CIM: Der Computer steuert die Produktion
CIM (englisch computer integrated manufacturing, rechnerintegrierte Fertigung) bedeutet Fertigung im Rechnerverbund und hat für eine moderne, flexible Produktion große Vorteile.
Alle Entscheidungen und Aufgaben im Werdegang eines Produktes können mit CIM von der Auftragsannahme bis zur Auslieferung bestmöglich unterstützt und beschleunigt werden. Gleichzeitig entsteht mit CIM eine lückenlose Informationskette vom Meldebestand im Lager, dem Fortschritt in der Produktion eines Auftrags bis hin zum Auslastungsgrad einer Maschine.
Einsatz computerunterstützter Systeme
Die Warenproduktion erfolgt gewöhnlich in drei Schritten:
∙ 1. Schritt: Entwickeln und Konstruieren
∙ 2. Schritt: Produktion planen und steuern (PPS)
∙ 3. Schritt: Fertigen und kontrollieren
Meistens sind diese drei Schritte den Abteilungen Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung zugeordnet.In jeder Abteilung gibt es in normalen Betrieben eigene Regeln und Methoden, um einen Auftrag abzuwickeln. Für diese Zwecke werden Computerprogramme eingesetzt, die dafür speziell entwickelt worden sind.
In der Konstruktionsabteilung werden beispielsweise 2-D- und 3-D-CAD-Programme eingesetzt. CAD (englisch computer aided design, computerunterstütztes Konstruieren) ermöglicht das Zeichnen und Gestalten von Bauteilen, -gruppen und -elementen in zweidimensionaler (2-D) und dreidimensionaler (3-D) Ansicht. Die Zeichnungen entstehen also nicht mehr auf einem Zeichenbrett mit Tusche und Lineal, sondern am Bildschirm. Änderungen von Zeichnungen oder Umkonstruktionen sind mit CAD sehr viel einfacher und Kosten sparender durchführbar. Über eine Bauteilbibliothek mit Normteilen (Schrauben, Lager, Stifte usw.) wird das Zeichnen schneller. Mit einem CAE-Programm (englisch computer aided engineering, computerunterstütztes Berechnen) können Bauteile oder -elemente, z. B. Schraubenfestigkeiten und Schweißnahtdicken, ausgelegt werden.
In der Arbeitsvorbereitung kommen andere Programme zur Anwendung. Mit CAM (englisch computer aided manufacturing) werden Zeichnungsdaten für die Fertigung an einer CNC-Maschine umgesetzt. Die geometrischen Informationen eines Teils der CAD-Zeichnung (z. B. die Kontur des Werkstücks ohne Bemaßung) dienen dann als Grundlage für die automatische CNC-Programmerstellung. Mit PPS-Programmen (Produktionsplanung und Steuerung) werden u. a. Stücklisten für die einzelnen Aufträge verwaltet, Kosten- und Zeitberechnungen durchgeführt, die Maschinenbelegung mit den Aufträgen geplant und überwacht und die Läger verwaltet (Materialwirtschaft).
In der Fertigung kommen CNC-Programme zum Einsatz. Mithilfe von DNC (englisch direct numerical controlled, direkte numerische Steuerung) wird der Datenaustausch von und zur einzelnen Fertigungsmaschine einfacher, denn jede Maschine ist mit einem zentralen Fertigungsrechner verbunden und erhält über ihn die Programme aus der Arbeitsvorbereitung.
Gleichzeitig erfasst die DNC-Software die Maschinen- und Betriebsdaten (Belegungsgrad, Leistung, Größe usw.). Mithilfe von CAQ (englisch computer aided quality control, computerunterstützte Qualitätssicherung) können Messprotokolle und Prüfpläne verwaltet und überwacht werden.
Viele Informationen bei der Abwicklung eines Auftrages interessieren allerdings alle drei Abteilungen gemeinsam. Es ist aber sehr unwirtschaftlich und beinahe unmöglich, alle Informationen allen Abteilungen gleichzeitig zugänglich zu machen, wenn die Computersysteme nicht auf eine zentrale Datenbank zugreifen können.
Zentrale Datenbank
Eine zentrale Datenbank ist das »Herz« von CIM und ermöglicht z. B. der Konstruktionsabteilung, die Länge der Werkstücke so zu gestalten, dass diese auch gefertigt werden können, da die für die Fertigung wichtigen Daten wie Größe und Leistungen der Fertigungsmaschinen in der Datenbank abgelegt sind. Sie ermöglicht der Arbeitsvorbereitung, auf Zeichnungsdaten (CAD) der Konstruktion zurückzugreifen, um mit den Zeichnungsdaten CNC-Programme für die Fertigung durch CAM-Software erstellen zu können, und der Fertigung, Zeichnungen, CNC-Programme, Prüfdaten usw. direkt von der Konstruktion oder der Arbeitsvorbereitung abrufen zu können.
Voraussetzungen
Die betriebsinternen Abläufe müssen »kompatibel« (zusammenpassend) sein, um sie miteinander verknüpfen (integrieren) zu können. Der Einsatz von CIM ist deshalb gerade für alte, »gewachsene« Betriebe schwierig, da die organisatorischen Probleme nur langfristig gelöst werden können. CIM kommt deshalb meist nach Produktionsumstellungen oder bei neuen Produktionsstätten zum Einsatz.