sicher ist, daß sich die Daten decken.

3.1.3. Bilden von Bearbeitungsgruppen
Jeder betriebliche Bereich, also jede Fertigungs- und jede Kostenstelle, auch wenn diese mit keiner konkreten Maschineneinrichtung gekoppelt ist, ist als Bearbeitungsgruppe zu definieren. Ausgehend von diesen Gruppen werden alle benötigten Daten und Belege sowie die notwendigen Ein/Ausgabeeinrichtungen zugeordnet. Dort wo sich keine maschinellen Einrichtungen finden lassen, müssen Datenterminals vorgesehen werden. Der Weg über das Formular, welches erst später in die EDV übernommen wird, ist natürlich ausgeschlossen, weil dadurch die Echtdaten verfälscht werden und unlösbare Probleme in der Datenkonsistenz entstehen würden. Letzteres ist ja der Unterschied zwischen der früheren batchverarbeitenden EDV und CIM.

3.1.4. Den Sollzustand fixieren
Dieser Punkt ist wohl der heikelste in der Gesamtprojektierung. Selbst wenn von Anfang an strikt darauf geachtet wird, daß alle Beteiligten mit der Zielvorstellung vertraut sind, werden sich im Laufe des Projektfortschrittes graduelle Änderungen in der Wichtigkeit oder auch Änderungen in der Interpretation von Definitionen ergeben. Solches kann auf mangelnde Vorarbeiten zurückzuführen sein, aber wie sich gezeigt hat, auch unvermeidbar sein, denn kein Betrieb kann in seiner Struktur festgeschrieben werden, z.B. wegen einer Änderung in der Produktpalette oder der Einführung neuer Technologien in der Fertigung. Wie man erkennt, bestehen funktionelle Unterschiede zwischen dem kommerziellen Management- und der Betriebsebene was erfordert, daß das CIM-Konzept vor allem auch im kommerziellen Bereich flexibel sein muß, ohne seine Funktionalität im technischen Bereich zu gefährten.

3.2. Zur Realisierung

Im Anhang ist der Plan eines Produktionsbetriebs gezeigt. Darin abgebildet sind die einzelnen Betriebsteile und Bearbeitungsgruppen. Es wird davon ausgegangen, daß alle Abteilungen miteinander vernetzt werden sollen. Anhand dieses Schemas soll die EDV-Organisation besprochen werden.

3.2.1. Erfassung eines Auftrages
Die Erfassung von Aufträgen als Einzel- oder Sammelauftrag erfolgt mittels eines Videoterminals. Die gleichzeitige Disposition von vorhandenem Material und Materialanforderung ist heute üblich.

3.2.2. Ausdruck des Fertigungsauftrages
Der Fertigungsauftrag wird bei Bedarf auf einem entfernt stehenden oder lokalen Schnelldrucker im Dialog ausgegeben, womit vermieden wird, daß weniger dringliche Partien oder nicht komplettierte Aufträge die Leitstände überschwemmen.

3.2.3. Lagerverwaltung
Hier kommen fest oder beweglich installierte Datenterminals in Frage, welche mit Barcodelesern oder anderen maschinell lesbaren Einrichtungen ausgestattet sein sollten. Von der Verwendung von Off-Line betriebenen Notebook-PC ist abzuraten, denn damit macht man aus einem CIM-System, welches echtzeitfähig sein sollte, wieder ein Batchsystem. Für diesen Einsatzzweck besser geeignet, sind kabellose Handterminals mit einem stationären Netzteil, über welches sie mit dem Host kommunizieren können. Die erfaßten Daten werden sofort nach dem Einstecken in das Ladegerät zum Host überspielt.

3.2.4. Rohwarengewichtserfassung
Zur exakten Gewichtserfassung des grobdisponierten Materials sind zur dialogorientierten Verwiegung sowohl eine Waage als auch ein Waagenterminal notwendig. Manche Waagenhersteller bieten beide Geräte auch als Kombination an. Die Eingabe und Anzeige der Referenzdaten wie z.B. Partie- oder Kundennummer werden dann im Waagendisplay angezeigt.

3.2.5. Warenvorbereitung
Zur Warenvorbereitung wird, je nach Aufmachung des Materials, mehr oder weniger Vorlaufzeit benötigt. Material muß z.B. vor dem Färben erst aufgestockt oder abgetafelt werden, während nicht färbegerechtes Material sogar noch umgespult oder schlauchgenäht werden muß. Solche arbeitsaufwendigen Prozesse können den nachfolgenden Färbeprozeß ernstlich in Terminschwierigkeiten bringen, wenn sich noch zu viele Partien in der Vorbereitung befinden. Es empfiehlt sich daher eine dispositorische Terminplanung der Warenvorbereitung anhand von Vorgabezeiten, welche in Kommunikation mit der Auftragsdisposition steht. Da sich im Normalfall hauptrangig die Warenvorbereitung nach der Auftragsdisposition richtet, muß an dieser Stelle ein Planungsterminal eingerichtet werden. Bei der Vorbereitung können auch Fehler in der Rohware registriert werden. Diese werden vor Ort über ein BDE-Gerät erfaßt.

3.2.6. Produktionsplanung
Praktisch können nur vorbereiteten Partien bearbeitet. Der Leitstand hat nur Zugriff auf diese Partien, kann sich aber auch über nachfolgende Partien informieren. Die Auswahl der Apparate oder Maschinen erfolgt meist nach Termin, Partiegröße und Farbtiefe, welche vom System zur Disposition vorgeschlagen werden. Der Disponent kann jedoch jederzeit die Partien auf andere Maschinennummern umdisponieren wenn nicht vorhersehbare Ereignisse die Planung umgeworfen haben. Der manuelle Eingriff erfolgt direkt im Dialog am Videoterminal, jedoch haben auch Planungslisten, welche gelegentlich ausgedruckt werden müssen, noch ihre Berechtigung.

3.2.7. Rezepte
In der Chemischen Industrie bedeuten Rezepte etwas anderes als Rezepte im Maschinenbau. Im Prinzip ist es aber derselbe Vorgang, nämlich das Assemblieren von maschinenspezifichen Abfolgen, welche in einer Datenbank gespeichert sind. Die Auswahl eines Rezeptes erfolgt automatisch anhand der gewählten Maschine und der Auftragsdaten. Der Rechner generiert aus diesen Informationsquellen ein entsprechendes auftragsbezogenes Rezept, welches in die Steuerung geladen werden kann.

3.2.8. Rezeptverwiegung
Das oben erzeugte Rezept ist auch an der Magazinwaagenstation verfügbar und wird zeilenweise entsprechend dem Rezept verwogen. Im Prinzip wird kein Papier mehr benötigt, da das Rezept am Bildschirm der Waagensteuerung erscheint. Eine Überprüfung der Farbstoffe ist möglich, wenn das Terminal mit einem Barcodelesestift ausgestattet ist und jedes Gebinde mit einem Barcode versehen ist. In Färbereien, welche nur mit einer begrenzten Anzahl von Farbstoffen arbeiten, läßt sich die Bereitstellung der Farbstoffe mittels eines Paternosters automatisieren.

3.2.9. Chemikaliendosierung
Die wichtigsten Chemikalien wie Säuren und Laugen, Salz, werden heute üblicherweise im Tank bzw. Silo gelagert. Somit läßt sich die Entnahme mittels Dosierpumpen bzw. Schneckenfördereinrichtungen für Feststoffe automatisieren. Zur Ansteuerung werden häufig SPS-Systeme einsetzt, welche über eine serielle Schnittstelle verfügen müssen mit der die Farbküchensteuerung kommuniziert. In neuerer Zeit kommen vorallem Dosierkabinen zum Einsatz. Der Vorteil dieser Anlagen ist der kompakte Aufbau und der Preisvorteil gegenüber einer konventionell aufgebauten Farbküche. Die Dosiersteuerung kontrolliert auch die Belegung der Ringleitungen. Dies ist meist eine sehr anspruchsvolle Aufgabe.

3.2.10. Prozeßablaufsteuerung
Die mikroprozessorgesteuerte Ablaufsteuerung ist heute in der Färberei allgemein üblich, jedoch gibt es graduell große Unterschiede für die Verwendbarkeit als CIM-Baustein. Zunächst gilt eine Datenschnittstelle als Mindestanforderung zur automatischen Programmierung und Abfrage der Prozeßdaten. Die automatische Prozeßführung einer Färbemaschine ist jedoch nicht allein ausschlaggebend. Der eigentliche Unterschied liegt darin, ob fest gespeicherte Programme oder variabel gestaltete Färberezepte verarbeitet und ausgewertet werden können. Nur die detaillierte Auswertung wiederholter Färbeabläufe erlaubt die effiziente und trotzdem sichere Prozeßoptimierung. Die so gewonnenen Daten können selektiv oder kumuliert am Bildschirm oder als Druckliste ausgewertet werden. Die ermittelten Prozeßkosten fließen automatisch in die Nachkalkulation.

3.2.11. Farbmetrik
Gewöhnlich sind die Grundrezepturen in der Datenbank gespeichert. Die Auswahl eines Rezeptes erfolgt automatisch anhand der gewählten Maschine und dem gespeicherten Kundenrezept. Wird jedoch keine geeigente Rezeptur gefunden, so muß diese neue erstellt werden. Mit Hilfe der Farbmetrik können neue Grundrezepturen berechnet werden. Das Expertensystem optimiert dann diese zur Praxisrezeptur.

3.2.12. Verfahrensoptimierung
Die Auswertung der abgelaufenen Prozesse erlaubt Rückschlüsse auf die Prozeßsicherheit bzw. auf die Aufteilung der Kosten. Diese Informationen bleiben im System gespeichert und können bei Bedarf ausgewertet werden. Das Feedback der Ablaufinformationen in die Stammrezepturen ist eine wesentliche Neuerung, welche bisher nur unter TVIPS zur Verfügung steht. Im Laufe der Zeit entsteht eine Historie der Prozeßabläufe, welche nicht nur zur Optimierung der Verfahren und Rezepturen herangezogen werden kann, sondern auch Schwachstellen in den Abläufen aufdecken hilft.

3.2.13. Trocknersteuerung
Trocknersteuerungen sind meist umgebaute Färbereisteuerungen. In der Regel können sie deshalb wie die Färbemaschinensteuerungen angesteuert werden. Dispositorisch ist allerdings zu beachten, daß die Programmfreigabe erst nach der Fertigmeldung der Färbereisteuerung erfolgen kann. Die Prozeßzeiten werden in ähnlicher Weise festgehalten und ausgewertet.

3.2.14. Warentransportsteuerung
Die Integration einer Warentransportsteuerung in ein CIM System wird vielfach aus der Idee geboren, den Transport der Güter und die Verfügbarkeit derselben zum Arbeitsbereich zu koppeln. Warentransportsysteme gibt es in großer Zahl und sind zudem sehr unterschiedlich realisiert. Die Systeme werden meist von mehreren SPS gesteuert, wobei die Synchronisation von einem zentralen Rechner erfolgen muß, welcher die Gesamtsituation kennt. Besondere Bedeutung haben dabei die Statuswerte und die Belegtzeiten der Warenbuffer. Unter TVIPS Textil Profil steht ein ausgeklügeltes Logistikprogramm zur Verfügung.

3.2.15. Verpackungseinheiten
Automatische Packstraßen für Spulen, Paletten und Stoffrollen haben bereits eine weite Verbreitung im textilen Fertigungsbereich. Die Einbindung dieser Systeme in CIM ermöglicht die automatische Registrierung von Anzahl und Gewicht bei der Verpackung. Die Etiketten bzw. Packzettel befinden sich in der Regel innerhalb der Verpackung und sind deshalb nachträglich nicht mehr manipulierbar und können auch nicht verloren gehen. Die Datenschnittstelle ist meist in Form einer Waage und eines Etikettendruckers realisiert. Es gibt auch Einrichtungen für die kapazitiver Feuchtemessung.

3.2.16. Versand
Die fertige Ware muß letztlich zum Versand gebracht werden. Das Erstellen von Versandpapieren inkl. Ladelisten in der Regel gelöst. Schwieriger wird es, wenn es darum geht einen Tourenplan zu erstellen, welcher die Anfahrtswege kurz hält aber trotzdem die zugesagten Liefertermine einzuhalten vermag. Wird die Ware über Speditionen versandt ist es heute schon vielfach üblich, daß die Versandpapiere über Datenträger ausgetauscht werden.


4. Der Nutzen

Obwohl sich zu planende Rationalisierungsmaßnahmen unter dem CIM-Gedanken nur schwer mittels einer Renditeberechnung bewerten lassen, machen sich die höheren Investitionskosten schon nach wenigen Jahren dadurch bezahlt, daß unbestechliche Zahlen aus allen Betriebsteilen und über alle Fertigungsstufen verfügbar sind, welche dem Management als Basis für die Entscheidungen dienen. Auf jeden Fall ist es ratsam, wenn sich das Management zu Beginn der Planungsmaßnahmen einen Katalog der zu erreichenden Ziele erstellt. Hierzu können die einschlägigen Managementmethoden (MBR, MBO, ect) gute Dienste leisten. Gerade unter dem verschärften Wettbewerb braucht man neue Organisationsmittel. Nur wer sich technologisch und methodisch up-to-date hält, kann langfristig erfolgreich sein.

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