Zeit ist Geld. Dieses Faktum gilt auch im Schaltschrankbau. © Cablemarder/Pixabay
Wie sieht die Fertigung von Schaltschränken in der Zukunft aus? Dieser Frage ging das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) ...
... der Universität Stuttgart nach. Klar ist, es gibt noch viel Potenzial in Sachen Zeiteinsparung.
320 Seiten umfasst ein Stromlaufplan (SLP) im Durchschnitt – die durchschnittliche Verdrahtungszeit auf SLP-Basis beträgt 54 Stunden und damit 49 Prozent der gesamten Fertigungszeit. 16,74 Stunden werden bei durchschnittlich 500 Drähten pro Schaltschrank allein für das Lesen der Dokumente aufgewendet. Das sind interessante Erkenntnisse der Studie „Schaltschrankbau 4.0 – Eine Studie über die Automatisierungs- und Digitalisierungspotenziale in der Fertigung von Schaltschränken und Schaltanlagen im klassischen Maschinen- und Anlagenbau“, die das ISW der Universität Stuttgart im Jahr 2018 erstellt hat.
Einsparpotenziale im Engineering
Aus den gesammelten Daten leiten die Wissenschaftler ab, dass Unternehmen, die heute noch projekt- oder aufgabenorientiert arbeiten, durch den Umstieg auf funktionsorientiert aufgebaute, modulare Stromlaufpläne bei ihrem Engineering-Prozess bereits 45 Prozent der benötigten Zeit einsparen können. Stromlaufpläne und Konstruktionszeichnungen müssen dafür in modulare und funktionale Einheiten unterteilt werden. Diese Einheiten wiederum müssen nur einmal konstruiert und geprüft werden, um anschließend ohne weitere Prüfung verwendet werden zu können. Der nächste Schritt, die Einführung von Optionstechniken und Produktkonfiguratoren, weist laut ISW-Studie ein Einsparpotenzial von rund 40 Prozent auf.
3D ist der Schlüssel
Auffallend ist, dass 92 Prozent der befragten Unternehmen immer noch zweidimensionales Engineering einsetzen. Alexander Verl, Leiter des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen: „Generell stellt sich die Frage: Warum werden im Engineering noch zweidimensionale Konstruktionspläne erzeugt, wenn die Fertigung eines Schaltschrankes ohnehin in drei Dimensionen erfolgt? Diese Dimensionsreduzierung ist eher kontraintuitiv und kontraproduktiv. Bis zu 35 Prozent der Engineering-Zeiten und bis zu 22 Prozent der Fertigungszeiten können eingespart werden, da den Konstruktionsplänen blind vertraut werden kann. Dreidimensionale Konstruktionszeichnungen bieten auch für die Werker und in der Fertigung selber Vorteile.“ 55 Prozent der Fertigungszeit, führt die ISW-Studie weiter aus, lassen sich in der mechanischen Bearbeitung einsparen, wenn digitale Konstruktionszeichnungen zum Beispiel zur Bearbeitung der Montageplatte und der Korpuswände des Schaltschranks genutzt werden. Immerhin 90 Prozent weniger Zeitaufwand fallen bei der elektrischen Bestückung an, wenn digitale Schaltschrankmodelle für eine Vorkonfektionierung der Klemmen genutzt werden.
Weiterhin befasst sich die Studie „Schaltschrankbau 4.0“ mit Trends wie Fließfertigung contra Nestfertigung, Auslagerung und innerbetriebliche Fertigung und multimediale Endgeräte. Thematisiert wird auch die Notwendigkeit von mehr Logik und Intelligenz angesichts einer zunehmend vernetzten Produktionsumgebung, der eine große Anzahl dezentraler Schaltschränke mit mehr Teilevielfalt und Betriebsmitteln gegenübersteht.
Das Untersuchungsdesign
Das Forscherteam analysierte zunächst die gängige Praxis des Schaltschrankbaus in zwölf deutschen Unternehmen. Um die Lage möglichst repräsentativ beschreiben zu können, wurden kleine Maschinen- und Anlagenbauer in der Untersuchung ebenso berücksichtigt wie Großunternehmen. 78 Prozent der befragten Unternehmen führen die Schaltschrankfertigung innerbetrieblich durch. 63 Prozent sprachen von großer Teilevielfalt und gaben mehr als 50 Prozent Sonderanteil an. Die Einzelergebnisse der Bestandsaufnahme in den Abteilungen Konstruktion/Engineering und Fertigung/Montage unterteilt die Studie in die Prozessprofile „klassisch“, „standardisiert“ und „automatisiert“. (BS)
Die Studie ist exklusiv bei Eplan unter https://discover.eplan.eu/schaltschrankstudie erhältlich.
www.eplan.at