Einführungsbeitrag zur dreiteiligen Serie 'Digitaler Schaltanlagenbau'
Den Prozess im Blick
Handschriftliche, zeitintensive und teils fehlerbehaftete Datenerhebungen, unzählige redundante Excel-Tabellen oder eine Vielzahl aneinandergereihter, manueller Arbeitsschritte - das sind nur einige Beispiele, die im konventionellen Schaltanlagenbau zur Tagesordnung gehören. Noch! Denn wie in fast allen Bereichen des privaten und beruflichen Lebens, schreitet die Digitalisierung auch im Fertigungsprozess von Schaltanlagen voran. Schaltanlagenbau wird digitaler - und das aus gutem Grund.
Bild 1 | Die Digitalisierung der Prozesse unterstützt Schaltanlagenbauer dabei, die vielfältigen Herausforderungen der Branche zu meistern.
Bild 1 | Die Digitalisierung der Prozesse unterstützt Schaltanlagenbauer dabei, die vielfältigen Herausforderungen der Branche zu meistern.Bild: Schneider Electric GmbH

In Fabrikhallen und hinter Gebäudefassaden werden die vielfältigen Möglichkeiten digitaler Schaltanlagen schon seit längerer Zeit geschätzt. Denn bestückt mit intelligenten Technologien sowie vernetzten und IoT-fähigen Komponenten, zahlen sie sich in puncto Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Zukunftssicherheit enorm aus. Zudem sind innovative Schaltanlagen wie etwa die Smart Panels von Schneider Electric als wichtiger Bestandteil einer modernen, stabilen Energieverteilung unverzichtbar. Und nicht zuletzt durch die im Einklang mit der Digitalisierung in schnellen Schritten fortschreitende Elektrifizierung verzeichnen sie einen enormen Bedeutungs- und entsprechenden Nachfrageschub. Doch obwohl sich in den Produkten und Lösungen der digitale Wandel zunehmend widerspiegelt, läuft die Weiterentwicklung von Konstruktion und Fertigung smarter Schaltschränke und -anlagen in vielen Unternehmen noch immer schleppend. Oftmals fehlt es einerseits an Wissen über die vielfältigen Möglichkeiten von Industrie 4.0, Digitalisierung und Automatisierung im Schaltanlagenbau, es hapert andererseits aber auch an der Investitionsbereitschaft, Zeit und an qualifiziertem Personal. Durchgehende Digitalisierungslösungen, die den kompletten Prozess des Schaltanlagenbaus abdecken, sind ebenfalls Mangelware.

Den Blick auf den Prozess gerichtet

Bild 2 | Grundsätzlich bedeutet Digitalisierung im Schaltanlagenbau, alle Prozessschritte intelligent zu verknüpfen und sukzessive zu automatisieren.
Bild 2 | Grundsätzlich bedeutet Digitalisierung im Schaltanlagenbau, alle Prozessschritte intelligent zu verknüpfen und sukzessive zu automatisieren.Bild: Schneider Electric GmbH

Wenngleich die Formulierung „Digitalisierung im Schaltschrankbau“ bislang überwiegend mit der reinen Produktgestaltung assoziiert wird, ist sie untrennbar mit einer prozessorientierten Perspektive verbunden. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, sind Schaltanlagenbauer heute mehr denn je gefordert, ihre internen Prozesse mit den digitalen Möglichkeiten auf ein neues Level zu heben. So gilt es, die komplexen Herausforderungen der Schaltanlagenbranche – geprägt durch sich schnell wandelnde und individuelle Kundenanforderungen bis zu Losgröße 1, eine hohe Auftragsfrequenz, Kosten- und Termindruck sowie Fachkräftemangel – zu meistern. Die Digitalisierung der Prozesse unterstützt die Schaltanlagenbauer dabei, sie schafft Wettbewerbsvorteile und eröffnet neue Geschäftsfelder, zum Beispiel Service-Dienstleistungen basierend auf Cloud-Services, Ersatzteilmanagement und vorausschauender Wartung. Denn die ganzheitliche Betrachtung des Schaltanlagenbaus – von der Planung über die Konstruktion bis hin zur Inbetriebnahme – offenbart einige Optimierungs- und Nutzungspotenziale. Unternehmen mit einem hohen Digitalisierungs- und Automatisierungsgrad können daraus entlang der gesamten Wertschöpfungskette ihren Nutzen ziehen. Laut einer aktuellen Studie der Deutschen Telekom zum Digitalisierungsindex Mittelstand profitieren Digital Leader der Industriebranche hinsichtlich Absatz und Umsatz, bei Produkt- und Servicequalität sowie bei der Entwicklung und Umsetzung neuer Ideen und Innovationen erheblich von der digitalen Transformation. Nicht zuletzt zeigen sich die Vorteile der umfassenden Integration digitaler Lösungen auch mit Blick auf die aktuell vielfach geforderte Resilienz zur Bewältigung von Krisensituationen. Doch was bedeutet Digitalisierung im Schaltschrankbau eigentlich? Grundsätzlich geht es darum, alle Prozessschritte intelligent zu verknüpfen und sukzessive zu automatisieren. Mit dem Ziel, den Herstellungsprozess im Sinne der Wettbewerbsfähigkeit effizienter, transparenter und flexibler zu gestalten – von Design, Konfiguration und Bestellung über Bau und Inbetriebnahme bis zum Endkundenkontakt und Services im laufenden Betrieb. Im Mittelpunkt stehen innovative, leistungsstarke und verknüpfte Softwaretools für Konfiguration, Produktauswahl, Netzberechnung oder Stromlaufplanerstellung und ein integrierter Workflow einschließlich vernetzter Daten und durchgängigem Informationsaustausch. Denn obwohl bereits heute an vielen Stellen unzählige Daten zur Verfügung stehen, werden diese häufig ohne Einordnung in das Gesamtsystem und somit ohne wirtschaftlichen Mehrwert genutzt.

Im Fokus: Digitaler Anlagen-Zwilling

Mit dem ‚Digital Twin‘ – einer datengestützten, virtuellen und möglichst genauen Darstellung der physischen Anlage inklusive Dokumentation, die als Grundlage für den kompletten Prozess dient – ist ein geeigneter Lösungsansatz vorhanden. Einmal angelegt, ergeben sich mit der durchgängigen und dynamischen Nutzung des digitalen Zwillings in jeder Projektphase enorme Vorteile: Im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren stehen z.B. bereits zum Beginn des Engineering-Prozesses alle Daten der eingesetzten Hersteller-Komponenten bereit und können unkompliziert in das jeweilige CAD- und CAE-Programm übernommen werden. Auch die Simulation von Investitionen, die Konfiguration unterschiedlicher Schaltschrank-Varianten inklusive nachträglicher Änderungen, etwa das Hinzufügen von Funktionen und Komponenten, sind im digitalen Prototyp einfacher realisiert. In Fertigung und Montage lassen sich wiederum mithilfe der digitalen Produktdaten und des exakt simulierten 2D- oder 3D-Modells, Zeit, Kosten und Fehlerquoten minimieren sowie Arbeitsschritte optimieren. Neben der 3D-Visualisierung fließen die im Digital Twin gespeicherten, einheitlich bereitgestellten Daten und Informationen – etwa Produkt-Makros, einpolige Stromlaufpläne, CAD-Zeichnungen, Schaltpläne, Benutzerhandbuch, Stücklisten und vieles mehr – dank offener Schnittstellen gewinnbringend über den kompletten Prozess hinweg in die jeweiligen Arbeitsschritte ein. In einer Art digitalem Repository sind sie über eine zentrale Plattform für alle Beteiligten verfügbar, wodurch sich die papierlose, digitale Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Prozessschritten vereinfacht, denn es sind Daten- und Wissensstände vereinheitlicht und Kommunikationsprobleme werden vermieden. Zudem ist beispielsweise anhand eines individuellen auf die Schaltanlage geklebten QR-Codes durch einfaches Scannen jederzeit der Zugriff auf die gesamte Dokumentation der Anlage möglich. Und auch die ordnungsgemäße Einhaltung von Dokumentationspflichten gängiger Industrienormen gestaltet sich weniger aufwändig.

Bild 3 | Anhand eines individuellen auf die Schaltanlage geklebten QR-Codes ist durch einfaches Scannen jederzeit der Zugriff auf die gesamte Dokumentation der Anlage möglich.
Bild 3 | Anhand eines individuellen auf die Schaltanlage geklebten QR-Codes ist durch einfaches Scannen jederzeit der Zugriff auf die gesamte Dokumentation der Anlage möglich.Bild: Schneider Electric GmbH

Fachkräfte sind entscheidend

Im Zuge dieser Entwicklungen und Trends rückt die Qualifikation und Förderung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in den Vordergrund. Mit spezifischen Schulungen und Online-Kursen unterstützen Hersteller wie Schneider Electric Schaltanlagenbauer daher dabei, stets auf dem Laufenden über lokale Normen und Kenntnisse zu bleiben, Digitalkompetenzen aufzubauen, die neuesten Informationen zu Technologien und Best Practices zu erhalten und ihr technisches Knowhow kontinuierlich zu erweitern.

Fazit – Hinweis Serie ‚Digitaler SAB‘

Abgesehen von umfassenden Kenntnissen über technologische Innovationen und digitale Möglichkeiten, ist es für Schaltanlagenbauer zunächst einmal wichtig, sich auf einen permanenten Digitalisierungsprozess einzulassen und das Bewusstsein für den aktuellen Prozess sowie mögliche Stellschrauben zu erhöhen. Welche digitalen Potenziale dann in Design, Konfiguration und Bestellung (Teil 1), Bau der Schaltanlage (Teil 2) sowie Inbetriebnahme, Übergabe und Service (Teil 3) sukzessive genutzt werden können, um Anlagen auch zukünftig ressourcenschonend sowie budget- und kundengerecht anzufertigen, das erfahren Sie in der dreiteiligen Serie ‚Digitaler Schaltanlagenbau‘.

www.se.com

Schneider Electric GmbH

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