Effizienz im Engineeringprozess Ein Zusammenspiel von Systemen und Produkten

Zeit- und Kostendruck bestimmen auch den Schaltanlagenbau. Prozessschritte dabei in sich geschlossen zu betrachten, vergeudet Potential. Stattdessen braucht es Systeme und Produkte, die durchgängig gedacht sind – von der Planung bis zur Inbetriebnahme.

Die technischen Anforderungen an die Konstruktion von Maschinen oder Gebäuden bewegen sich seit Jahren auf hohem Niveau. Mit zunehmend vernetzten Systemen und schwer absehbaren Entwicklungen werden sie auch zukünftig wachsen. Und die Forderungen nach immer kürzer werdenden Lieferzeiten, sinkenden Kosten und der wachsende Mangel an Fachpersonal stellen den Anlagenbau vor weitere Herausforderungen. Um dennoch wettbewerbsfähig und wirtschaftlich zu bleiben, braucht es effiziente und durchdachte Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Gefragt sind Hersteller, die Produkte und Systeme entwickeln, die auf die gesamte Prozesskette ausgelegt sind.

Der Kern des Prozesses: die Datendurchgängigkeit

Dass die Digitalisierung längst auch in Konstruktion und Engineering von Schaltanlagen angekommen ist, ist nichts Neues. Zur Projektierung von Schaltplänen und -anlagen haben sich dabei CAE-Systeme wie Eplan oder WSCAD durchgesetzt. „Mit den Lösungen dieser Anbieter müssen wir uns als Hersteller verzahnen können“, erklärt Frank Sellke, Business Development Manager beim Komponenten- und Lösungsanbieter Wago.

In Schaltanlagen, inklusive der Antriebstechnik, können durchaus zwei Dutzend Hersteller zum Tragen kommen, weiß Sellke. Wer eine Schaltanlage dokumentieren möchte, benötigt auch von diesen zwei Dutzend Herstellern alle Daten in der richtigen Form. Schließlich sollen alle Komponenten und Geräte am Ende genauso viel realen Platz finden, wie sie virtuell angegeben haben. „Deshalb müssen wir zusehen, dass wir für unsere Produkte die Daten in bestmöglicher Form bereitstellen“, eklärt Frank Sellke.

Die Produktdaten sind aber nicht nur für eine umfängliche Projektierung gefragt: Wer digital ein gutes Abbild des entstehenden Schaltschranks oder Verteilers hat, kann mit Hilfe von Simulationen vieles bereits im Vorfeld virtuell testen. Etwa, wie warm eine Anlage wird und ob weitere Klimatisierungsleistung nötig ist. So lassen sich bereits am Anfang der Prozesskette mögliche Stolpersteine erkennen. Werden sie frühzeitig behoben, lassen sich im Laufe der weiteren Entwicklung Zeit und Ressourcen sparen. „Da ist jeder Hersteller gefragt, neben Größe, Farbe und Gewicht noch viel mehr Daten zu seinen Produkten zu liefern, damit diese spezialisierten Tool-Elemente für die Simulation auch sauber und zuverlässig funktionieren“, so Sellke weiter.

Das Zusammenspiel zwischen Herstellern und Systemanbietern beruht dabei nicht nur auf der Pflege und Bereitstellung der technischen Daten zu den Produkten. Auch herstellerspezifische Tools müssen ihre Daten automatisch mit führenden Systemen austauschen können, um Prozesse weiter zu optimieren. „Je besser das bidirektional funktioniert, desto mehr Sinn hat es dann auch“, so Sellke. Ein Beispiel: Abschlussplatten für Reihenklemmen sind elektrisch erst einmal nicht relevant und werden daher im Stromlaufplan über gängige Tools nicht abgebildet. Sie sorgen aber dafür, dass berührbare Metallflächen, die elektrisch leitend sind, sicher abgedeckt werden – werden also trotzdem benötigt.

Herstellerspezifische Tools sollten austauschbereit sein

„Jetzt kann man im Wago Konfigurator Smart Designer genau das machen: Man importiert die vordefinierte Klemmenleiste. Die Klemmen werden dann auf der Hutschiene nacheinander aufgereiht und einer Plausibilitätsprüfung unterzogen“, erklärt Sellke ein wichtiges Feature, das Wago mit seinem eigenen 3D-Onlinekonfigurator aufgegriffen hat. Das Programm verfügt über Schnittstellen zu verschiedenen CAE-Tools und ermöglicht so die einfache Übernahme bestehender elektrotechnischer Planungsstände.

Fehlen da die genannten Abschlussplatten oder andere wichtige Zubehörteile, werden diese automatisch der Klemmenleiste hinzugefügt und vervollständigen diese. Um am Ende eine komplette Stückliste zu erhalten, muss dieses Ergebnis anschließend wieder über die verfügbaren Schnittstellen in das führende System zurückgespielt werden. Was zunächst wie ein zusätzlicher Prozessschritt aussieht, ist – bei einem guten Zusammenspiel beider Systeme – ein sinnvoller Designcheck, der für eine komplette Stückliste sorgt und einen möglichen Zeitverzug bei der Montage durch fehlende Zubehörteile zuvorkommt.

Beschriftungsmöglichkeiten besser nutzen

Auch im Sinn einer effizienten „Staffelübergabe“ zwischen verschiedenen Prozessschritten macht der Einsatz herstellerspezifischer Tools durchaus Sinn. Wenn beispielsweise bereits bei der Konstruktion an die Beschriftung der Klemmenleisten gedacht und diese über passende Systeme und Schnittstellen an den Installateur weitergegeben wird, spart das einen zeitintensiven Zwischenschritt; Arbeitsabläufe können ohne Einschnitt reibungslos weiterlaufen.

Der Blick auf die Systeme lohnt sich aber noch aus anderen Gründen. Bleiben wir beim Thema Beschriftung: Zum einen entfällt bei Tools die manuelle Übertragung von führenden CAE-Systemen in weitere Systeme (wie beispielsweise Excel), da die Tools der Hersteller häufig mit den passenden Schnittstellen ausgestattet sind. Zum anderen lohnt sich der Blick auf die erweiterten Möglichkeiten, die diese Tools bieten.

„Die Beschriftungsmöglichkeiten, die viele CAE-Tools bieten, schöpfen nicht unbedingt alle Möglichkeiten aus, die es bereits gibt und dem Kunden einen Mehrwert bieten“, weiß Sellke aus Erfahrung. Statt Klemmen nur einer Nummer zuzuordnen, ermöglicht zum Beispiel der Smart Designer von Wago Beschriftungsstreifen mit bis zu drei Zeilen automatisiert zu erstellen, sodass deutlich mehr Informationen auf einem Streifen untergebracht werden können. Damit können Anwender vor Ort schneller sehen, wo welches Signal aufliegt und für welche Funktion die Klemmen vorgesehen ist. „Das könnte eine zusätzliche Dokumentation sogar weitestgehend überflüssig machen, da die Klemmenleistenbeschriftung eben genug Hinweise und Informationen gibt, um sich zurechtzufinden“, fasst Sellke zusammen. „Das vereinfacht Verdrahtungsarbeiten und spart viel Zeit bei späteren Wartungen.“

Installation für den Nutzer einfach gestaltet

Während die Bereitstellung der Daten und das vernünftige Zusammenspiel verschiedener Systeme und Tools ein derzeit viel beachtetes Thema ist, arbeiten Hersteller wie Wago gleichzeitig daran, die Handhabung und Gestaltung der Produkte selbst effizienter zu gestalten. Die Entwicklung der Reihenklemmenserie Topjob S des Mindener Unternehmens ist deshalb in den letzten Jahren verschiedenen Trends und Anforderungen des Marktes gefolgt. „Im Schaltschrankbau ist die Betätigung mit einem Werkzeug sehr verbreitet“, so Sellke. „Wir erleben aber auch, dass viele Verdrahtungsarbeiten nach wie vor im Feld passieren, wo nicht immer sichergestellt ist, das richtige Werkzeug zur Hand zu haben. Deshalb sollen unsere Reihenklemmen auch unabhängig von genau einem passenden Werkzeug sein.“

Darum hat das Unternehmen sein Reihenklemmenprogramm – das auch die Möglichkeit bietet, eindrähtige Leiter und solche mit Aderendhülse direkt zu stecken – zusätzlich mit einer Drücker- und einer Hebelbetätigungsvariante ausgestattet. „Mit der Hebelvariante haben wir damit sogar eine Klemme, bei der der Installateur vor Ort auf gar kein Werkzeug mehr angewiesen ist, und mit dem Hebel eine visuelle Markierung der von ihm zu tätigen Anschlüsse hat“, so Sellke. „Das schließt Fehler aus und beschleunigt die Installation.“

Zusammenspiel aller Beteiligten erhöht die Effizienz

Effizienzsteigerungen sind eine relevante Stellschraube, um im Schaltanlagenbau wirtschaftlich und wettbewerbsfähig arbeiten zu können. Das größte Optimierungspotential bietet dabei ein besser verzahntes Zusammenspiel aller an der Wertschöpfungskette Beteiligten. Nur wenn Prozesse sowie Produkte und Systeme von der Planung bis zur Installation und Wartung durchdacht sind, ergibt sich ein effizienter Engineering-Prozess. Die Datenbereitstellung und der bidirektionale Datenaustausch stehen dabei neben Nutzer-zentrierten Produkten und Tools an oberster Stelle. Der Gewinn: ein insgesamt schnellerer und Ressourcen schonender Gesamtprozess. [ud]

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