Schaltschränke beherbergen im industriellen Umfeld meist elektrische und elektronische Komponenten einer Fertigungseinrichtung oder verfahrenstechnischen Anlage, die sich nicht direkt in der Maschine befinden. Im einfachsten Fall, bei sogenannten Klemmen- oder Verteilerkästen, enthalten sie nur Klemmen in Form von Klemmleisten zum übersichtlichen elektrischen Verbinden verschiedener Komponenten einer Anlage. Viele Schaltschränke beinhalten zudem auch Schutzschalter oder Sicherungsautomaten für die angeschlossenen Verbraucher. Der Aufbau solcher Schaltschränke erfolgt bei gängigen Baugrößen meist durch Schaltschrankhersteller oder bei Sonderbauformen durch den Maschinenhersteller selbst. Um das Innenleben und die Verkabelung kümmern sich häufig Spezialisten aus dem Bereich der Elektrotechnik. Ein häufig auftretendes Problem bei dieser sogenannten Werkstattfertigung ist die kaum vorhandene Standardisierung der Schaltschränke. Das bedeutet: Wenn der Kunde den gleichen Schaltschrank ein weiteres Mal bestellt, kann der Inhalt des Schranks zwar identisch sein, der Aufbau des Innenlebens aber signifikant von dem bereits gelieferten Schaltschrank abweichen. Dies führt bereits bei lokalem Einsatz der Schaltschränke zu Problemen. Beim standortübergreifenden oder globalen Einsatz der Schaltschränke ist ein standardisierter Aufbau aber von zentraler Bedeutung. Denn die meisten Projekte müssen mit immer weniger Fachpersonal vor Ort unter erhöhtem Zeitdruck in einer gleichbleibenden Qualität abgeschlossen werden.
Kundenspezifisch und doch standardisiert?
Dass Individualität auch standardisiert sein kann, ist kein Widerspruch in sich. Viele Kunden benötigen perfekt auf ihre Applikation abgestimmte Produkte und können daher nicht auf die Standardlösungen der Hersteller zurückgreifen. Deshalb konzipieren und erarbeiten Hersteller meist individuelle Lösungen gemeinsam mit dem Kunden. Damit keine wichtigen Punkte verloren gehen, halten sie die Anforderungen so detailliert wie möglich im Lastenheft fest und überführen diese anschließend in das Pflichtenheft der Konstruktion. Hier in der Konzeption beginnt bereits der Weg der industrialisierten Systemtechnik. Durch den Einsatz von standardisierter Software – wie z.B. Creo zur 3D CAD-Konstruktion, Eplan zum Zeichnen der Stromlaufpläne oder Pulsonix zum Leiterplattendesign – können Hersteller ihren Kunden bereits in der Entwicklungsphase Konstruktionsdaten zur Verfügung stellen. Diese kann der Kunde in seine Planungssoftware übernehmen. Das erleichtert die Bewertung und Prüfung des Konzepts auf seine Tauglichkeit in der Applikation signifikant und lässt den Kunden an jedem Schritt der Entwicklung teilhaben. Gemeinsam können Hersteller und Kunde so auch Probleme diskutieren und Lösungen noch vor Eintreten des Problems im Vorfeld erarbeiten. Wird z.B. bei der Temperatursimulation ein Hot Spot im Schaltschrank lokalisiert, kann der Hersteller mit dem Kunden besprechen, ob dieser Hot Spot durch das Zuführen eines Luftstroms in der Applikation gekühlt werden kann oder ob eine Konstruktionsänderung am Produkt selbst notwendig ist.
Baukastensystem sorgt für Wirtschaftlichkeit
Ein weiterer Vorteil der industrialisierten Systemtechnik ist der Einsatz von bereits praxiserprobten Komponenten aus dem Baukastensystem. Softwarelösungen wie z.B. Windchill ermöglichen es, Baugruppen, die in anderen Applikationen bereits erfolgreich zum Einsatz kommen, in einer Datenbank zu speichern. Bei neuen Projekten kann der Konstrukteur darauf zugreifen und muss Schutzschalter nicht mit Kabeln handverdrahten. Stattdessen kann er sich eines fertig entwickelten Stromverteilersystems bedienen, das die Stromführung mittels Stromschienen bereits integriert hat. In iterativen Schritten wird dann das Konzept so lange verfeinert, bis der Kunde die perfekte Lösung für seine Anwendung erhält und der Hersteller diese in einen ersten Prototypen überführen kann.
Worin unterscheidet sich industrialisierte Systemtechnik im Fertigungsprozess?
Um die Lösung einem ersten Praxistest zu unterziehen, ist der Bau eines Prototyps notwendig. Damit auch hier alles dokumentiert abläuft, kommen häufig Software-Programme wie Project Builder zum Einsatz. Diese ermöglichen das strukturierte Einsteuern des Produkts von der Konstruktion in die Fertigung. Von der Materialbestellung bis hin zum Terminieren des Auftrags wird alles in der Software erfasst und kann dem Kunden bei Bedarf bereitgestellt werden. Die im Fertigungsprozess erstellten Arbeitspläne dokumentieren den Zusammenbau des Systems. Dies stellt sicher, dass das Produkt auch bei zukünftigen Bestellungen immer den gleichen Aufbau hat. Der Arbeitsplan wird zudem digitalisiert und in eine Software eingelesen. Die Software dokumentiert jeden Arbeitsschritt und das Programm erlaubt es dem Facharbeiter erst dann den nächsten Montageschritt zu starten, wenn er den letzten erfolgreich beendet hat. Die Software verfügt über ein integriertes Schraubsystem, das z.B. zählt, ob alle Schraubverbindungen angezogen wurden und wenn ja, mit welchem Drehmoment. Das Schraubsystem stellt zum einen im Fertigungsprozess sicher, dass das Produkt die geforderte Qualität erreicht. Zum anderen schafft es eine hohe Transparenz zum Kunden hin, dem diese Daten ebenfalls bereitgestellt werden können. Im nächsten Schritt kommt die Erarbeitung des Prüfplans. Dieser gewährleistet, dass die vorgegebenen Qualitätsanforderungen erfüllt werden und alle Funktionen sichergestellt sind. Die beigelegte Produktdokumentation dient dazu, dem Anwender den Einsatz des Systems und dessen Handhabung bestmöglich zu beschreiben. Abschließend unterzieht der Hersteller die Prototypen im Prüflabor diversen Tests. Neben elektrischen Prüfungen, wie Kurzschluss, führt er je nach Anforderungen auch thermische oder Vibrationsprüfungen durch. Auch diese sind in Prüfprotokollen dokumentiert und der Hersteller kann sie dem Kunden bei Bedarf bereitstellen. Am Ende steht der erfolgreiche Einsatz des Systems beim Kunden. Dank der durchgehenden Dokumentation vom Konzept bis hin zum fertigen Produkt werden auch bei zukünftigen Bestellungen immer einheitliche Standards geliefert – egal ob bei Kleinstückzahlen oder Projekten mit mehrjähriger Laufzeit.
Fazit
Industrialisierte Systemtechnik bietet dank der stringenten Dokumentation aller Arbeitsprozesse vom Konzept bis zum Serienprodukt eine Vielzahl an Vorteilen. E-T-A ist seit knapp 75 Jahren ein verlässlicher Partner im Bereich Schützen, Schalten und Überwachen und verfolgt konsequent den Weg der industrialisierten Systemtechnik. Die hausinterne Entwicklungs- und Konstruktionsabteilung, die Fertigung sowie das zertifizierte Prüflabor ermöglichen eine schnelle und wirtschaftliche Umsetzung von kundenspezifischen Lösungen. Dabei konzipiert und fertigt das Unternehmen neben Lösungen im Bereich Schaltschrankbau auch Stromverteilungslösungen für den Bereich der Telekommunikation oder der Fahrzeugtechnik. E-T-A Stromverteilungssysteme sind dank modularem Aufbau flexibel erweiterbar und sorgen durch geringe Montagezeiten und wartungsfreundlichem Design für eine hohe Wirtschaftlichkeit.
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