Klemmbrett vs. Digital Twin

Ist der Arbeitsalltag im Schaltschrankbau noch zeitgemäß? Aufgrund meist individueller Kundenbedürfnisse ist eine Standardisierung der Produktionsprozesse von Steuerschränken – vom Entwurf über die Konfiguration und Fertigung bis hin zur Auslieferung – kaum möglich. Ein in vielen Bereichen noch analoger oder halbanaloger Workflow macht die Sache nicht einfacher. Redundante Excel-Tabellen, voneinander getrennte Datenbanken oder ein Mangel an bidirektionaler Kommunikation zwischen den Abteilungen erschweren effiziente Abläufe. Beispielsweise herkömmliche proprietäre Software-Tools für die Konstruktion von Steuerschränken sind für ihre Zwecke ausreichend, bringen jedoch einen großen Nachteil mit sich. Für spezifische Anwendungsbereiche konzipiert und optimiert, operieren diese innerhalb des Gesamtprozess des Steuerungsbaus meist als Insellösung und generieren Datensilos, die nicht für andere Prozessschritte genutzt werden können. Ein notwendigerweise meist händisches Übertragen der Daten kostet nicht nur wertvolle Arbeitszeit, es erweist sich auch als fehleranfällig. Für ein effizientes und flexibles Arbeiten braucht es entsprechenden Datenaustausch und bidirektionale Kommunikation – etwa über einen digitalen, ganzheitlichen Ansatz im Sinne von Industrie 4.0.

Prozessoptimierung von

der Planung bis zur

physischen Konstruktion

Zukunftsweisende Softwarelösungen müssen in allen Bereichen ineinandergreifen können. Nur auf diese Weise lassen sich Daten für mehrere Produktionsschritte nutzen und stehen so für eine bestmögliche Konzeptionierung der Anlage und einen effizienten Ablauf zur Verfügung. Entsprechende Softwaretools beschleunigen schon heute den Konstruktionsprozess von Steuerschränken. Anhand des umfassenden und aufeinander abgestimmten Software-Portfolios von Schneider Electric werden die Vorteile eines solchen Ansatzes im Folgenden skizziert. Die Elektro CAE-Lösung SEE Electrical 3D Panel+ des Schneider Electric Partners IGE-XAO setzt bei der digitalen Konstruktion von Anlagen an. Mithilfe von 3D Panel+ lässt sich die genaue Auslegung des Steuerschranks mit allen relevanten Komponenten und Kabeln vorausplanen. Im virtuellen Raum lassen sich Bauteile und Schienen unkompliziert platzieren und das Aderrouting vornehmen, während eine automatische Kollisionserkennung assistiert. Die nutzerorientierte Oberfläche erleichtert individuelle Projektierungen, bedarfsorientierte Ansichten sowie das einfache Ausgeben von ein- und allpoligen Verdrahtungsplänen. Als Stand-Alone-Lösung möglich, verfügt die Software über Schnittstellen zu branchengängigen Anwendungen für den Im- und Export von Daten über Excel. Die dreidimensionale Anlagenplanung anhand eines digitalen Zwillings zur abteilungsübergreifenden Kollaboration ist jedoch ein wesentlicher Vorteil. Diese virtuelle Simulation des Steuerschranks basiert auf den gesammelten Projektdaten, die durch Kalkulation, Dokumentation und Konstruktion entstanden sind. Digital verfügbar, können Beteiligte auf sämtliche Informationen eines Projektes zugreifen und Arbeitsschritte jetzt auch parallel ausführen. Relevante Dokumente wie Stücklisten sowie normenkonforme Stromlaufpläne lassen sich durch einen Mausklick schnell und unkompliziert erzeugen. Das papierlose Dokumentenmanagement ist damit Realität – ein weiteres Plus für die Nachhaltigkeit. Elektrische Komponenten erzeugen durch ihren Betrieb in der Regel Wärme. Die Web-basierte Wärmemanagement-Software ProClima verarbeitet eine Reihe spezifischer Temperaturdaten, um die richtige Temperaturreglungsmaßnahme für den Ausgleich zwischen der Umgebung und den in der Schaltanlage verbauten Komponenten vorzuschlagen. Nach der Erstellung einer Wärmebilanz definiert das Programm die besten Funktionen für Belüftung, Steuerung, Heizung und Kühlung gemäß der montierten Ausrüstung. Je nach Bedarf stehen weitere Softwaretools zur optimalen Anlagenkonstruktion zur Verfügung. Dazu zählt beispielsweise auch der Motor Control Configurator, ein Online-Konfigurator für die Auswahl der idealen Motorsteuerung und SPS für individuelle Projekte. Eine hohe Datendurchgängigkeit unterstützt auch dabei, wenn der Steuerschrank später in der Werkstatt physisch zusammengebaut wird. Baupläne und Fertigungsunterlagen stehen digital zur Verfügung und Schnittstellen zu CNC-Lösungen erleichtern die Kommissionierung einzelner Komponenten. Hierfür benötigten Daten können über Schnittstellen direkt an die Fertigungsmaschinen gesendet werden. Softwarelösungen wie 3D Shop Floor unterstützen den Elektrokonstrukteur schließlich Schritt für Schritt in der Bauphase. Auf einem Bildschirm oder Tablet mobil verfügbar, bietet das Tool eine virtuelle Unterstützung und steht zur Arbeitsorganisation zur Verfügung. Drahtführung und Verkabelungswege werden übersichtlich dargestellt, wodurch oftmals eine hochgradige Spezialisierung des Personals nicht mehr zwingend erforderlich ist. Auch nach der Installation des Schaltschranks beim Kunden haben die gesammelten Daten einen wichtigen Nutzen – etwa in Fragen rund um Betrieb und Wartung. Mit dem Digital Logbook, in welchem alle Daten hinterlegt sind, sind Auftragnehmer und Endanwender auf der sicheren Seite. Als Werkzeug, mit dem sich die technische Dokumentation eines Steuerschranks einfach und schnell in digitaler Form erstellen lässt, ermöglicht es den direkten Zugriff auf Benutzerhandbücher, Fotos, Abnahmen, Ersatzteillisten und vieles mehr. Zeitraubendes Suchen und die Arbeit mit Unterlagen in Papierform werden damit obsolet.

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Fazit: Durchgängige Digitalisierung

ist das A und O

Ein kongruentes und durchgängiges Digitalisierungskonzept ist das Gebot der Stunde. Um einen digitalen Flickenteppich zu vermeiden, braucht es durchgängige Datenverfügbarkeit und Softwarelösungen, die diese Daten nutzen und weitergeben können. Eine erhebliche Arbeitserleichterung für den Bauprozess ist die Verlegung in den virtuellen Raum, in dem sich ein Steuerschrank softwareunterstützt optimal auslegen und visualisieren lässt. Auch Änderungen lassen sich einfach und nachvollziehbar ergänzen. Möglich ist so ein prozessorientiertes Vorgehen über entsprechende Schnittstellen zwischen den Softwarelösungen. Die Vorteile so eines ganzheitlichen Ansatzes sprechen für sich: eine hohe Datenverfügbarkeit steigert die Effizienz beim Bau, schont Ressourcen und optimiert den Personaleinsatz. Ein konsequentes Datenmanagement durch den Elektroingenieur eröffnet auch für den Service-Bereich völlig neue Möglichkeiten – etwa eine proaktive Wartung durch Zugang zu relevanten Dokumentationen – und trägt auf diese Weise auch zu etwas mehr Nachhaltigkeit in der Branche bei.

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