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Industrialisierung im Schaltschrankbau

Balance zwischen Flexibilität und Wirtschaftlichkeit

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Der ‚digitale Artikel‘ als Verknüpfung der IT-Systeme entlang der Prozesskette. Bild: Phoenix Contact

Industrialisierung der Linienfertigung

Ausgehend von der Vision einer Linienfertigung wurde auf diese Weise ein erstes Fertigungskonzept für die durchgängige und rationalisierte Produktion von Schaltschränken entwickelt. Der Ansatz umfasst, dass automatisiert auf einer Tragschiene zunächst nur die rastbaren Komponenten einer gleichen Anschlusstechnik ohne Markierung montiert werden. Dem folgt das Beschriften aller Komponenten, indem sie mit Markierschildern bestückt werden. Eine weitere Station setzt die Brücken zur Potentialverbindung. Darauf erfolgt die optische Kontrolle der automatisiert montierten Elemente. Für manuell zu montierende Komponenten wird ein entsprechender Freiraum gelassen. Dafür gibt es einen manuellen oder teilautomatisierten Arbeitsplatz, gegebenenfalls mit einer Montagehilfe wie Augmented-Virtual-Reality. Anschließend werden Zusatzkomponenten wie Stecker oder Prüfabgriffe eingesetzt. Den letzten und aufwändigsten Schritt stellt das Vorbereiten der Leitungen für die Verdrahtung, nach Einbau im Schaltschrank, oder aber das – einseitige – Verdrahten der Klemmenleisten dar .

Datendurchgängigkeit ist der Schlüssel zum Erfolg

Bei der Diskussion mit Anwendern wird als größte Herausforderung neben dem Beherrschen der Prozesstechnik vor allem der Datenfluss gesehen. Die Vielfalt der Daten ist stark anwender- und anbietergeprägt und kaum standardisiert, die Durchgängigkeit der Daten zwischen ECAD-Systemen und nachfolgenden fertigungsnahen Systemen stellt daher eine Herausforderung dar. Entscheidend kann hier der ‚digitale Artikel‘ sein. Dessen Datenmodell ermöglicht, Informationen für jede Prozessstation in der Fertigungskette auf Basis nur eines Modells bereitzustellen. Als Quelle für eine bedarfsgerechte Prozesssicht dient dabei die Anwender-Systemlandschaft. Jedes real erzeugte Produkt besitzt demnach ein digitales Abbild, das wiederum eine Instanz der Schablone oder des zu Beginn des Engineering-Prozesses erzeugten Typs ist. Die Auftragsdaten werden separat generiert. Die Prozesse entlang der Fertigungskette sind dann in ihrem Datenbedarf derart standardisiert, dass sie allesamt auf die spezielle Instanz zurückgreifen können.

Datentechnischer Fingerabdruck von Produkten

Neben der einheitlichen Datenbasis bietet das Konzept weiterhin die Möglichkeit, dass das datentechnische Abbild des real gefertigten Produkts kontinuierlich wächst und mit fortschreitendem Fertigungsgrad sich immer mehr dem realen Produkt annähert. Damit entsteht während des Fertigungsprozesses eine ‚digitale Kopie‘ mit eindeutigem datentechnischen ‚Fingerabdruck‘ des realen Produkts. Diese umfasst Parameter und Einflüsse, die während der Fertigung angefallen sind. Sie ermöglichen in einem weiteren Schritt eine zeitlich und räumlich flexible Verkettung der Fertigungsschritte bei gleichbleibender Qualität. Weiterhin bieten die Daten Übersicht über Robustheit und Produktivität der Prozesse.

Hoher Automatisierungsgrad trotz hoher Produktvarianz

Eine Linienfertigung für Schaltschränke in der ‚Fabrik der Zukunft‘ ist heute bereits machbar, sofern sich Kunden und Anbieter über ein geeignetes Austauschformat aller Informationen der Fertigungskette verständigen. Eine Automatisierung der Prozesse ist machbar, wenn ein konsequentes Variantenmanagement der Komponenten praktiziert wird. Die konkrete Umsetzung muss dabei immer eine Einschätzung der erforderlichen Wandlungsfähigkeit, Produktivität und Wirtschaftlichkeit der Anlage beinhalten, da insbesondere der datentechnische Aufwand nicht unerheblich ist. Abschließend lässt sich feststellen, dass auch Bereiche, die eine hohe Varianz bei gleichzeitig hoher Komplexität besitzen, sehr große Automationspotentiale besitzen. Die Kombination aus IT-technischer Standardisierung und prozessseitigem Know-how kann zu erheblichen Einsparungen führen, die der Wettbewerbsfähigkeit des Hochlohn-Standorts Deutschland dienen.


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