Datenmodellierung zur marktgerechten Führung der Produktionsbereiche

223 Pages·1994·6.206 MB·German

by  Dipl.-Inf.-Wiss. Thomas W. Hellmuth (auth.)

Thomas W. Hellmuth
Datenmodeliierung zur
marktgerechten Führung
der Produktionsbereiche
Informatik und
Unternehmens
führung
Herausgegeben von
Prof. Dr. Kurt Bauknecht, Universität Zürich
Dr. Hagen Hultzsch, Deutsche Bundespost
Telekom, Bonn
Prof. Dr. Hubert Österle, Hochschule St. Gallen
Dr. Wilhelm Rall, McKinsey & Company, Stuttgart
Die Informatik ist die Basis unserer 'Informationsgesellschaft' .
In vielen Wirtschaftszweigen bildet sie mittlerweile eine strategische
Größe - sei es als externer Faktor, der zur strukturellen Veränderung
einer Branche beiträgt, oder sei es als aktives Instrument im
Wettbewerb. Das Management der Informatik wird somit zuneh
mend zur Führungsaufgabe. Deshalb wendet sich diese Reihe in
erster Linie an Führungskräfte der mittleren und oberen Leitungs
ebene aus Wirtschaft und Verwaltung, die im Rahmen ihrer Tatigkeit
zunehmend den Herausforderungen der Informatik begegnen
müssen. Die Beiträge sollen dem besseren Verständnis der
Informatik als wertvolle Ressource einer Organisation dienen.
Die Autoren wollen neuere Strömungen im Grenzbereich zwischen
«Informatik und Unternehmensführung» sowohl anhand praktischer
Fälle erläutern, wie auch mit Hilfe geeigneter theoretischer Modelle
kritisch analysieren. Der interdisziplinären Diskussion zwischen
Informatikern, Wirtschaftsfachleuten und Organisationsexperten,
zwischen Praktikern und Wissenschaftlern, zwischen Managern
aus Industrie, Dienstleistungsgewerbe und öffentlicher Verwaltung
soll dabei breiter Raum eingeräumt werden.
Datenmodeliierung
zur marktgerechten
Führung der
Produktionsbereiche
Von Thomas W. Hellmuth, Ulm
B. G. Teubner Stuttgart 1994
Dipl.-Inf.-Wiss. Thomas W Hellmuth
Geboren 1968 in Lauda. Studium des Maschinenbaus an der Berufsaka
demie Heidenheim. Diplomabschluß zum Dipl. -Ing. (BA) im Herbst 1990.
Von 1990 bis 1992 Aufbaustudium der Informationswissenschaften an der
Universität Konstanz mit dem Studienschwerpunk1 Informationsmanage
ment. Abschluß zum Dipl.-Informationswissenschaftler im Herbst 1992.
Seit Januar 1993 wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungszentrum
der Daimler-Benz AG in Ulm. Betreuung und Durchführung internationaler
Forschungsprojekte im Themenumfeld Produktdatenmodellierung, Con
current Engineering und CAD-CAM Kopplung. Seit Mitte 1993 Disserta
tion mit dem Thema STEP-Informationsmanagement. Ziel der Dissertation
liegt in der Entwicklung einer flexiblen, praxisrelevanten und -erprobten
Einführungsstrategie für den internationalen Standard zum Austausch von
Produktmodelldaten (STEP).
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Hellmuth, Thomas W.:
DatenmodelIierung zur mark1gerechten Führung der
Produk1ionsbereiche / von Thomas W Hellmuth, - Stuttgart :
Teubner, 1994
(Informatik und Unternehmensführung)
ISBN 978-3-519-02190-2 ISBN 978-3-322-94699-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-94699-7
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Je
de Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes
ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt beson
ders fürVervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Ein
speicherung und Verarbeitung in elek1ronischen Systemen.
© B. G. Teubner Stuttgart 1994
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1994
Gesamtherstellung: Präzis-Druck GmbH, Karlsruhe
Einbandgestaltung: Peter Pfitz, Stuttgart
Vorwort
Die Gestaltung betrieblicher Informationssysteme befindet sich im Umbruch.
Bisher lag der Schwerpunkt auf der Implementierung von Insellösungen. Fragen,
welche die Auswahl der Hardware und die Entwicklung der Software für die
computergestützte Abwicklung spezifischer Funktionalitäten betrafen, standen da
bei im Vordergrund. Vermehrt ist jedoch zu erkennen, daß die rasche Weiterent
wicklung der Informatik zu grundsätzlich neuen Vorgehensweisen bei der Ge
staltung betrieblicher Informationssysteme führen muß.
Die Datenmodellierung. wird dabei eine zentrale Rolle einnehmen. Aus diesem
Grund streben heute viele Unternehmen die Integration ihrer Informationsver
arbeitung über eine konsolidierte Datenarchitektur in Form von Datenmodellen an.
Am Beispiel der Arbeitsplanung wird die CIM-Datenmodellierung als strategische
Aufgabe und als Arbeitstechnik anhand einer Problemstellung aus der Praxis vor
gestellt. Die Konzeption des vorliegenden Buches sieht eine durch die gesamten
Ausführungen hindurch verfolgbare Zweiteilung in Theorie und Praxis vor.
Nach einer kurzen Vorstellung des für dieses Buch relevanten Praxisprojektes
werden die theoretischen Prinzipien der Datenmodellierung aus einer ganzheit
lichen Sicht erläutert. In Zusammenhang mit dem zu modellierenden An
wendungsbereich der Arbeitsplanung, wird eine methodische Vorgehensweise,
angelehnt an die Objekttypenmethode, entworfen. Dieser Leitfaden, vereint mit
den spezifischen Anforderungen an solch ein Datenmodell, bildet die Basis für die
praktische Umsetzung. Neben der detaillierten Realisierung ist ein weiterer
wesentlicher Aspekt dieses Buches die Darstellung von Weiterentwicklungs
potentialen im CIM-Umfeld durch den Einsatz der Produktdatenmodellierung
mittels STEP (Standard for the .Exchange of Eroduct Model Data).
Das vorliegende Buch richtet sich somit einerseits an einen Personenkreis, der
sich auf operationaler bzw. konzeptioneller Ebene mit der Integration von betrieb
lichen Informationssystemen befaßt. Andererseits wird durch die theoretische
Basis, die kritische Diskussion der Datenmodellierung als auch der daraus re
sultierenden Chancen ebenso das Management und die Lehre angesprochen.
6 Vorwort
Ich danke Herrn Prof. Dr. Erich Ortner, Lehrstuhl für Informationsmanagement an
der Universitat Konstanz, für seine hilfreiche Unterstützung.
Ein weiterer Dank gilt Dr. Dieter Haban, allen Kollegen bei der Daimler-Benz AG
sowie allen Freunden, die zum Gelingen dieses Buches beigetragen haben.
Ulm, April 1994 Thomas W. Hellmuth
Geleitwort
" ... Und als sie dann baueten mit Hohfahrt, ward der Turm schlecht gefüget. Stein
paßte nicht zu Stein, und sie konnten einander nicht verstehen, weil jeder in seiner
Sprache redete und keiner den anderen verstand ... " - Damit es den Entwicklern und
Benutzern von Informationssystemen nicht genauso geht wie den im Buche
Moses des Alten Testaments beschriebenen Turmbauern zu Babel, wurde in den
aOer Jahren die Disziplin DA TENMODELLIERUNG entwickelt. Die gesamten
Datenressourcen einer Organisation sind von einer gemeinsamen, unternehmens
weit geklarten fachbegrifflichen Basis aus einheitlich zu definieren. Inzwischen gibt
es kaum ein Unternehmen, das die Bedeutung dieser Aufgabe für integrierte,
flexible Informationssysteme nicht erkannt hat. Datenmodellierung hat sich zur
Standardaufgabe in der Informationsverarbeitung entwickelt. Und der Rationalisier
ungsbereich SPRACHE ist in das Blickfeld integrierter Computeranwendungen
gerückt.
Einen Meilenstein auf diesem Entwicklungsweg bildet STEP (Standard for the Ex
change of Product Model Data). STEP geht über bekannte Standards auf dem Gebiet
der Datenverwaltung und Datenkommunikation hinaus, weil nicht nur Austausch
FORMATE, sondern auch deren INHAL T international standardisiert wird. Den
Kern bildet ein übergreifendes Produktdatenmodell, welches die integrierte Ver
waltung aller produktdefinierenden Daten eines Produktlebenszyklus branchenüber
greifend unterstützt.
Für die Datenmodellierung sind in den letzten Jahren zahlreiche Modelle und Me
thoden entwickelt und in den Unternehmen eingesetzt worden. Man kann sie in
die beiden Gruppen DIAGRAMMUNTERSTÜTZTE METHODEN und Verfahren
mit einem METHODISCH-NA TÜRLlCHSPRACHLlCHEN ANFANG einteilen. In der
vorliegenden Arbeit fallt nach eingehender Prüfung die Entscheidung für einen natür
lichsprachlichen Ansatz. Die OBJEKTTYPENMETHODE wird praxisnah erlautert,
und es wird ihr Einsatz in einem Projekt der Arbeitsplanerstellung (im Rahmen
von STEP) prototypisch vorgestellt.
8 Geleitwort
DatenmodelIierung ist kein einmaliges Projekt, sondern eine PERMANENTE AUF
GABE im Unternehmen. Dies bringt die vorliegende Arbeit klar zum Ausdruck.
Dem Autor ist es gelungen, eine gut verständliche Einführung in die Datenmodel
Iierung nach der Objekttypenmethode zu schreiben. Es ist zu begrüßen, daß damit
eine anwendungsorientierte, an strategisch wichtiger Stelle - nämlich im Bereich des
Computer Integrated Manufacturing (CIM) - positionierte Darstellung der Objekt
typenmethode vorliegt. Der NUTZEN dieses Buches würde deutlich gesteigert,
wenn es die Verantwortlichen in Industrie und Unternehmen selber lesen und erst
dann an ihre Fachleute weitergeben würden.
Prof. Dr. Erich Ortner
Lehrstuhl für Informationsmanagement
Universität Konstanz
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 5
Geleitwort 7
I Einleitung 17
1.1 Problemstellung 17
1.2 Ziele der Untersuchung 20
1.3 Aufbau des Buches 23
II Das Kooperationsprojekt GENOA 25
2.1 Zielsetzung von GENOA 25
2.2 Architektur / Aufbau des Systems 26
111 Datenmodellierung 29
3.1 Das "Jahrhundert Problem der Informatik" 29
3.2 Funktions-versus datenorientierter Vorgehensweise 30
3.2.1 Funktionsorientierte Vorgehensweise 30
3.2.2 Datenorientierte Vorgehensweise 31
3.3 Grundlagen der Datenmodellierung 32
3.3.1 Definition "DatenmodelIierung" 32
3.3.2 Drei-Schema-Architektur nach ANSI-SPARC 33
3.3.3 Semantische Datenmodelle 35
3.3.3.1 Das Entity-Relationship-Modell (ERM) 36
3.3.3.2 Das Objekttypenmodell (OTM) 38
3.3.4 Einordnung der DatenmodelIierung ins Vorgehensmodell
des Software-Engineering 40
3.4 Nutzeffekte der DatenmodelIierung 42
3.5 Vorstellung einer Methode zur DatenmodelIierung 43
3.6 Verwaltung der Ergebnisse 49
10 Inhaltsverzeichnis
IV Arbeitsplanung 51
4.1 Einordnung der Arbeitsplanung in das betriebliche Gesamtgefüge 51
4.2 Aufgaben der Arbeitsplanung 53
4.3 Die konventionelle Arbeitsplanung 54
4.4 Die rechnergestützte Arbeitsplanung 56
4.5 CAP -Systeme 57
4.6 Quo Vadis CIM ? 59
4.6.1 Der Integrationsgedanke der CIM -Philosophie 60
4.6.2 Die technische Datenbank 64
4.6.3 Die CIM-Komponenten und ihre Funktionen 64
Exkurs: STEP - Eine Einführung 66
E.1 Die heutige Situation des Produktdatenaustausches 66
E.2 Die Entwicklung von STEP 68
E.3 Ziele von STEP 69
E.4 Fundamentale Prinzipien 70
E.5 Struktur von STEP 70
E.6 Aktueller Entwicklungsstand 73
E.7 Die Modellierungssprachen EXPRESS und EXPRESS-G 74
E.8 EXPRESS / STEP -Werkzeuge 80
E.9 Methodik der Produktdatenmodellierung in STEP 83
E.10 Zusammenhang von ANSI-SPARC und STEP 87
E.11 Bezugsquellen von STEP-Dokumenten 88
V Anforderungen an ein CAP-Datenmodell 91
5.1 Technologieunabhängigkeit und fachliche Konsistenz 92
5.1.1 Anwendungsneutralität 92
5.1.2 Systemunabhängigkeit 92
5.1.3 Eingliederung von Integritätsbedingungen 93
5.1.4 Beseitigung unkontrollierter Redundanz 94
5.1.5 Schaffung einer zentralen Kommunikationsbasis 95
5.1.6 Zusammenfassung 95