Bedeutung digitaler Zwillinge für Planung, Fertigung und darüber hinaus

Individualisierung ist auch hier gefragt

Dass sich mit Hilfe von Digitalisierungsmaßnahmen auch der Schaltschrankbau effizienter gestalten lässt, ist weitgehend unbestritten. Eine wichtige Grundlage für die Effizienzsteigerung der damit verbundenen Arbeitsschritte ist die Verwendung von digitalen Zwillingen, also virtuelle Abbilder von Produkten und Prozessen aus der realen Welt. Die Firma Wago macht ihren Kunden den Einstieg in dieses häufig als sehr komplex empfundene Thema so einfach wie möglich. Steffen Winther, Market Manager Engineering Services beim Mindener Lösungsanbieter, erläutert im Gespräch mit dem SCHALTSCHRANKBAU, wie dies gelingen kann.
Bild 1 | Am Beispiel einer Mini-Reihenklemme hat Wago auf seiner Website aufgeführt, wie digitale Zwillinge für konkrete Produkte aussehen können.
Bild 1 | Am Beispiel einer Mini-Reihenklemme hat Wago auf seiner Website aufgeführt, wie digitale Zwillinge für konkrete Produkte aussehen können.Bild: Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Der Geschäftsbereich Engineering Services bei Wago beschäftigt sich intensiv mit den Wertschöpfungsketten seiner Kunden und berät diese bei den Themen Datenaufbereitung und Schnittstellen-Implementierung in Bezug auf die im Schaltschrank notwendige Verbindungstechnik. „Dabei möchten wir dazu beitragen, Deutschland nicht nur als Engineering-Hochburg, sondern auch als Fertigungsstandort von Schaltschränken zu sichern. Durch das richtige Maß an Digitalisierung können wir dies erreichen“, zeigt sich Steffen Winther überzeugt. Als hauptsächliche Herausforderungen für die Branche nennt er dabei fünf Punkte: ständig steigender Preisdruck, Fachkräftemangel, die Forderung nach immer kürzeren Lieferzeiten, ineffiziente Arbeitsabläufe und Qualitätsmängel sowie nicht reproduzierbare Prozessabläufe. Dabei sei es entscheidend, das nicht selten abstrakte, wenig griffige Thema Digitalisierung auf jeden Schaltanlagenbau-Betrieb individuell heruntergebrochen zu betrachten. „Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass es überhaupt keinen Sinn macht, bei Kunden Vorträge darüber zu halten, welche theoretischen Möglichkeiten die Digitalisierung bietet. Jeder Schaltschrankbauer möchte in seinem Arbeitsalltag abgeholt werden. Geschieht dies nicht, baut sich vielfach von vornherein eine Skepsis auf, die nur sehr schwer zu durchbrechen ist“, sagt Winther.

Den einen digitalen Zwilling gibt es nicht

Bild 2 | Digitale Zwillinge von Wago ermöglichen eine durchgängige digitale Wertschöpfungskette im Schaltanlagenbau. 28.000 Produkte für 3D-Daten in 60 verschiedenen Formaten stehen für die wichtigsten CRM-Systeme zur Verfügung.
Bild 2 | Digitale Zwillinge von Wago ermöglichen eine durchgängige digitale Wertschöpfungskette im Schaltanlagenbau. 28.000 Produkte für 3D-Daten in 60 verschiedenen Formaten stehen für die wichtigsten CRM-Systeme zur Verfügung.Bild: Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Auch in Sachen digitaler Zwilling geht es um Individualisierung. Denn das eine virtuelle Abbild eines Produktes, das auf alle Anwendungen passt, gibt es nicht. Z.B. müsse klar sein, in welchem Prozessabschnitt der digitale Zwilling verwendet werden soll. Stehe etwa der fertigungstechnische Aspekt im Vordergrund, sei dieser häufiger weniger komplex und lasse sich einfacher in den laufenden Prozess integrieren. Der digitale Zwilling in der Schnittstelle von der Planung zur Produktion ist eine detailgetreue visuelle Abbildung eines Objekts (z.B. eines Schaltschrankes) inklusive zahlreicher Informationen wie Verdrahtung mit allen Drahtwegen, Kabelkanälen und Hutschienen sowie sämtlichen Bohrungen und Ausschnitte. Die plastische Darstellung vereinfacht viele Tätigkeiten, da einzelne Positionen im Gewerk leichter erkannt werden. Verändert sich das Design eines Schaltschrankes während der Planung, wird dies automatisch im digitalen Zwilling übernommen und kann durch die nachgelagerte Produktion unverzüglich umgesetzt werden. Dadurch wird die Fertigung effizienter, der Durchsatz an Schaltschränken höher und die Qualitätssicherung vereinfacht. Wago bietet derzeit rund 28.000 digitale Zwillinge für 3D-Daten in 60 unterschiedlichen Formaten an. „Für uns als Komponentenhersteller besteht die Herausforderung darin, zum Beispiel unsere Klemmen möglichst vollständig zu beschreiben, also inklusive X/Y-Koordinaten für die Leiteröffnungen, zugehörige Brücker, usw. Nur so können unsere Kunden die digitalen Abbilder der Produkte in ihren Prozessen weiter verwenden“, erläutert Winther. Um das volle Potenzial digitaler Zwillinge auszuschöpfen, steht Wago im intensiven Dialog mit den einschlägigen CAD-Anbietern wie Eplan, WSCAD oder Zuken, aber auch mit Marktbegleitern. „Wir sind der Ansicht, dass wir zum Wohle des deutschen Schaltschrankbaus möglichst alle maßgeblichen Player an einem Tisch versammeln müssen und das Thema Wettbewerb in diesem Fall weitgehend außen vor bleiben sollte“, sagt Steffen Winther.

Gelungener ‚Use Case‘ in Sachen Datenaufbereitung

Der Aufwand für den Einstieg in das Thema digitaler Zwilling erhöht sich aber nicht nur für die Hersteller von Schaltschrankkomponenten, sondern auch für die Planungs- und Engineering-Abteilungen der Schaltschrankbauer. „Damit ein solcher Prozess aufgesetzt und die Vorteile von digitalen Zwillingen ausgeschöpft werden können, sollte ein Schaltanlagenbauer mindestens einen Mitarbeiter seiner Planungsabteilung möglichst exklusiv mit der Datenpflege und -integration betrauen. Denn erfahrungsgemäß funktioniert das nicht sehr gut, wenn Planer dies noch zusätzlich zu ihrem Tagesgeschäft erledigen müssen. Steht das Grundgerüst eines solchen Prozesses einmal, sind die Benefits dafür umso größer“, berichtet Steffen Winther. Als bereits realisierten gelungenen ‚Use Case‘ beschreibt er einen kleinen Schaltschrankbau-Betrieb, der Probleme mit seiner Material- und Lagerwirtschaft hatte. Konkret half Wago dieser Firma dabei, ihr Engineering dahingehend zu optimieren, dass die Materialbehälter vorkommissioniert an den Arbeitsplatz in der Fertigung gelangen, so dass die Mitarbeiter die Schaltschränke effizienter bestücken können. Die notwendigen Daten dafür wurden aus dem CAE-Programm WSCAD Universe herausgeleitet und in eine Datenbank integriert. „Das war relativ mühselig, da die Daten der unterschiedlichen Komponentenhersteller nicht standardisiert waren. Schließlich ist es uns gelungen, die notwendigen Daten für den Klemmenaufbau inkl. der dazugehörigen Beschriftung zu ermitteln. Am Ende erhielt der Kunde dann eine detaillierte Stückliste mit den zum jeweiligen Auftrag passenden Komponenten, nach der der Produktionsmitarbeiter seinen Materialbehälter bestücken konnte. Der Klemmenanreihplan wurde dem Behälter in Papierform beigelegt. Letztlich hat sich dieser Aufwand also gelohnt, da der Kunde seine Materialbevorratung sowie die nachgelagerten Arbeitsschritte entscheidend effizienter gestalten konnte.“

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