Moderne Züge fahren punktgenau und sind unter extremen Temperaturen, in sandigen Wüstenregionen oder durch kilometerlange Tunnel zuverlässig und sicher unterwegs. Sie vereinen energieeffiziente Antriebe, Rekuperationsbremsen zur Stromrückspeisung, digitale Diagnosesysteme und ausgefeilte Brandschutz- und Tunnelsicherheitskonzepte. Ein Zusammenspiel aus Fahrzeug- und Infrastrukturtechnik, das im Hintergrund hochkomplex ist, den Fahrgästen aber vor allem eines bietet: eine zuverlässige, sichere und komfortable Reise.

Bei der Herstellung von Zügen spielen Schaltschränke eine Schlüsselrolle. Pro Zug werden bis zu 35 Kilometer Kabel verlegt, unter anderem vormontiert in Abteilungen wie der Elektrovormontage am Hauptsitz von Stadler im schweizerischen Bussnang. Hier beim weltweit führenden Hersteller von Schienenfahrzeugen mit alternativen Antrieben und Zahnradbahnen entstehen Schaltschränke mit Steuerungen, Verdrahtung und Prüfungen, angepasst an Vibrationen, Druckunterschiede und kundenspezifische Designs. Dabei werden die Litzen, die in den Schaltschränken verdrahtet werden müssen, zu 85 Prozent hochautomatisiert hergestellt. Mit der Zeta 650 von Komax, die mit acht Prozessmodulen bis zu 36 Kabel ohne Umrüsten, ab Losgrösse 1 und just in time verarbeiten kann.

Stadler baut seit über 80 Jahren Züge. Und bewegt sich im Spannungsfeld aus wachsendem Mobilitätsbedarf, strengen Sicherheits- und Umweltanforderungen und rasantem technologischen Fortschritt. Stadler bietet Mobilitätslösungen im Schienenfahrzeugbau, Service und Signaltechnik und beschäftigt 17’100 Mitarbeitende an 8 Produktions-, 8 Engineering- sowie über 80 Servicestandorten weltweit. Wir haben mit Livio Risi, Abteilungsleiter Elektrovormontage bei Stadler in Bussnang gesprochen und wollten mehr über die Herausforderungen im Schienenverkehr und in der Herstellung von Zügen und Schaltschränken wissen.

Sicherheit ist im Schienenverkehr das oberste Gebot. Was bedeutet das in Hinsicht auf die Herstellung von Zügen und deren Infrastruktur?
Die Qualitätsansprüche innerhalb sämtlicher Abteilungen bei Stadler sind gross. In meinem Bereich organisieren wir interne Schulungen, um Elektriker auszubilden und sie auf die Besonderheiten der Branche vorzubereiten. Anders als ein Handwerks- oder Hauselektriker muss das Fachpersonal hier ständige Erschütterung, die der Zug während der Fahrt erleidet, einkalkulieren. Das hinterlässt Spuren. Alles, das nicht fest sitzt, erzeugt Reibung, was gerade in Hinsicht auf die Verarbeitung von Kabeln berücksichtigt werden muss. Unsere Mitarbeitenden kontrollieren alles nach dem Vieraugenprinzip, danach wird die Korrektheit der Verdrahtungen und des Schaltschranks mit einem Prüfcomputer sichergestellt. Das wird alles abteilungsintern gemacht.

Warum ist Automatisierung ein Thema im Railway-Bereich?
Fachkräftemangel und steigende Personalkosten sind auch bei uns ein Thema. Wir sind auf hervorragende Elektriker angewiesen, weshalb wir sehr daran interessiert sind, vor allem monotone Arbeiten durch die maschinelle Fertigung zu ersetzen. Besonders im Kabelkonfektionsbereich und natürlich auch aus Qualitätsgründen. Trotzdem wird bei Stadler in Bussnang, dem Hauptkompetenzzentrum für die gesamten Tailor-Made-Fahrzeuge, die Verdrahtung der Schaltschränke auch in Zukunft händisch vorgenommen werden. Wir stellen Spezialfahrzeuge wie Werkslokomotiven, Rettungszüge oder Zahnradbahnen in Kleinserien her. Diese konzipieren und bauen wir so kundengerecht wie möglich, wobei das Einbaukonzept oft herausfordernd ist. Bei diesen Projekten sind die Schaltschränke komplex und nicht standardisiert. Deshalb können sie nur händisch verdrahtet werden.

Welches sind aus Ihrer Sicht die Gründe für den aktuell noch niedrigen Automatisierungsgrad in der Branche?
Der Hauptgrund ist, dass auch Aufträge mit grossen Stückzahlen bei weitem kleiner sind als beispielsweise in der Automobilindustrie. Eine Bahn ist viel spezifischer als ein Auto und jeder Auftrag unterscheidet sich vom Vorherigen, etwa durch ein anderes Lichtraumprofil. Bei Grossaufträgen sprechen wir bei uns von zirka 300 Fahrzeugen, nicht von mehreren Hunderttausend pro Serie, wie das in der Automobilindustrie üblich ist. Die Handarbeit ist aufgrund der vielen Anpassungen also effizienter als die Automation.

Automatisieren können und wollen wir in gewissen Teilbereichen, zum Beispiel bei der Kabelkonfektion oder beim Schweissen. Bei gewissen Projekten reduzieren wir dank der Automatisierung die Durchlaufzeit und erzielen so eine Produktivitätssteigerung von etwa 15 Prozent.

Im Schienenverkehr spielen Schaltschränke eine zentrale Rolle. Auf was kommt es an und nach welchen Kriterien werden Schaltschräke bei Stadler produziert?
Wie viele Schaltschränke in einem Fahrzeug eingebaut werden müssen, hängt vom Anforderungskonzept und den Wünschen bezüglich Innenausstattung und Ausrüstung ab. Das heisst, ob zum Beispiel Reservationsanzeigen, Leuchten oder Steckdosen an jedem Sitzplatz angebracht werden sollen, und ob Infotainment-Elemente wie Bildschirme oder Internet gewünscht sind. Ein Designkonzept gibt vor, wo die Schaltschränke Platz finden und verbaut werden können. Dabei ist es die Aufgabe unseres Engineering-Teams, ein elektrisches Einbaukonzept zu entwickeln, das mit dem Designkonzept vereinbar ist. Innerhalb des Fahrzeugs werden Schaltschränke an diversen Orten untergebracht: Im Deckenbereich, auf dem Dach oder im Untergeschoss. In einem Zug werden dabei zirka 35 Kilometer Kabel verlegt.

Bei Stadler achten wir natürlich darauf, dass alle Normen eingehalten werden. Ausserdem stellen die Aspekte Platz und Sicherheit ein zentrales Thema dar, denn wir stellen ein Endprodukt her, das fährt und Menschen transportiert. Es ist für uns daher wichtig, ein qualitativ hochwertiges Produkt zu entwickeln, in dem Geräte und Komponenten verbaut werden, die diesen Ansprüchen entsprechen.

Wo kommen die meisten Schaltschränke zum Einsatz? In den Lokomotiven, den Waggons oder in der Infrastruktur?
Das ist je nach Fahrzeugkonzept unterschiedlich. Im Hochgeschwindigkeitsbereich verbauen wir viele Komponenten im Untergurt, also unter dem Fahrzeug. Bei Standard-Zügen werden zahlreiche Schaltschränke im Maschinenraum untergebracht, also im Bereich hinter dem Lokführer. Ein Platzproblem haben wir jedoch immer, denn das Ziel all unserer Kundinnen und Kunden ist es, mit einem Fahrzeug möglichst viele Passagiere transportieren zu können. Wir sind also stets bemüht, all diese Schaltschränke so unterzubringen, dass sie wartungs- und servicefreundlich sind, der Fahrgast aber trotzdem genügend Platz hat. Genau deshalb werden viele Komponenten ausserhalb des Fahrzeugs angebracht.

In Hinsicht auf die Infrastruktur hat Stadler ein eigenes, internationales Kompetenzzentrum für Signaltechnik aufgebaut. Der Bereich Signalling mit Hauptsitz im schweizerischen Wallisellen. Das Signalling-Portfolio umfasst Lösungen in den Bereichen automatisiertes und führerloses Fahren, Zugsicherung sowie Stellwerkstechnik. Stadler baut aber keine Gleise oder Oberleitungen und Bahnhöfe sind auch nicht unser Metier.

Welche Komponenten erhöhen aktuell die Nachfrage nach Schaltschränken in Zügen? Sind es Klima, Heizung, Konnektivität oder andere?
Das ist eine schwierige Frage. Ich würde sagen, es sind die komplexen Anforderungen der Kundschaft. Die Wünsche bezüglich dem, was in einem Zug alles implementiert werden soll und was ein Zug alles können muss. Dabei steht die Sicherheit an erster Stelle und nimmt somit auch den grössten Platz ein. Aber auch Aspekte wie die Stromerzeugung oder die Rekuperation, also die Tatsache, dass moderne Lokomotiven die Bremsenergie nutzen, um Strom ins Netz zurückzuspeisen, sind seit diversen Jahren ein grosses Thema.

Die Entwicklungen in den letzten 20 Jahren waren beachtlich. Früher hatte man im Zug ein Plumpsklo, heute kommt in gewissen Fahrzeugen wie dem FLIRT Evo eine sogenannte Vaperator-Toilette zum Einsatz, welche die Ausscheidungen trennt und zum Grossteil verdunsten lässt. Übrig bliebt ein Endprodukt, das am besten mit Kaffeesatz verglichen werden kann. Diese Toilette hat Stadler zusammen mit Lieferanten und Partnern entwickelt und sie erlaubt es dem Betreiber, den Toiletten-Tank nur noch etwa fünf Mal pro Jahr entleeren zu müssen und nicht mehr alle zwei Tage wie früher.

Je nach Land ist man manchmal positiv oder negativ überrascht, wenn man in einen Zug einsteigt. Von wo stammen die komplexesten Anfragen für Züge?
Wir sind auf der Welt breit aufgestellt und erhalten von allen Bereichen interessante und herausfordernde Aufträge. In Brasilien haben wir mit der He 4/4 die weltweit stärkste Zahnradlokomotive für die Güterstrecke von Sao Paulo zum Hafen in Santos entwickelt und auch die Züge der Corcovado-Bahn hoch zur Cristo-Redentor-Statue in Rio stammen von uns. Zurzeit dürfen wir auch für Saudi-Arabien ein sehr interessantes Projekt umsetzen, das vor allem wegen der Hitze und dem Sand herausfordernd ist. In Italien laufen Projekte mit Wasserstoff und auch in den USA haben wir mit dem FLIRT-H2 einen Regionalzug mit zwei Wagen und einem Wasserstoff-PowerPack für die San Bernardino County Transportation Authority geliefert.

Nicht zuletzt forschen und arbeiten wir an Projekten mit komplett führerlosem Betrieb. Ein Beispiel dafür ist die Waldenburgerbahn der BLT Baselland Transport AG, die bereits jetzt im teilautomatisierten Betrieb arbeitet. Dort muss der Lokomotivführer oder die Lokomotivführerin noch anwesend sein, übernimmt jedoch andere Aufgaben, als den Zug zu steuern. Beim führerlosen Fahren stellen die Knotenpunkte, also die Bahnhöfe, die grösste Herausforderung dar. De facto bauen wir aber immer noch Züge mit Führerstand. Es ist nicht anzunehmen, dass Züge auf komplexen Hauptstrecken in naher Zukunft gänzlich ohne Personal verkehren werden. Nicht zuletzt aufgrund eines Gefühls der Sicherheit. Menschen würden einem Zug, der zu hundert Prozent autonom fährt, wohl nicht vertrauen.

Was können Sie über die Zeta 650 berichten?
Wir können mit der Zeta 650 zwölf verschiedene Litzen einziehen, welche beim Ein- und Zuschneiden auf die richtige Länge auch gleich bedruckt werden. Ausserdem können wir auch noch eine Teilabisolierung machen, fünf verschiedene Aderendhülsen bestücken und sechs verschiedene Harting-Pins, also gedrehte Kontakte, anbringen. Wir können die Drähte bündeln und der Mitarbeitende kann diese Bündel nach und nach verdrahten. Die Qualität stimmt und die Drähte, die wir aus der Zeta 650 entnehmen, können direkt weiterverwendet werden. Wir sind sehr zufrieden.

Schön für mich ist ausserdem, dass ich heute unserem Engineering-Team sagen kann, dass sie sich genügend Zeit für das Aufarbeiten sauberer Daten nehmen können, weil wir Litzen nicht mehr bestellen, sondern selbst produzieren können. Innerhalb eines Tages. Das ist ein enormer Benefit. Wir haben so die Zeit, letzte Änderungen anzubringen, vor Produktionsbeginn nochmals alles zu überprüfen und können den Nachbearbeitungsaufwand massiv reduzieren.

Welchen Automatisierungsgrad konnten Sie mit der Zeta 650 erreichen?
Wenn man das auf den Schaltschrank herunterbricht, haben wir einen Automatisierungsgrad von 85 Prozent. Das heisst 85 Prozent aller Litzen, die in unseren Schaltschränken verbaut werden, können wir mit der Maschine bearbeitet werden. Die restlichen 15 Prozent sind hauptsächlich Kabel mit grösseren Querschnitten, die die Maschine nicht abdeckt, sowie mehraderige Kabel, also solche, in denen mehrere Litzen zu einem Kabel verbunden sind. Meistens sind dies aber kleine Losgrössen.

Stadler nutzt auf der Zeta 650 die Cloud-Software WIRE Mind von WUSTEC für die Datenaufbereitung und Produktionsplanung. Wie stark trägt diese Kombination zur Effizienz Ihrer Prozesse bei?
WIRE Mind ist massgebend. Das Schöne an der WUSTEC-Lösung ist, dass sie uns genau sagt, welche Informationen der Maschine fehlen, um die Produktion durchzuführen. Wir können auch Informationen nachliefern, wenn zum Beispiel eine Bündelnummer in einer Verbindung fehlen sollte. Man kann mit WIRE Mind das ganze Mapping machen, damit Daten so zusammenstellt werden, dass die Maschine sie sofort verwenden kann. Und auch die ganze Beschriftung kann gesteuert werden. In unserer E3-Software von Zucken entwerfen wir das Schema und das Routing, also den ganzen Einbauplan, und können dort den gesamten Prozess vom Entwurf des Schaltschranks bis hin zur Fertigung planen. Ein Import dieser Daten in WIRE Mind ermöglich es uns, die Aufträge nochmals anzuschauen und sie dann direkt der Maschine zuzuweisen, welche sie ausführt.

Was schätzen Sie besonders bei und an Komax?
Wir sind immer äusserst kompetent beraten worden. Komax hat unseren Bedarf immer genaustens analysiert. Wir haben Komax einfach unsere Produktionsdaten zur Verfügung gestellt und die Experten haben uns für jedes Projekt die beste Lösung vorgeschlagen. In der Auswertung wurde uns mit der Zeta 650 eine Empfehlung vorgeschlagen, die uns bezüglich Qualität vollkommen zufrieden stellt.

Welche Veränderungen und Herausforderungen erwarten Sie in Ihrer Produktion in den kommenden Jahren?
Für mich ist es wichtig, dass wir unsere Möglichkeiten und Daten im Engineering noch besser nutzen können. Das bedeutet, dass im Schallschrankbereich Litzen verwendet werden müssen, die mit der Zeta 650 verarbeitet und bedruckt werden können. Ausserdem müssen die Datenbanken so gut übereinstimmen, dass keine Fehler unterlaufen. Mein Ziel ist es, dass die Lösungen, die hier bei uns in Bussnang erarbeitet werden, auch an anderen Standorten von Stadler zum Einsatz kommen. So können wir standortübergreifend profitieren.

Wie kann Sie die Komax Gruppe dabei unterstützen und was erwarten Sie von uns?
Jedem Komax-Mitarbeiter, der zu uns kommt, gebe ich Inputs und Aufgaben mit, denn es gibt auch noch Bereiche, in denen wir noch keine Lösung für die automatisierte Kabelkonfektion haben. Zum Beispiel arbeiten wir hier mit 20 Meter langen Kabelbündeln, die im Zug die Schaltschränke miteinander verbinden. Das Ablängen dieser Kabel wird bei uns noch händisch durchgeführt, an einem 20 Meter langen Tisch. Auch weil wir diese Kabelbündel danach noch in einen separaten Netzschlauch verpacken, was die grösste Herausforderung für eine automatisierte Lösung darstellt.