Digitale Transformation : Industrie 4.0 beginnt im Schaltschrank

„Die Planung moderner Produktionsanlage beginnt bei der Planung von Schalt- und Steuerungsanlagen. Die technologische Entwicklung vor dem Schaltschrankbau nicht Halt machen, andernfalls würde man das Pferd von hinten aufzäumen,“ so Peter Hoffmann, Produktmanager Mechanik, Klimatisierung & Automation Systems, Rittal GmbH. Die Zutaten für die digitale Transformation sind für EPLAN und Rittal vielfältig: So spielt die Steuerungstechnik mit Daten aus der Cloud ebenso eine Rolle wie neue Mehrwertdienste für Maschinenbauer- und -anwender. Industrie 4.0 braucht als solide Basis die passende Infrastruktur. Für eine optimierte Wertschöpfungskette braucht es eine vernetzte Produktion.

Daten gelten auch im Steuerungs- und Schaltanlagenbau als wichtige Ressource. Die Systemlösungen von Rittal und EPLAN bieten mit digitalen Modellen ein durchgängiges Arbeiten. Vom Konstrukteur bis zum Servicetechniker lässt sich eine durchgängige Informationskette schaffen. Ganz am Anfang steht der Ansatz, dass die Konstruktionszeichnung zu einem evolutionären Dokument über den gesamten Lebenszyklus des Produktes hinweg wird. „In einem Szenario der durchgängigen Wertschöpfungskette – wie wir bei EPLAN es nennen – arbeiten alle Beteiligten von Auftragserteilung bis zum laufenden Service mit denselben Daten. In der Praxis kommt es häufig zu Fehlern, da Informationen noch immer in Excel Tabellen dokumentiert werden. Ist hingegen jede Änderung im Engineering automatisch in der Cloud dokumentiert, erleichtert es die Nachvollziehbarkeit,“ erklärt Robert Erasmus, Leiter Professional Services AT/SEMEA bei EPLAN.

Neben der lückenlosen Datenhaltung steckt im Digitalen Zwilling großes Potenzial, um im Schaltschrankbau mehr Effizienz zu erreichen. Mit dem virtuellen Abbild steuert und dokumentiert der der Anlagenbauer nachgelagerte Prozesse. In der Fertigung erleichtern die bereitgestellten Daten im digitalen Zwilling die Montage. „Gerade die mechanische Bearbeitung und Bestückung bietet großes Potential für eine durchgängig digitalisierte und automatisierte Fertigung. Früher war die Massenfertigung nur dann effizient, wenn die Produkte immer gleich waren. Heutzutage rentiert sich im Schaltschrankbau die Produktion in Losgröße 1,“ sagt Erasmus. Der digitale Zwilling existiert neben dem physischen Produkt und enthält alle relevanten Informationen zur Konstruktion, Produktion sowie die Daten zur Verwaltung.

Ein Zeitfresser im Schaltschrankbau liegt in der Verdrahtung: Dieser Prozess nimmt im Schaltschrankbau rund 50% der Arbeitszeit ein und erfordert einen gut ausgebildeten Elektriker. Um hier Zeit zu gewinnen setzt EPLAN mit EPLAN Pro Panel bereits im Engineering an. Mit EPLAN Electric P8 lässt sich die Elektrokonstruktion (Stromlaufplan) erstellen. Anschließend verdrahtet der Facharbeiter entsprechend dem Stromlaufplan. Zeit lässt sich auch in anderen Arbeitsschritten wieder gut machen. „In der Schaltschrankfertigung profitiert die mechanische Bearbeitung und die Verdrahtung am meisten von einer Digitalisierung und Automatisierung. Alles in allem, lassen sich die zeitfressenden Arbeitsschritte um das 8-Fache beschleunigen,“ sagt Hoffmann.

Der digitale Zwilling enthält Informationen, die den Mitarbeiter anleiten. Für die Schaltschrankverdrahtung ist kein Elektriker nötig, wie auch Erasmus zu berichten weiß: „Für einen Kunden entspannte sich durch EPLAN Smart Wiring der Fachkräftemangel in der Fertigung. Bei der Personalsuche ist eine fehlende elektrotechnische Ausbildung kein Ausschlusskriterium mehr. Der Kunde konnte eine Quereinsteigerin anstellen. Ohne Fachwissen in Elektrik führt sie mit EPLAN Smart Wiring die Verdrahtung selbstständig aus.“ Abschließende Prüfungen lassen sich ebenfalls durch Smart Wiring unterstützen: Verbesserungen oder Änderungen am Schaltschrank werden im Digitalen Zwilling dokumentiert. Das vollständige Prüfprotokoll ist in der Cloud gespeichert. Kommt es zu einer Änderung durch den Techniker, kann das digitale Modell vom Konstrukteur angepasst werden.

Ist der Schaltschrank in Betrieb hat der Endkunde Zugriff auf die Daten. Wie zuvor im Schaltschrankbau sind die Betriebs- und Servicedaten über die Cloud verfügbar, z.B. aktuelle Statusinformationen, Temperaturen oder Wartungsinformationen. Die Informationen sind jederzeit abrufbar, auch auf mobilen Endgeräten. Ein Vorteil für die Wartung und Instandhaltung des Schaltschranks. Ermöglicht wird dies durch Komponenten mit IoT-Schnittstelle und Hardware wie das Rittal IoT Interface, das Daten sammelt und an übergeordnete Systeme überträgt. Wenn Daten entlang der gesammelten Wertschöpfungskette digitalisiert werden, können auch Service und Betrieb profitieren.