Ein Software-Tool stellt dem Werker Daten zur Schaltschrankverdrahtung auf einem Tablet bereit.

Bild: Eplan

Schaltschrankverdrahtung Intelligente Assistenz

10.09.2017

Betriebsmittel im Schaltschrankbau verdrahten, ist eine rein manuelle und zeitaufwändige Tätigkeit. Durch eine intelligente Unterstützung des Bedieners mit einem „Smart-Wiring“–Tool kann sie zwar nicht vollständig automatisiert, aber vereinfacht und beschleunigt werden.

Losgröße 1 kostengünstig, mit modernen Methoden und Maschinen und höchster Qualität gefertigt: Das ist, auf einen kurzen Nenner gebracht, ein Kernziel der Digitalisierung auf „Shopfloor“-Ebene. Dabei sind weniger vollständig automatisierte Fabriken zu erwarten als vielmehr neue und ganz unterschiedliche Arten der Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. Hier gibt es eine Fülle von Ideen, Konzepten und bereits realisierten Projekten – vom Exoskelett über Datenbrillen bis zur Sprach- und Gestensteuerung von Maschinen.

Es ist nur konsequent, dass der Schaltschrankbau – konkret die Verdrahtung der elektrischen Betriebsmittel – mit gutem Beispiel vorangeht. Denn obwohl die Schaltschränke eine Kernkomponente der Automatisierungstechnik bilden, ist ihre Produktion bislang überraschenderweise selbst (noch) wenig automatisiert, da sie vielfach individuell geplant und gefertigt werden.

Visualisierung aller Informationen am Verbauort

In Zahlen ausgedrückt bedeutet das: Rund 40 Prozent und mehr der gesamten Produktionszeit im Steuerungs- und Schaltschrankbau entfallen allein auf die manuelle Verdrahtung der Betriebsmittel. Als Basis dient dabei zumeist die funktionale Dokumentation, das heißt, der Schaltplan. Für die „Übersetzung“ dieser Dokumentation in die Praxis der Verdrahtung sind hoch qualifizierte Fachleute mit ausgeprägtem Fachwissen und großer Erfahrung notwendig.

Seit einigen Jahren bereits gibt es Planungs-Tools wie etwa Eplan Pro Panel, die diese „Übersetzungsaufgabe“ erledigen und zudem eine genauere Planung erlauben. Zum Beispiel werden für jeden Draht die optimalen Verlegewege und die notwendigen Drahtlängen automatisiert ermittelt. Dadurch verbessert sich die Qualität der Schaltschrankfertigung.

Mit dem Smart-Wiring-Konzept von Eplan folgt nun der nächste Schritt, der den gesamten Prozess der Schaltschrankverdrahtung vereinfacht. Ein Software-Tool erledigt selbsttätig die Aufbereitung des Schaltplans zu Fertigungsdaten. Diese Daten werden dem Werker in digitaler Form, zum Beispiel auf einem Tablet, bereitgestellt und visualisiert. Dazu gehören, um nur die wichtigsten Aspekte zu nennen, Quelle-/Ziel-Beschreibung, Anschlusspunktbezeichnung, Querschnitt, Farbe, Drahtlänge, Endbehandlung und die exakten Verlegewege. Der Werker erhält diese Daten auf dem Bildschirm am Arbeitsplatz in Form einer Liste der zu installierenden Verbindungen, wobei jeder einzelne Schritt angegeben ist und, zum Beispiel beim Verlegeweg, grafisch angezeigt wird.

Ist die Verbindung installiert, quittiert der Werker den Arbeitsschritt, indem er einen Button nach dem Ampelprinzip auf Grün setzt. Das sorgt für Überblick und gibt jederzeit Auskunft über den Projektfortschritt. Nicht nur der Werker selbst, sondern zum Beispiel auch die Produktionsleitung ist jederzeit informiert, was erledigt ist und was noch verdrahtet werden muss. Im Mehrschichtbetrieb weiß der Werker der neuen Schicht, wo sein Kollege aufgehört hat und auch das parallele Bearbeiten eines Auftrags, zeitgleich durch mehrere Verdrahter, wird so unterstützt.

Grundlage ist E-CAD-System oder Excel-Liste

Basis der digitalen Darstellung ist üblicherweise das 3D-Layout des virtuellen Modells. Bietet es doch über die Detailinformationen zu jeder Drahtverbindung hinaus auch die Visualisierung der Verlegung und Installation jeder Verbindung. Aber auch ohne ein solches Layout lässt sich die neue Applikation produktivitätssteigernd einsetzen. So können beispielsweise Excel-Listen mit allen erforderlichen Verbindungsinformationen eingelesen werden. In diesem Fall entfällt allerdings die Visualisierung der Verlegewege. Das Grundprinzip der schrittweisen Abarbeitung und das genaue Anzeigen des Projektfortschrittes bleiben bestehen.

Auch Last-Minute-Änderungen, die im Schaltschrankbau zur Tagesordnung gehören, sind fortan kein Problem. Die Änderungen werden automatisch ermittelt und im Projekt ausgewiesen. Somit wird stets der aktuellste Planungsstand angezeigt, die Daten sind vollständig konsistent, ein manuelles Abgleichen von Projektständen entfällt. Der Werker muss nicht mehr überlegen, wie sich eine Änderung im gesamten Verdrahtungs- und Fertigungsprozess auswirkt. Auch zu deinstallierende oder zu entfernende Verbindungen werden angezeigt.

Die Software wurde von vornherein so konzipiert, dass sie sich optimal in die IT-Infrastruktur eines Industrieunternehmens integrieren lässt. Die Windows-Webserver-Client-Architektur erfüllt dabei alle Anforderungen an die Datenbereitstellung, -verwaltung und -sicherung. Projekte und Projektdaten, die zur Laufzeit generiert werden, lassen sich zentral bereitstellen; die Grundlage für paralleles Bearbeiten von Projekten mit mehreren Clients.

Mit Eplan Smart Wiring steht dem Schaltschrankbau ein offenes, für verschiedene E-CAD-Plattformen nutzbares Assistenzsystem zur Verfügung, das die Qualität der Verdrahtung verbessert, für Standardisierung im Prozess sorgt und zugleich Zeitersparnis ermöglicht. Damit ist die neue Applikation eine logische, wenngleich weitreichende Weiterentwicklung der Software-Unterstützung im Schaltschrankbau. Der Werker wird von „seinem“ Assistenten durch das Projekt geführt. Das beschleunigt nicht die Planung, wohl aber die Produktion und steigert die Qualität und die Reproduzierbarkeit nachhaltig.

Assistenz ermöglicht Produktivitätsfortschritte

Mit diesen Eigenschaften erfüllt die Software die „typischen“ Funktionen eines Industrie-4.0-Tools: Die genaue Planung und Digitalisierung von Arbeitsanweisungen, ihre Visualisierung in grafischer Form und die direkte Kommunikation mit dem Werker, zum Beispiel Quittierung durch Ampelfunktion, ermöglichen Produktivitätsfortschritte und Qualitätsverbesserungen. Außerdem schafft die Software die Voraussetzung dafür, auch weniger erfahrene Werker mit dieser Aufgabe zu betrauen, ohne dass Qualitätseinbußen zu befürchten sind. Und auf der Produktionssteuerungsebene ist stets der Projektfortschritt transparent.

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