Forschung und Praxis . Band 52 Berichte aus dem Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart, und dem Institut fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der UniversiUit Stuttgart Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. H. J. Warnecke Werner Neubauer Beitrag zur Analyse der Auswirkungen der Mikroelektronik; dargestellt am Beispiel der BUromaschinen-1 ndustrie Mit 27 Bildern und 47 Tabellen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1981 Dipl.-Ing. Werner Neubauer Fachgemeinschaft BOro-und Informationstechnik Dr.-Ing. H. J. Warnecke o. Professor an der Universitiit Stuttgart Fraunhofer-Institut fOr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Stuttgart D 93 ISBN-13:978-3-540-10991-4 e-ISBN-13:978-3-642-81699-4 DOl: 10.1007/978-3-642-81699-4 Das Werk ist urheberrechtlich geschOtzt. Die dadurch begrOndeten Rechte. insbesondere die der Ubersetzung. des Nachdrucks. der Entnahme von Abbildungen. der Funksen dung. der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege und der Speiche rung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben. auch bei nur auszugsweiser Verwendung. vorbehalten. Die VergOtungsansprOche des § 54. Abs. 2 UrhG werden durch die Verwertungsgesell schaft Wort'. MOnchen. wahrgenommen. © Springer-Verlag. Berlin. Heidelberg 1981. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen. Handelsnamen. Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nichtzu der Annahme. daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden dOrften. Gesamtherstellung: Drucken + Werben GmbH Zettachring 12 . 7000 Stuttgart 80 (Fasanenhof-Industriegebiet) . Telefon (0711) 7156906107/08. 2362/3020--543210 Geleitwort des Herausgebers Die Entwicklungen in der Produktionste'chnik in den letzten Jahrzehnten haben entscheidend zur positiven wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung in der Bundesrepublik Deutschland beigetragen. Die Produktivi tat konnte jedes Jahr urn durchschnittlich etwa 3,5 % gesteigert werden. Mechanisierung und Automatisie- rung wurden und werden stetig weiter vorangetrieben. Wahrend es sich bisher jedoch urn Verbesserungen an ein zelnen Maschinen und Anlagen sowie Verfahren handelte, werden heute aIle Unternehmensbereiche erfaBt, und man ist bemliht, das gesamte System Unternehmen bzw. Produk tionsbetrieb zu optimieren. Das klassische Bemlihen urn Optimierung des Einsatzes und Zusammenwirkens der Pro duktionsfaktoren Mensch, Maschine und Material muB heute erweitert werden urn die Berlicksichtigung sozialer Belange, gesetzlicher Auflagen, Probleme der Energieversorgung, schnellen Veranderungen an den Produkten und auf den Markten sowie Sicherung der Qualitat und der Lieferfahig keit. Von wissenschaftlicher Seite wird und muB dieses Bemlihen unterstlitzt werden durch die Entwicklung von Methoden und Vorgehensweisen zur systematischen Analyse und Ver besserung des Systems Produktionsbetrieb. Hier ist heute insbesondere auch der Fertigungsingenieur gefordert, nicht nur einzelne Maschinen und Verfahren zu beherrschen, sondern das gesamte komplexe System hinsichtlich der Ver knlipfung seiner Elemente durch zweckmaBigen Informations und MaterialfluB. Beispielhaft seien dazu nur hinsicht lich des Informationsflusses die heute gegebenen Moglich keiten der Datenerfassung und -verarbeitung in Ferti gungsplanung und -steuerung, an den einzelnen Produktionsanlagen sowie im ,Qualitatswesen genannt. 1m MaterialfluB geht es urn richtige.Auswahl und Ein satz von Fordermitteln, Forderhilfsmitteln sowie An ordnung und Ausstattung von Lagern. Der weiteren Auto matisierung in der Handhabung von WerkstUcken und Werkzeugen sowie der Montage von Produkten wird in nachster Zukunft allergroBte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Leistungsfahige Sensoren werden die Moglich keiten dafUr sehr stark vergroBern. Die beiden vom Herausgeber geleiteten Institute, das Institut fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart sowie das Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart, arbeiten in grundlegender und angewandter Forschung intensiv an den aufgezeigten Entwicklungen in der Pro duktionstechnik mit. Zur Umsetzung gewonnener Erkennt nisse wird die Schriftenreihe "IPA Forschung und Praxis" herausgegeben. Der vorliegende Band setzt diese Reihe fort, eine Ubersicht Uber bisher erschienene Titel wird am SchluB dieses Bandes gegeben. Dem Verfasser sei fUr die geleistete Arbeit gedankt, dem Springer-Verlag fUr die Aufnahme dieser Schriften reihe in seine Angebotspalette und der Druckerei fUr saubere und zUgige AusfUhrung. Moge das Buch von der Fachwelt gut aufgenommen werden. Hans-JUrgen Warnecke Vorwort des Verfassers Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als Referent in der Fachgemeinschaft BUro- und Informationstech nik, DUsseldorf. Bei Herrn Prof. Dr.-Ing. H.J. Warnecke, dem Leiter des Insti tuts fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb an der Uni versitat Stuttgart, bedanke ich mich ganz besonders fUr die wohlwollende Forderung und UnterstUtzung der Arbeit. Bei Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Stute bedanke ich mich fUr das Interesse und fUr die Anregungen und Hinweise bei der Durch sicht der Arbeit. Ein herzlicher Dank geht an Herrn Dr. phil. K. Kornwachs fUr seine offene und konstruktive Kritik. Herrn Dipl.-Kfm. K. Hegner und den Mitgliedern des Arbeits kreises Mikroelektronik in der Fachgemeinschaft BUro- und Informationstechnik danke ich fUr die UnterstUtzung bei der Datenerhebung. Stuttgart, 1981 Werner Neubauer INHALTSVERZEICHNIS Seite 0 ABKORZUNGEN 12 EINLEITUNG 13 2 ABGRENZUNG DES UNTERSUCHUNGSFELDES 15 2.1 Elektronische Bauelemente 15 2.1.1 Bedeutung der Begriffe 16 2.1.1.1 Mikroelektronik 16 2.1.1.2 Mikro-Rechner 16 2.1.1.3 Mikroprozessor 17 2.1.2 Entwicklungstendenzen 18 2.1.2.1 Mikroprozessoren 18 2.1.2.2 Speicher 19 2.1.2.3 Anwendungsbereiche der Mikroelektronik 19 2.2 Biiromaschinen 20 2.2.1 Die Biiromaschinen-Industrie 20 2.2.2 Funktionsprofil der Biiromaschine 22 2.2.3 Substitutionsprofil der Biiromaschine 22 3 AUFGABENSTELLUNG 3.1 Problematik bei der Anwendung der Mikroelektronik 22 3.2 Bisheriger Stand der Erkenntnisse 23 3.3 Zielsetzung der vorliegenden Arbeit 24 4 FUNKTIONSSPEKTRUM VON BOROMASCHINEN 26 4.1 Geratetechnische Struktur der Biiromaschinen 26 4.2 Funktionsprofile der Biiromaschinen 28 4.2.1 Diktiereinrichtungen 29 4.2.2 Schreibmaschinen 29 4.2.3 Schreibautomaten 30 4.2.4 Rechenmaschinen 31 4.2.5 Abrechnungsmaschinen 32 4.2.6 Registrierkassen 32 4.2.7 Biirodruckmaschinen 33 4.2.8 Biirokopiergerate 34 4.2.9 Fernkopiergerate 35 4.2.10 Postbearbeitungsmaschinen 35 4.3 Morphologischer Kasten der Biiromaschine 36 -10- Seite 5 GER~TEKONZEPTION VON BOROt4ASCHINEN 39 5.1 Umfeldfaktoren von BUromaschinen 39 5.2 Anwendung der Mikroelektronik bei BUromaschinen 40 5.2.1 Anwendbarkeitskriterien der Mikroelektronik bei BUromaschinen 41 5.2.1.1 Funktionsprofil des Mikro-Rechners 42 5.2.1.2 Funktionsprofil von BUromaschinen 45 5.2.2 Ermittlung der Anwendungsbereiche und -kriterien des Mikro-Rechners bei BUromaschinen 46 5.3 Substitutionsfeld der BUromaschinen 49 5.3.1 Substitutionsfeld innerhalb der BUrotechnik 52 5.3.2 Funktionsprofile innerhalb der Informations verarbeitung 53 5.3.2.1 BUrorechenanlage 54 5.3.2.2 Datenverarbeitungsanlage 54 5.3.2.3 DV-Orucksystem 55 5.3.2.4 Textsystem 55 5.3.2.5 Fernsprecher 56 5.3.2.6 Fernschreiber 56 5.3.2.7 BUrofernschreiber 56 5.3.3 Substitutionsfeld innerhalb der Informations verarbeitung 57 5.4 Geratetechnische Auspragung ausgewahlter BUromaschinen 60 5.4.1 Schreibmaschine 60 5.4.2 Registrierkasse 62 5.4.3 Adressiermaschine 64 5.4.4 Frankiermaschine 66 5.4.5 BUrokopi ergerat 67 6 EMPIRISCHE UNTERSUCHUNG DES STRUKTURWANDELS 69 6.1 DurchfUhrung der Untersuchung 69 6.1.1 Erhebungsmethode 69 6.1.2 Befragungsinhalt 70 6.1. 3 Auswahlkriterien des Befragtenkreises 71 6.1.4 Stichprobenumfang des Befragtenkreises 72 6.1.5 Auswertung 72 6.2 Ergebnisse der Untersuchung 74 6.2.1 GrUnde fUr die Anwendung der Mikroelektronik bei BUromaschinen 74 -11- Seite 6.2.2 GrUnde gegen die Anwendung der Mikroelektronik 76 6.2.3 Art der erfolgreichen Know-how-Aneignung tiber die Mikroelektronik 77 6.2.4 Informationsquellen zur Beobachtung der Mikroelektronik-Entwicklung 79 6.2.5 Stand und Verlauf der Mikroelektronik- Anwendung in der BUromaschinen-Industrie 81 6.2.6 Wandel in der Geriitekonzeption 82 6.3 Branchendaten fUr die Unternehmensleitung 85 6.3.1 Erfolg durch Mikroelektronik 86 6.3.2 Zeitverlauf der EinfUhrung der Mikroelektronik 87 6.3.3 Notwendige Investitionskosten und Kostenverlauf 89 6.3.4 Zeit-punkt der Umstellung 93 6.3.5 Innerbetriebliche Strukturiinderungen 95 7 PRAXISBEISPIEL 99 7.1 Funktionsprofil der mikroelektronischen Frankiermaschine 99 7.2 Substitutionsprofil 101 7.3 Erhebung des IST-Zustands und Abschiitzung der Strukturiinderung 103 7.3.1 Beschaffung 103 7.3.2 Arbeitsvorbereitung 106 7.3.3 Teilefertigung 108 7.3.4 Montage 110 7.3.5 Kostenstruktur 112 8 ZUSAMMENFASSUNG 113 9 SCHRIFTTUM 115 10 ANHANG 121 10.1 Ermittlung des SubstitutionsausmaBes 122 10.2 Fragebogen 124 10.3 Erliiuterungen zur Befragung 140 10.4 Erfahrungen bei den Interviews 141 10.5 Ergiinzende Bemerkungen zu den einzelnen Fragen 141 o AbkUrzungen DV Datenverarbeitung BT BUrotechnik NT Nachrichtentechnik IJE Mikroelektronik IJR Mikro-Rechner IJP Mikroprozessor SSI Small Scale Integration (GroBe der Integrationsdichte bei elektronischen Halbleitern) MSI Medium Scale Integration LSI Large Scale Integration VLSI Very Large Scale Integration ROM Programmspeicher RAM Datenspeicher E+K Entwicklung und Konstruktion Ie Integrierter Schaltkreis k Kilo- (103) M Mega- (106) G Giga- (109) T Tera- (1012)