Hohes Potenzial zur Effizienzsteigerung in Entwicklung und Produktion
Ein Ziel, viele Wege
Die Schaltschrankfertigung ist gekennzeichnet von einer Verzahnung mechanischer und elektronischer Komponenten, einem relativ hohen Individualisierungscharakter, Druck nach kurzen Lieferzeiten und einem hohen Anteil an manueller Fertigung. Durch eine stärkere Digitalisierung der einzelnen Prozessschritte ergibt sich dadurch ein großes Potenzial zur Effizienzsteigerung sowohl in der Entwicklung als auch in der Produktion.
Durch eine Digitalisierung von Prozessschritten ergibt sich im Schaltanlagenbau eine hohes Effizienzpotenzial. (Bild: ©industrieblick/Fotolia.com)
Die Firma Phoenix Contact geht beispielsweise davon aus, dass nur 20 Prozent der Kosten bei der Schaltschrankfertigung Materialkosten sind und 80 Prozent Prozesskosten. Dieses Zahlen verdeutlichen das enorme Potenzial. Eine Studie des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen vermittelt einen Eindruck davon, wie hoch die konkrete Zeitersparnis durch Methoden der Industrie 4.0 ausfallen kann. Bei einer kompletten Automatisierung lassen sich bis zu 45 Prozent der Gesamtarbeitszeit für Konstruktion und Fertigung einsparen. Dieser Report soll einen Leitfaden darstellen für Unternehmen, die ihre Schaltschrankproduktion entweder noch nicht digitalisiert haben oder bereits digitalisierte Unternehmen, die weitere Anregungen für Einsatzfelder erfahren möchte.
Automatisierung in der Planung
Klassischerweise wird bei der Planung des Schaltschrankbaus für jeden Auftrag projektbezogen gearbeitet, also keine bereits vorhandenen Vorlagen benutzt. Durch den Einsatz von CAE-Systemen wird funktionales Konstruieren ermöglicht, also die Unterteilung des Schaltschranks in funktionale Einheiten, auf welche man bei neuen Aufträgen, je nach gewünschter Funktion seitens des Auftraggebers, zurückgreifen kann. Damit lässt sich der Prüfaufwand reduzieren, da bereits geprüfte funktionale Einheiten zum Einsatz kommen. Ein Beispiel für die Erstellung einer funktionalen Einheit sei der Kompressor der Werkzeugaufnahme spanender Maschinen. Hierfür sind Drucksensoren, I/O- Klemmen und Spannungsversorgung nötig. Diese Einheit wird inkl. des internen Stromlaufplans entworfen, geprüft und kann standardisiert in Folgeprojekten eingesetzt werden. Firmen, die auf diese Arbeitsweise zurückgreifen, berichten von bis zu 44 Prozent Zeitersparnis bei der Planung und Entwicklung neuer Schaltschränke gegenüber einer jeweils auftragsbezogenen Neuplanung. Ein weiterer Vorteil beim Einsatz funktionaler Einheiten und allgemein einer bereits bestehenden Komponentenbibliothek ist die Zeitersparnis und Vereinfachung beim Erstellen eines Angebots für den Kunden. Als Beispiel für eine Softwarelösung zur Angebotserstellung sei Eplan Cogineer genannt. Das Programm bietet die Auswahl von verschiedenen Funktionseinheiten eines Schaltschranks und einfach auszuwählende Sonderwünsche wie die Große von Motoren oder speziellen thermischen Schutz. Auf einer niedrigschwelligen Ebene kann so in kurzer Zeit und auch von Mitarbeitern ohne vertiefte Fachkenntnisse ein Angebot für einen Schaltschrank erstellt werden, welches eine ausreichende Kalkulationsgrundlage darstellt. Diese Standardisierungsansätze haben ihre Grenzen durch eine hohe Optionsvielfalt im Schaltschrankbau und durch den Sonderanteil sowohl der Funktionen als auch der benötigten Bauteile.
