Der Kostendruck in den Märkten Energie, Maschinenbau, Bahntechnik oder System- und Gebäudeautomation steigt. Antworten sind auch von den Produzenten von Schalt- und Steuerungsanlagen gefordert. Tatsächlich besteht hier viel Optimierungspotenzial. Dies in einem so grossen Umfang, dass die Frage nicht lautet, ob interne Abläufe digitalisiert und automatisiert werden sollen, sondern wie und in welcher Reihenfolge. Komax hat deshalb den automatisierten Schaltschrankbau zum strategischen Thema erklärt und sich entsprechend aufgestellt. Zusammen mit spezialisierten Partnern bietet Komax im «Customer Center Industries» ganzheitliche, individuelle Lösungen an.

Engineering2Manufacturing mit virtuellem Zwilling

Das Optimierungspotenzial im Schaltschrankbau belegt auch eine Studie des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart. Im Ergebnis setzt sie auf einen virtuellen Zwilling der Schaltanlage im ECAD-System (Electronic CAD) als Dreh- und Angelpunkt für alle nachgelagerten Prozesse. Dabei wird im Unternehmen der volle Funktionsumfang eines ECAD-Systems genutzt.

Für das Gehäuse erzeugt der virtuelle Zwilling im ECAD-System alle CAM-Daten (Computer-aided Manufacturing) für die vollautomatisierte Blechbearbeitung durch CNC-Maschinen. Diese arbeiten hochgradig präzise, schnell und erstellen alle erforderlichen Konturen, sodass die Montage ohne jegliche Nacharbeiten erfolgt. Auch bei den mechanischen Bauteilen besteht grosses Verbesserungspotenzial. In vielen Betrieben längen Mitarbeiter an speziell ausgestatteten Stationen die Kabelkanäle, Trag- und Kupferschienen ab, fertigen Klemmleisten und Baugruppen vor und beschriften diese. Diese Arbeiten erledigen Maschinen und Roboter mittels ECAD-Daten messbar effizienter. Erst recht, wenn regelmässig verwendete Funktionsgruppen in Kleinserien für das Lager vorproduziert werden.

65 % schneller durch parallele Prozesse

Ein weiterer kostenreduzierender Erfolgsfaktor liegt darin, meistens durch einen Experten sequenziell abgearbeitete Tätigkeiten parallel auf mehrere, auch weniger qualifizierte Mitarbeiter zu verteilen. Sie sorgen dafür, dass das gesamte Projektmaterial mehr als doppelt so schnell einbaufertig zum entsprechenden Schaltschrank gelangt. Dies gelingt, weil bei Fertigungsstart alle benötigten Daten in Form von aussagekräftigen Unterlagen vorliegen. Diese ermöglichen es dem Team, Gehäuse, Schaltschrankkomponenten und Kabel zügig und fehlerfrei vorzubereiten. Unterstützung leisten Komax-Maschinen, die Kabel semi- bis vollautomatisch konfektionieren. Komax bietet so enormes Ersparnispotenzial für beides: Zeit und Material.

Bis zu 80 % beschleunigte Verdrahtung

Die mit Abstand zeitintensivste Aufgabe im Schaltschrankbau ist das Verdrahten. Im Schnitt braucht eine Fachkraft rund drei Arbeitstage, um einen typischen Schaltschrank mit etwa 380 Verbindungen zu verkabeln. Digitale Verdrahtungsdaten beschleunigen diesen Prozess um bis zu 80 %. Zudem kann die Arbeit von angelernten Mitarbeitern ausgeführt werden. Dafür wird dem Werker der Schaltplan digital per ECAD-Viewer angeboten – auf einem Tablet direkt neben dem Schaltschrank, wo er die Informationen benötigt. Hier kann er einfach durch die Dokumentation navigieren und auf Details in Stückliste, Klemmenplänen, Verdrahtungslisten oder auf die 3D-Ansicht des geplanten Schaltschrankaufbaus zugreifen. Durch Antippen findet er alle benötigten Informationen und erledigt seine Arbeit deutlich schneller als mit einer ausgedruckten Dokumentation. Liefern die ECAD-Artikeldaten keine für das Verdrahten relevanten Informationen, hilft die Komax-Software Digital Lean Wiring (DLW). DLW begleitet das Verlegen vorgefertigter Litzen Schritt für Schritt.

Virtueller Bauplan auch ab Foto

Für den Import und das Aufbereiten der Verbindungsdaten bietet DLW verschiedene Möglichkeiten. Kommen diese Informationen nicht aus dem ECAD-System, erlaubt es die Komax-Software, diese komfortabel virtuell zu ermitteln: Dazu wird ein hochaufgelöstes Foto des bereits mit den mechanischen Bauteilen ausgestatteten Schaltschranks eingelesen. Nun werden die Verbindungen einfach eingezeichnet und verarbeitet. Ein weiterer Vorteil von DLW: Ein Viewer führt auch angelernte Kräfte sicher und fehlerfrei durch den Verdrahtungsweg. Das entlastet die Experten im Betrieb. Diese können sich dort einbringen, wo fundiertes Fachwissen gefragt ist.

Rentabel ab Losgrösse 1

Mit DLW ist ein typischer Schaltschrank bis zu 20 Stunden schneller verkabelt. Das bedeutet eine durchschnittliche Kostenersparnis von bis zu 600 Euro pro Schrank. Dies gilt auch für Losgrösse 1. Zudem sind die meisten Projekte Varianten von Vorgängerprojekten mit bis zu 80 % Übereinstimmung. Genau hier erweist sich ein digitalisierter Engineering-Prozess mit elektronisch verfügbarer Dokumentation als enorm wertschöpfend. Ist der Schaltplan einer ähnlichen Anlage mit vergleichsweise wenigen Handgriffen angepasst und systemgestützt validiert, startet der Konstrukteur den Generierungslauf für die kompletten Beschaffungs- und Fertigungsunterlagen.

Flexibel bis kurz vor Auslieferung

Ein weiterer Vorteil zum Schluss: Digitalisierte Abläufe machen den Produzenten so flexibel, dass die meisten Kundenwünsche noch bis kurz vor Auslieferung umgesetzt werden können. Das ist möglich, ohne den Liefertermin zu gefährden, denn jede im Engineering eingearbeitete Änderung liegt sehr zeitnah digital ebenfalls in der Fertigung vor. Somit verlässt auch jeder Schaltschrank das Unternehmen begleitet von einer aktuellen «As built»-Dokumentation – das i-Tüpfelchen auf einem modernen, effizienten und rentablen Prozess.