A CIM koncepció fejlődésének kezdeti szakasza (Arthur D. Little)

Az előadások a következő témára: "A CIM koncepció fejlődésének kezdeti szakasza (Arthur D. Little)"— Előadás másolata:

1 A CIM koncepció fejlődésének kezdeti szakasza (Arthur D. Little)
1. IT kezdeti alkalmazásai a jól elkülöníthető tevékenységcsoportok automatizálásán alapultak (CAD, CAM, MRP), "sziget-automatizálást" ("island automation") Okai: 1. mikroprocesszor, machatronikai eszközök használata 2.Vállalat célja a költségcsökkentés és az egyedi tevékenységek hatékonyságának növelése Hatása: végrehajtási folyamatok javultak de a koordinációs folyamatok nem javultak 2. A 70-es évek közepén első ízben tűntek fel az IT alkalmazások az integrációt célzó eszközökként. Oka: a gyártási folyamatokban rejlő haszon túlnyomó része a koordináció javítása útján nyerhető ki. Kidolgozták a CIM-architektúrák tervezésére és az alkalmazásokra vonatkozó elveket. Ezek azon a hipotézisen alapultak, hogy a folyamatok teljesítőképessége az automatizálás "szigetei" között lebonyolított információcsere idejétől és költségétől függ. Ezek a keretrendszerek egyrészt a CAxx technológiák és alkalmazások egy szélesebb készletét ágyazták körül, másrészt kiterjesztették a korábbi CIM modelleket azzal a céllal, hogy azok több üzleti folyamatra (adminisztratív-ügyviteli, vezetési döntések előkészítését szolgáló folyamatokra) terjedjenek ki. Mindemellett ezek a keretrendszerek változatlan formában megőrizték a jelentős fejlődést elindító, Arthur D.Little-től származó alap-megközelítést, amely a CAxx-alkalmazások közötti információcsere automatikus lebonyolítását célozta. A CIM koncepció fejlődésének kezdeti szakasza (Arthur D. Little)

2 A CIM koncepció fejlődésének további szakaszai
1. IT kezdeti alkalmazásai a jól elkülöníthető tevékenységcsoportok automatizálásán alapultak (CAD, CAM, MRP), "sziget-automatizálást" ("island automation") Okai: 1. mikroprocesszor, machatronikai eszközök használata 2.Vállalat célja a költségcsökkentés és az egyedi tevékenységek hatékonyságának növelése Hatása: végrehajtási folyamatok javultak de a koordinációs folyamatok nem javultak 2. A 70-es évek közepén első ízben tűntek fel az IT alkalmazások az integrációt célzó eszközökként. Oka: a gyártási folyamatokban rejlő haszon túlnyomó része a koordináció javítása útján nyerhető ki. Kidolgozták a CIM-architektúrák tervezésére és az alkalmazásokra vonatkozó elveket. Ezek azon a hipotézisen alapultak, hogy a folyamatok teljesítőképessége az automatizálás "szigetei" között lebonyolított információcsere idejétől és költségétől függ. Ezek a keretrendszerek egyrészt a CAxx technológiák és alkalmazások egy szélesebb készletét ágyazták körül, másrészt kiterjesztették a korábbi CIM modelleket azzal a céllal, hogy azok több üzleti folyamatra (adminisztratív-ügyviteli, vezetési döntések előkészítését szolgáló folyamatokra) terjedjenek ki. Mindemellett ezek a keretrendszerek változatlan formában megőrizték a jelentős fejlődést elindító, Arthur D.Little-től származó alap-megközelítést, amely a CAxx-alkalmazások közötti információcsere automatikus lebonyolítását célozta. A CIM koncepció fejlődésének további szakaszai

3 Specializálódás (1980-as évek vége)
A termelővállalatokat a munkamegosztás szerinti szervezettség jellemezte: a termelési programok tervezése, a fejlesztés és a konstrukciós tervezés, a kalkuláció és az értékesítés, a gyártástervezés, a kapacitástervezés és gyártásirányítás, az alkatrészgyártás és a szerelés, a vevőszolgálati karbantartás és javítás, Cél: a termék ára versenyképes legyen A feladatokat egymásra épülő elemekre bontják szét és a vállalatoknál a szokásos osztályok és csoportok hatáskörébe utalják. Az egyes szakterületeken magas hatékonyságot tudunk elérni, az automatizálás műszaki segédeszközeit könnyebben tudjuk bevezetni és ezért jobban kihasználhatjuk a szükséges beruházási javakat; végül is a termék ára versenyképes marad.

4 Szervezeti, szervezés-metodikai változások
Már nem kizárólag a termék ára mértékadó Egyre fokozódó vevői idények Magas minőségi követelmény Határidő-tartás Vevői igényekhez való gyors alkalmazkodás Új vagy javított tulajdonságú termékek bevezetése Hatalmas információmennyiséggel kell megbirkózni IT eszközök növekvő támogatást nyújtanak A munkamegosztás korábbi mértékét nem indokolt fenntartani. Mi váltja ki és gerjeszti a legfejlettebb országokban végbemenő erőteljes szervezeti, szervezés-metodikai és technológiai változásokat? Nem csak a termék ára mérvadó Határidő-tartás. Vevői igényekhez való gyors alkalmazkodás. Magas minőségi szinvonal (alapvető). Új vagy javított tulajdonságú termékek kínálatával kell megjelenni a piacon. Ahhoz, hogy e megváltozott körülményekhez a vállalatok alkalmazkodni tudjanak, hatalmas információmennyiséggel kell gyorsan, biztosan és folyamatosan megbirkózniuk. Ezért nélkülözhetetlen a modern információ-technológia alkalmazása, melynek legnagyobb előnye az, hogy a számítógépek egy adott teljesítményt állandóan csökkenő árak, mind nagyobb megbízhatóság és mindinkább felhasználóbarát tulajdonságok mellett képesek nyújtani, a számítógépek egyre könnyebben telepíthetők decentralizált körülmények között is és a programok egy-egy adott üzem eltérő igényeihez egyre rugalmasabban illeszthetők. Az eddigi mértékű munkamegosztás gyakran már nem megfelelő és nem is szükséges. Ismét több tevékenységet lehet a munkahelyeken, a csoportokban vagy az osztályokon összevontan elvégezni. Az egységesített információfolyam megnöveli a rugalmasságot, ugyanakkor a technika és a technológia alternatívákat is felkínál az üzemi szervezés számára. A technikai beruházásoknak kell támogatniuk a választott stratégia szerint optimált szervezetet.

5 A CIM klasszikus értelmezése
A CIM (számítógéppel integrált gyártás) egy csúcstechnológiai megközelítés a hatékonyabb gyártáshoz, amely a digitális számítógépek sebességét és pontosságát használja fel integráló tényezőként a teljes gyártási folyamat minden fázisában. A legszélesebb értelemben véve, a CIM a piaci igények elsődleges felismerésétől és a termék koncepciójától kezdődően kiterjed a teljes gyártási folyamatra és a kereskedelmi szférában, a készterméknek a vevőhöz (megrendelőhöz) való kiszállításával (delivery) fejeződik be. (gyártástech. vetület ) Az USA-ban megjelent NC/CIM Guidebook (bevezető jellegű kötet) a CIM gyártástechnológiai oldalára teszi a hangsúlyt.

6 További CIM definíciók
A CIM az információ számítógépes rendszerek közötti összegyűjtésének és megosztott hozzáférésének automatizálására szolgáló módszertan, amelynek segítségével időben zárt láncú, visszacsatolt rendszer hozható létre a hatékony tervezésre és irányításra. A CIM a számítógép-tudomány és a szoftvertechnológia rendszerszemléletű implementálása adott vállalaton belül, a hatékonyság, a termelékenység és a nyereségteremtő képesség maximalizálásának, mint stratégiai céloknak az elérésére. A meghatározások, amelyek a CIM informatikai oldalát emelik ki, szintén amerikai eredetűek (Williams, P. J.):

7 További CIM definíció A CIM - tágabb értelmezésben - rendszerszemléletű, átfogó koncepció, amely az adott cég sajátosságait figyelembe véve szervezési, személyzetpolitikai és műszaki fejlesztéseket integrál a vállalat egészére vagy önálló részterületére vonatkozóan, azon célból, hogy az összes üzemi tevékenység információszerűen összekapcsolódjék a gyorsabb, jobb minőségű és olcsóbb termelés érdekében. Így például az értékesítés, a konstrukció, a tervezés és a termelés feszesen tudjon együttműködni és a vásárlói igényekre gyorsan és rugalmasan reagáljon. A definció a CIM területén élenjáró egyik klasszikus iskolát, a németországi felfogást képviseli (Scheer, A.W.):

8 További CIM definíció A CIM az információ-technológia és a gyártástechnológia együttes alkalmazása a gyártó vállalatok termelékenységének és a megrendelői igények iránti fogékonyságának növelésére, ami által az adott vállalat összes funkcionális, információs és szervezési kérdése egy integrált egész részeként ragadható meg. Ezt a figyelemreméltó CIM-definíciót az EC-országok egyik legnagyobb kutatási-fejlesztési programjához (European Strategic Programme on Research and Development for Information Technology = ESPRIT) kapcsolódó CIM-OSA (CIM - Open System Architecture) projekt keretében dolgozták ki.

9 További CIM definíció A CIM intelligens elektronikát alkalmazó gyártási rendszer, amely gyártóberendezések, informatikai rendszer és irányítási know-how együttese. Szükségszerűen vannak - átfedések és hangsúly-eltolódások egymáshoz képest, Mindegyik hiányérzetet kelt, különösen a megvalósított (implementált) CIM rendszerek tekintetében. Minden profit elsődleges forrása a termelés, meg kell kísérelni az implementált CIM rendszerekre is adni többé-kevésbé általános meghatározást. (Lásd a dián!)

10 A definícióban szereplő fogalmak
Az "intelligens elektronika" tárgyiasult információ-technológiát, a "gyártóberendezések" tetszőleges, a gyártás különböző folyamataiban használatos, tetszőleges működési elvű, automatizáltsági fokú és bonyolultságú gépeket vagy berendezéseket jelent. Az "informatikai rendszer" hierarchikusan - újabban a nyitott végű rendszerek esetében részben heterarchikusan - szervezett helyi számítógépes hálózat (Local Area Network = LAN) a megfelelő alapszoftverrel. Az "irányítási know-how" a mindenkori CIM-rendszerre specifikus szoftverek valamilyen, célszerűen szervezett és megfelelő interfészekkel ellátott kombinációja. Ezek a szoftverek részben kereskedelmi forgalomból beszerezhető, részben saját fejlesztésű modulokból szerveződnek és következetes, jól kiépített adatbázist (AI-modulok esetében adat- és tudásbázist) igényelnek.

11 Az integráció főirányai
A CIM legbensőbb lényege az integrációban van, amely itt az elemek magasabbfokú időbeli, szervezeti (architekturális) és funkcionális szintézisét jelenti. Három fontos elmecsoport: Illesztési helyek (csatlakoztatási felületek) Hálózat (elektronikus adatáramlás) Adatbank (logikailag centralizált).

12 Az integráció főirányai
A CIM háromirányú integrációt foglal magába: Az egymás után következő gyártási fázisok illesztése úgy, hogy a készgyártmány-kibocsátás ütemessége maximális legyen ("Időrendi metszet", optimális gyártási program); az egymás feletti irányítási szintek integrációja ("Szervezeti piramis"); az egymás mellett működő vállalati funkciók integrációja. Az a) jelű "metszet"-et időbeli, a b) jelűt architekturális, a c) jelűt funkcionális integrációnak is nevezik.

13 Időbeli integráció a) a gyártás időben egymást követő fázisai hogyan illeszkednek egymáshoz és hogyan lehet azokat egyesíteni, összevonni? Az implementált CIM-rendszer legfontosabb feladata az egyes automatizált egységek összekapcsolása, úgy hogy az integrált rendszerben minimális készletek halmozódjanak fel, és a készgyártmány-kibocsátás üteme maximális legyen. Ehhez pontosan időzített (ütemezett) külső anyagszállítás és belső gyártás szükséges, összehangolásuk a logisztika és a gyártásirányítás alapvető feladatai közé tartozik. A működő rendszer elemeit (az emberi személyzetet is) a folyamatos munka követelményének rendelik alá (JIT = Just-in-time, kb. "mindent a kívánt időre").

14 Architekturális integráció
b) az anyagok, félkészgyártmányok folyamatos mozgása és a gyártás zavartalansága végett jól szervezett, többszörös mélységű számítógépes irányítási hierarchiát kell kialakítani. Az implementált konkrét CIM rendszerek hierarchiai szintjeinek száma általában 4 és 7 között van, ezért a szakirodalomban szívesen használnak 5 hierarchiai szintet, ha absztrakt CIM modellről van szó.

15 Architekturális integráció
Hierachiai szintek: Vállalatirányítási szint (Top Level); A gyártásirányító alrendszerek szintje (Center Level); Az autonóm termelőegységek szintje (Cell Level); A munkahelyek szintje (Workstation Level); A gyártási folyamat közvetlen vezérlésének szintje (Process Level); A legfelső szint szint tulajdonképpen a termeléstervezési és -irányítási rendszer szintje, de egy olyan "szervezeti piramis" csúcsán, amelyben az alacsonyabb szinteken a leirt számítógépes hierarchia és gyártásautomatizálás létezik és működik. Más megközelítés: alkatrészgyártó rendszerek belső hierachiája objektív jellemzők alapján (Detzky Iván javaslata).

16 Funkcionális integráció
c) a gyártáshoz kapcsolódó tevékenységek összehangolását vizsgálja: lényegében az egymás mellett működő vállalati funkciók integrálásának lehetőségeit méri fel. Ezek: a műszaki fejlesztés a gyártásirányítás, a minőségbiztosítás, a termelésszervezés. Ezek a területek - viszonylagos önállóságuk révén - számítógéppel külön-külön is jól támogathatók. Angol elnevezéseik a szakirodalomban többé-kevésbé elfogadottak: CAD, CAE, CAPP, CAM, CAQ, MRP. CAD (Computer Aided Design): számítógéppel segített konstrukciós tervezés, amely fejlesztést, tervezést, szerkesztést foglal magába. Jellegzetesen igényli a grafikai lehetőségeket. Képes a mérnöki tervezőmunka hatékonyságának nagyságrendekkel való növelésére. A tervezési folyamat eredményei: konstrukciók, összeállítási és részletrajzok, darabjegyzékek, stb. CAE (Computer Aided Engineering): a számítógéppel segített műszaki fejlesztést jelenti, két részterülete: számítógépes konstrukciós tervezés (CAD), technológiai folyamatok számítógépes tervezése (CAPP). Egyes értelmezések szerint a CAE a számítógépes mérnöki számítások részére fenntartott kifejezés és a végeselem módszer (Finite Element Method) valamilyen változatát realizáló programrendszereket tartják a CAE legtipikusabb képviselőinek. CAPP (Computer Aided Process Planning): számítógéppel segített folyamattervezés. (Gépgyártás esetén diszkrét technológiai folyamatok tervezéséről van szó). A CAD fázisban kidolgozott konstrukcióknak és azok módosításainak gyártásba vitelét technológiailag készíti elő (beleértve szerelési tervek, műveleti utasítások, NC programok, stb. szolgáltatását is). A gépesített intelligenciát tekintve ez a terület a CAD-hoz képest a fejlett nyugati országokban általában alacsonyabb szintet képvisel (kivételt az NSZK és Japán néhány CAPP-rendszere jelent). Felismerve a terület jelentőségét, főként az USA-ban a gyártástervezők és technológusok szaktudását gépi intelligenciával kívánják fokozatosan helyettesíteni (Expert Systems = szakértő rendszerek). CAM (Computer Aided Manufacturing): a közvetlen gyártásirányítást és felügyeletet ellátó funkció, amely szabályozza egy-egy gyártóberendezés kapacitás-terhelését. Bemeneti információinak jelentős részét a CAPP szolgáltatja. (Korábban az NC/CNC gépek számítógépes programozását is ide sorolták). A CAM szoros kölcsönkapcsolatban áll a számítógéppel segített tárolással és szállítással (CAST = Computer Aided Storage and Transportation). Ez az összefonódás olyan mélyreható és sokrétű, hogy célszerű a két területet egységként tekinteni, amely kiterjed a gyártóeszközzel való kiszolgálásra, anyaggal való ellátásra, az alkatrészprogramok kezelésére, valamint az operatív termelés-programozásra és felügyeletre. CAQ (Computer Aided Quality Assurance): számítógéppel segített minőségbiztosítás. A CAQ alapelve az, hogy a minőség szavatolását csak úgy lehet elérni, ha a konstrukciós tervezést, a technológiai tervezést és gyártást a végső termékkibocsátásig folyamatos minőségbiztosítás kiséri és e folyamat minden fázisát számítógép támogatja. Növekvő jelentőségű terület, amely magában foglalja - egyebek között - a 3D-s CNC mérőgépek számítógépes programozását, a közvetlen számítógépvezérlésű mérőberendezések irányítását, a mérési eredmények automatikus gyűjtését, valamint statisztikai és valószínűségszámítási modellekre alapozott on-line és off-line kiértékelését számítógép segítségével. MRP (Manufacturing Resources Planning): gyártási erőforrások tervezése. A termeléstervezési és -irányítási rendszer bizonyos részfunkcióit veszi át magas automatizáltsági fokú gyártási környezetben, egy-egy CIM igényeire lokalizált módon (pl. kapacitástervezés).

17 A CIM rendszerek háromirányú integráltsága
A CIM rendszerek és részrendszereik osztályozását - a korszerűség igényével - általában az automatizáltsági szintekre és a funkcionális szerepekre, vagyis a rendszerek és részrendszerek külső jellemzőire alapozzák. Létezik azonban egy másik, elméletileg jól megalapozott osztályozási mód is, amely az alkatrészgyártó rendszerek belső hierarchiáját objektív jellemzők alapján határozza meg. Ez az osztályozás az autonóm termelőegységek szintjén és a gyártási folyamat közvetlen vezérlésének szintjén belül még két-két további szintet különböztet meg a 3.1 ábra jobboldali részén látható módon (Detzky Iván javaslata a gyártórendszerek belső hierarchiájára vonatkozóan) A CIM rendszerek háromirányú integráltsága

18 CIM tevékenységmodellek
CIM technikai és technológiai eszközrendszerének rendkívül gyors fejlődése és terjedésének növekvő üteme szükségessé teszi a gépgyártási folyamatok tevékenységmodelljeinek folyamatos korszerűsítését. A témakörben megjelenő nagyszámú publikáció közös alapjaként az a felismerés tekinthető, hogy a termelési folyamatok technológiai és informatikai részfolyamatokból tevődnek össze, amelyek számítógépes integrációja a CIM fogalmának lényege.

19 CIM-rendszerek struktúrájának és információs kapcsolatainak szemléltetése körszektoros modellel (CIM-Wheel).

20

21 Az ISO TC 184 által javasolt ún
Az ISO TC 184 által javasolt ún., „Y-modell” a CIM struktúrájának és fő funkcióinak szemléltetésére

22