CIM – Computer-Integrated Manufacturing

CIM (Computer-Integrated Manufacturing) bezeichnet ein Konzept, bei dem alle rechnergestützten Funktionen eines Industriebetriebs – von der Produktentwicklung über die Arbeitsplanung bis zur eigentlichen Fertigung und Qualitätssicherung – über eine gemeinsame Datenbasis miteinander verknüpft werden. Ziel ist ein durchgängiger Informationsfluss ohne Medienbrüche zwischen kaufmännischen und technischen Systemen.

Der Begriff entstand in den 1980er-Jahren als Vision der vollständig vernetzten Fabrik. Heute lebt das Grundprinzip in der vertikalen und horizontalen Integration moderner ERP-, MES- und Engineering-Landschaften weiter und gilt als gedanklicher Vorläufer von Industrie 4.0.

Grundidee und Funktionsweise

CIM beruht auf der Annahme, dass technische und betriebswirtschaftliche Abläufe in einem Fertigungsunternehmen nicht in getrennten Inseln, sondern als zusammenhängender Informationsfluss organisiert werden sollten. Daten, die einmal erfasst wurden – etwa eine Konstruktionszeichnung, eine Stückliste oder ein Arbeitsplan – sollen ohne erneute manuelle Eingabe in allen nachgelagerten Schritten verfügbar sein. Diese Durchgängigkeit reduziert Übertragungsfehler, verkürzt Durchlaufzeiten und schafft eine konsistente Datenbasis über den gesamten Produktlebenszyklus.

Kern des Konzepts ist die Unterscheidung zwischen einer betriebswirtschaftlichen und einer technischen Achse. Die betriebswirtschaftliche Seite umfasst die Produktionsplanung und -steuerung, also Auftragsabwicklung, Material- und Kapazitätsplanung. Die technische Seite bündelt die ingenieurnahen CA-Techniken. Beide Achsen treffen sich idealerweise an einer gemeinsamen Datendrehscheibe, die in heutiger Lesart der Stammdaten- und Prozesslogik eines integrierten Systems entspricht.

Bestandteile und das Y-Modell

Klassisch wird CIM über das sogenannte Y-CIM-Modell von August-Wilhelm Scheer beschrieben. Der eine Schenkel des „Y" steht für die Produktionsplanung und -steuerung (PPS), der andere für die technischen CA-Komponenten. Zu den wichtigsten technischen Bausteinen zählen:

• CAD – rechnergestützte Konstruktion und Zeichnungserstellung,
• CAE – ingenieurtechnische Berechnung und Simulation,
• CAPP – rechnergestützte Arbeitsplanung,
• CAM – Generierung von Steuerprogrammen für Maschinen,
• CAQ – rechnergestützte Qualitätssicherung.

Die untere Spitze des „Y" symbolisiert die Zusammenführung von kaufmännischen und technischen Daten. In modernen Architekturen übernimmt diese Rolle häufig ein MES als Bindeglied zwischen Planungsebene und Maschinensteuerung sowie ein PLM-System für die durchgängige Verwaltung der Produktdaten.

Relevanz im ERP-Kontext

Ein ERP-System bildet heute typischerweise die betriebswirtschaftliche Achse des CIM-Gedankens ab: Auftragsdaten, Materialwirtschaft, Disposition und Kapazitätsplanung laufen hier zusammen. Die Verknüpfung mit den technischen Systemen erfolgt über definierte Schnittstellen, etwa für den Austausch von Stücklisten und Arbeitsplänen zwischen PLM und ERP oder für die Rückmeldung von Betriebsdaten aus der Fertigung.

CIM ist insofern weniger ein einzelnes Produkt als ein Integrationsanspruch. Ob ein Unternehmen diesem Anspruch nahekommt, zeigt sich daran, wie reibungslos Informationen zwischen Konstruktion, Planung, Fertigung und kaufmännischer Abwicklung fließen. Eine konsistente Stammdatenpflege ist dabei die Voraussetzung – ohne saubere, eindeutige Datenbasis bleibt jede Integration brüchig.

Praxisbeispiel

In einem Maschinenbaubetrieb konstruiert die Entwicklung ein neues Bauteil im CAD-System. Aus dem Modell werden Stückliste und Geometriedaten abgeleitet und an das PLM übergeben. Die Arbeitsplanung erzeugt daraus Arbeitspläne und NC-Programme, während das ERP-System parallel den Fertigungsauftrag, die benötigten Materialien und die Termine plant. Während der Produktion meldet die Maschinenebene Stückzahlen und Laufzeiten an das MES zurück, das diese verdichtet ans ERP übergibt. Qualitätsdaten aus der Prüfung fließen in das CAQ-Modul. Im Idealfall ist jede dieser Stationen mit derselben Datenbasis verbunden – das ist der praktische Kern des CIM-Gedankens.

Umsetzungshinweise und Auswahl

In der Praxis scheiterte die ursprüngliche CIM-Vision oft an überhöhten Erwartungen, proprietären Schnittstellen und der Komplexität vollständig automatisierter Fabriken. Heutige Umsetzungen setzen daher auf offene Standards und modulare Integration statt auf eine monolithische Komplettlösung. Standards wie OPC UA für die Maschinenkommunikation und definierte Datenschnittstellen zwischen ERP, MES und PLM haben sich als pragmatischer Weg etabliert.

Bei der Systemauswahl ist entscheidend, wie gut sich die einzelnen Bausteine über Schnittstellen koppeln lassen und ob eine einheitliche Stammdatenführung gelingt. Sowohl breit aufgestellte Suiten – etwa von SAP, Microsoft, Infor oder Oracle – als auch spezialisierte Best-of-Breed-Kombinationen aus eigenständigen ERP-, MES-, CAD- und PLM-Lösungen können den Integrationsanspruch erfüllen. Maßgeblich sind nicht einzelne Produktnamen, sondern die Qualität der Datenflüsse zwischen ihnen.

Abgrenzung

CIM ist kein einzelnes Softwareprodukt und auch kein Synonym für ein ERP-System, sondern ein übergeordnetes Integrationskonzept. Es ist ebenso wenig mit reiner Fertigungsautomatisierung gleichzusetzen: Automatisierung betrifft die physische Ausführung, CIM den durchgängigen Informationsfluss. Vom heutigen Begriff Industrie 4.0 unterscheidet sich CIM vor allem in der Zeitstellung – Industrie 4.0 erweitert den Integrationsgedanken um Vernetzung über Unternehmensgrenzen hinweg, dezentrale Intelligenz und Echtzeitdaten aus dem Internet of Things.

Verwandte Themen

• ERP – Enterprise Resource Planning
• MES – Manufacturing Execution System
• SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition
• CAD – Computer-Aided Design
• CAM – Computer-Aided Manufacturing
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