Innovationspotentiale in der rechnerintegrierten Produktion durch wissensbasierte Systeme

Die Realisierung einer Rechnergeführten Fabrik unter dem Schlagwort CIM ist eine der größten Herausforderungen für die industrielle Produktionstechnik. Komplexe Informations- und Automatisierungssysteme steuern und überwachen die Fabrik der Zukunft. Doch die konventionelle Informations- und Datenverarbeitung erreicht ihre Grenzen dort, wo Wissen und Erfahrung zur Problemlösung im Vordergrund steht, und wo komplexe, unstrukturierte und nicht algorithmierbare Zusammenhänge angetroffen werden. Hier eröffnen die Methoden der Künstlichen Intelligenz und Wissensverarbeitung vielfältig neue Möglichkeiten. Unter diesen Randbedingungen will die vorliegende Arbeit Innovationspotentiale in der Rechnerintegrierten Produktion durch den Einsatz wissensbasierter Systeme erschließen. Dazu werden eingangs die grundsätzlichen Methoden und Hilfsmittel der Wissensverarbeitung erläutert. Diese Ausführungen erstrecken sich auf den Wissensbegriff selbst, auf die Methoden zur Wissensrepräsentation, Manipulation und auch Akquisition. Eine grobe Klassifizierung der Softwarehilfsmittel in Programmiersprachen und Werkzeugsysteme schließt sich an. Das nächste Kapitel beschäftigt sich mit dem Einsatz wissensbasierter Systeme in der Produktion allgemein. Erfolgreiche Systeme und interessante Prototypen aus den Anwendungsgebieten Diagnose, Arbeitsplanung, Konstruktion und Simulation werden vorgestellt. Die Wissensverarbeitung erfordert eine neue Qualifikation an Engineeringleistung. Die Aufgaben eines Wissensingenieurs werden im Zusammenhang mit dem Entwicklungsprozeß von wissensbasierten Systemen erläutert. Im anschließenden Kapitel wird ein wissensbasiertes Rahmensystem (WWS) für die Lösung von Planungs- und Konfigurationsaufgaben vorgestellt. Es besteht aus Komponenten für den Dialog, für die Wissensrepräsentation, für die Problemlösung und für den Wissenserwerb. Ein ereignisorientiertes Simulationssystem ist in die Problemlösungskomponente voll integriert. Mit Hilfe dieser logischen und programmtechnischen Integration von Konfigurations- und Simulationswerkzeugen ist es erstmals gelungen, völlig neue Möglichkeiten der Optimierung von Planungstätigkeiten in einem ganzheitlichen und wissensbasierten Ansatz zu erschließen. Innerhalb der industriellen Produktion gilt die Montagetechnik als weitgehend unerschlossenes Rationalisierungspotential. Als exemplarische Anwendung des wissensbasierten Werkzeugsystems (WWS) wurde das Expertensystem MOPLAN zur Planung von Montageanlagen implementiert. Als einziges System seiner Art ist es hardware- und softwareseitig voll in ein CIM-Konzept für die Montage integriert und kommuniziert mit einem dreidimensionalen Modellierer (ROMULUS). Damit steht der Montageplanung erstmals ein rechnergestütztes Werkzeug zur Verfügung, das für einen Großteil der Aufgaben bei der Grobplanung eingesetzt werden kann. Das letzte Kapitel beschäftigt sich mit alternativen Einsatzmöglichkeiten für das wissensbasierte Werkzeugsystem WWS. Hier ist in erster Linie die Planung von produktionstechnischen Anlagen im allgemeinen und die Planung von Flexiblen Fertigungssystemen im speziellen zu nennen. Aber auch zur Planung von Fertigungsabläufen und Fertigungsaufträgen kann das Werkzeug eingesetzt werden. Für die implizite offline-Programmierung von Industrierobotern wird hierzu ein Beispiel gegeben. Die vorliegende Arbeit zeigt das Spektrum der Einsatzmöglichkeiten wissensbasierter Systeme in einer Rechnerintegrierten Produktion auf. Angefangen bei der Konstruktion, über die Fertigungsplanung und -steuerung, bis hin zur Diagnose können mit Hilfe von wissensbasierten Konzepten vielfältige Innovationspotentiale erschlossen werden. Es wird deutlich, daß die Wissensverarbeitung eine wesentliche Komponente in der Fabrik der Zukunft darstellt. Mit dem Rahmensystem WWS und dem Expertensystem MOPLAN ist es gelungen, breit einsetzbare Werkzeuge als Basis für viele weiterführende Arbeiten im Bereich der Planung und Konfiguration zu schaffen. Damit wird auch ein Beitrag dazu geleistet, die Wissensverarbeitung in Forschung und Lehre zu etablieren.The realization of a computer-controlled factory under the catchphrase CIM is one of the greatest challenges for industrial production technology. Complex information and automation systems control and monitor the factory of the future. But conventional information and data processing reaches its limits where knowledge and experience are the focus of problem-solving and where complex, unstructured and non-algorithmic relationships are encountered. The methods of artificial intelligence and knowledge processing open up a variety of new possibilities here. Under these boundary conditions, the present work aims to develop innovation potential in computer-integrated production through the use of knowledge-based systems. To this end, the basic methods and tools of knowledge processing are explained. These explanations extend to the concept of knowledge itself, to the methods for representing knowledge, manipulation and also acquisition. This is followed by a rough classification of software tools in programming languages and tool systems. The next chapter deals with the use of knowledge-based systems in production in general. Successful systems and interesting prototypes from the fields of diagnosis, work planning, construction and simulation are presented. Knowledge processing requires a new qualification in engineering performance. The tasks of a knowledge engineer are explained in connection with the development process of knowledge-based systems. In the following chapter, a knowledge-based framework system (WWS) for the solution of planning and configuration tasks is presented. It consists of components for dialogue, for representing knowledge, for solving problems and for acquiring knowledge. An event-oriented simulation system is fully integrated in the problem-solving component. With the help of this logical and technical integration of configuration and simulation tools, it was possible for the first time to open up completely new possibilities for optimizing planning activities in a holistic and knowledge-based approach. In industrial production, assembly technology is considered a largely untapped rationalization potential. The MOPLAN expert system for planning assembly systems was implemented as an exemplary application of the knowledge-based tool system (WWS). As the only system of its kind, it is fully integrated in terms of hardware and software into a CIM concept for assembly and communicates with a three-dimensional modeller (ROMULUS). For the first time, assembly planning now has a computer-aided tool that can be used for a large part of the rough planning tasks. The last chapter deals with alternative uses for the knowledge-based tool system WWS. The planning of production engineering systems in general and the planning of flexible manufacturing systems in particular should be mentioned here. The tool can also be used to plan production processes and production orders. An example is given for the implicit offline programming of industrial robots. The present work shows the spectrum of possible uses of knowledge-based systems in computer-integrated production. Starting with the construction, through the production planning and control, up to the diagnosis, knowledge-based concepts can be used to open up a wide range of innovation potential. It becomes clear that knowledge processing is an essential component in the factory of the future. With the WWS frame system and the MOPLAN expert system, it has been possible to create widely applicable tools as the basis for many further work in the area of planning and configuration. This also makes a contribution to establishing knowledge processing in research and teaching

Facilitation of the financing of small and medium-sized enterprises by software-aided planning and controlling systems

In den Vorarbeiten dieser Arbeit konnte der Autor feststellen, dass die meisten mittelständischen Unternehmen (KMU) Defizite in der Unternehmensplanung und im Controlling aufweisen. Viele erstellen zwar Mengenplanungen für den Vertrieb oder die Produktionen, die Planung der Kosten erfolgt jedoch meist völlig unabhängig von den geplanten Leistungen. Oft genug werden die Planbilanz, Plan-GuV und der Finanzplan auf Basis der letzten Bilanzdaten erstellt und nicht direkt aus den logisch vorgelagerten Teilplänen abgeleitet. Damit kann die Konsistenz der Plandaten über alle Teilpläne nicht gewährleistet werden. Ein weiterer Mangel ist die Aktualität der Pläne. Die meisten Unternehmen erstellen nur einmal im Jahr einen operativen Plan, der dann nicht mehr überarbeitet wird. In erfolgreichen Unternehmen wurden dagegen zur Steuerung des Unternehmens kurzfristig (monatlich oder Quartal) sogenannte „Rolling Forecasts“, Prognosen oder Erwartungsrechnungen erstellt. Darüber hinaus werden immer wieder Handlungsalternativen mittels Simulationsrechnungen geprüft. Einer der zahlreichen Gründe, dass nach wie vor nur wenige Unternehmen eine professionelle, integrierte Planung durchführen, liegt im hohen, manuellen Aufwand für die Erstellung und Abstimmung der Teilpläne. Daher wird die Planung noch immer in mehr als 80 Prozent der planenden Unternehmen mit Spreadsheets durchgeführt. Der Einsatz moderner und professioneller Planungs- und Controllingsoftware zeigt, dass gegenüber dem Einsatz von Tabellenkalkulationen eine Reduzierung des Aufwandes für die entsprechenden Tätigkeiten von bis zu 70 Prozent erreicht werden kann. Durch die Integration der Unternehmensplanung und das Controlling kann Planungssicherheit durch Schlüssigkeit und Datenkonsistenz aller Pläne garantiert werden – ein Vorteil für die Unternehmen. Darüber hinaus spielen ein integriertes Controlling und Unternehmensplanung bei der Bonitätsbeurteilung von Unternehmen im Rahmen von Ratingverfahren nach Basel II jetzt und in Zukunft eine immer gewichtigere Rolle. Das Fehlen eines solchen Systems kann mitunter in einem schlechteren Rating, was wiederum zu ungünstigeren Kreditkonditionen führt, resultieren. Daher müssen kleine und mittelständische Unternehmen auch diesen Aspekt bei einer möglicherweise anstehenden Finanzierung beachten. Letztlich wird auch das Management sowie dessen Kompetenzen in diesem Zusammenhang analysiert und bewertet, da von ihm ähnliche Wirkungen auf die Bonität ausgehen. Leider sind beide Faktoren einer erfolgreichen Unternehmensführung in kleinen und mittelständischen Unternehmen häufig nicht besonders gut entwickelt. Sowohl beim Management und dessen Kompetenzen sowie auch beim Planungs- und Controlling-system bestehen starke Defizite. Der Autor verfolgt mit der vorliegenden Arbeit das Ziel, die Bedeutung eines softwaregestützten Planungs- und Controllingsystems in Verbindung mit einer angemessenen Managementkompetenz für die Unternehmensfinanzierung aufzuzeigen sowie deren mögliche Wirkungen zu analysieren und hervorzuheben. Im Ergebnis ist der Autor bestrebt, Vorschläge zum Aufbau zukünftiger Controllingsysteme zu erarbeiten sowie die Anforderungen an die Managementkompetenz mittelständischer Unternehmensführungen zu konkretisieren. Zur Erreichung des gesetzten Ziels wird der Autor zu Beginn alle im Rahmen des Themas relevanten Bereiche konkretisieren und ihre Bedeutung für die Arbeit erläutern. Dazu wurden neben der klassischen akademischen Literatur in erster Linie aktuelle Fachartikel sowie zahlreiche fremde Studien verwendet. Zu den angesprochenen Bereichen zählen hier die Gruppe der kleinen und mittelständischen Unternehmen in Deutschland sowie deren Finanzierungsprobleme, der Begriff der Managementkompetenz und der Aufbau von Controllingsystemen bestehend aus zahlreichen Controllinginstrumenten. In den Kapiteln zwei bis vier werden diese bearbeitet. Darauf fundierend wird der Zusammenhang zwischen den genannten Bereichen hergestellt und mit Fokus auf die Zielsetzung der Arbeit erklärt. Bezugnehmend auf die mittelständischen Finanzierungsprobleme werden dann die Anforderungen der Kapitalgeber an das Controlling eines KMU in Kapitel fünf formuliert. Nachdem die Grund-lage zum Verständnis softwaregestützter Planungs- und Controllingsysteme gelegt wurde, stellt der Autor diese im sechsten Kapitel ins Zentrum der Betrachtung. Quasi Top-Down, d.h. vom Groben ins Feine, werden diese Systeme nun in all ihren theoretischen und praktischen Facetten analysiert. Letztendlich soll die Wirkung des Einsatzes dieser Software für die Unternehmen im Hinblick auf die Finanzierungssituation und die Managementkompetenz ersichtlich werden. Zur Erarbeitung von Vorschlägen für den Aufbau künftiger Controllingsysteme ist es erforderlich, diese auch an kommenden Entwicklungen auszurichten. Aus diesem Grund beleuchtet der Autor im siebenten Kapitel Trends und zukünftige Rahmenbedingungen im Mittelstandscontrolling und leitet daraus seine Empfehlungen ab. Besonderes Augenmerk richtet er dabei auf die neuen internationalen Bilanzierungsnormen IFRS for SME sowie die Regelungen der Eigenkapitalunterlegung von Krediten gemäß Basel II. Kapitel acht fasst die gesamte Arbeit noch einmal vollständig mit ihren Ergebnissen zusammen.In the preparatory work of this doctoral thesis the author found out that most small and medium-sized enterprises have shortcomings in their corporate planning and controlling systems. Most of them only prepare target quantities for their sales department or production department, but the planning of costs mostly occurs independent of the planned benefits. Often the budgeted balance sheet, the budgeted income statement or the budgeted finance plan is generated on the basis of the latest facts from the balance sheet and not directly from the logical upstream operational budgets. Therefore the consistency of the planning data in all parts of the plan cannot be assured. A further shortage is that plans are not up to date. Most companies prepare their operational plan only once a year and do not revise it. In contrast, the control of successful firms in contrast is prepared in short periods of time and by “rolling forecasts”, outlooks or forecasts to the end of the year. Beyond it, many alternatives are proved by means of simulations. One of the numerous reasons for not using a professional and integrated planning system is the high effort of preparation and adjustment of these plans. Thus planning is still executed by spreadsheets in more that 80 percent of all firms. The implementation of modern and professional planning and controlling software shows that time and effort can be reduced by up to 70 percent as opposed to spread sheet calculations. Planning reliability and data consistency can be guaranteed by the integration of corporate planning and controlling. Furthermore such a planning and controlling system is relevant for credit rankings in the context of ratings according to Basel II. The absence of such a system can lead to a worse rating result, which in turn leads to bad credit conditions. Finally the quality as well as the competence of the management of a company are analysed and evaluated. Unfortunately none of the factors of successful corporate management, a controlling system and appropriate management competence, are developed very well in small and medium sized enterprises (SME). Both have many deficits. With this paper the author wants to show the relevance of a software aided planning and controlling system in conjunction with appropriate management competence for corporate finance. As a result of his work, the author gives recommendations for the introduction of future controlling systems and specifies the requirements on the management competence of SME. To reach this goal the author starts by concretizing all relevant aspects and their impact for this paper. For this, the academic literature, current professional articles and numerous studies were used. The aspects are the group of small and medium-sized enterprises in Germany as well as their financing difficulties, the term “management competence” and the assembly of a controlling system composed of many controlling instruments. Later the author analyse the requirements of investors and especially creditors on these controlling systems for SME. The main part of this paper deals with all areas of corporate software-aided planning and controlling systems. Finally the effect of the software on the financing situation of a firm is shown. The author closes his thesis by identifying trends in this special software market and presenting further developments of the international accounting standards IAS/IFRS (IFRS for SME) regarding this software type

25 Jahre empirische Sozialforschung in Deutschland: ausgewählte Aspekte der Umfrageforschung

Die vorliegende Ausgabe versammelt ausgewählte Literatur- und Forschungsnachweise ab dem Jahre 1987 zu den wissenschaftlichen Methoden der empirischen Sozialforschung in insgesamt sechs Kapiteln. Im ersten Kapitel sind Nachweise zu den Erhebungstechniken: Computer Assisted Telephone Interview (CATI), Computer Assisted Personal Interview (CAPI) und Computer-Assisted Self Interview (CASI) zusammengestellt. Das zweite Kapitel umfasst Arbeiten zu den internetgestützten Befragungen. Im Kapitel drei sind Nachweise aufgeführt, die sich mit der Stichprobenziehung beschäftigen, die sich aufgrund der wachsenden Zunahme an Cati-Festnetz und Cati-Mobil Umfragen sowie der internetgestützen Befragungen ergeben. Kapitel vier gibt einen Überblick über die Entwicklung von Längsschnittuntersuchungen, unter besonderer Berücksichtigung von (Online) Access Panels. Im fünften Kapitel sind schließlich Arbeiten aufgeführt, deren Inhalt Fragen zur Qualitätssicherung und den Qualitätsstandards behandeln. Schließlich werden in Kapitel sechs Arbeiten aufgeführt, die sich mit dem Datenschutz bzw. dem Recht auf informationelle Selbstbestimmung beschäftigen