Als ein weltweit agierender Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen optimiert die Krones AG nicht nur ihre Lösungen, sondern auch die Fertigungsprozesse ständig. Das Clipx-Konzept von Phoenix Contact trägt dazu bei, dass die stetig steigende Anzahl an Schaltschränken schnell, fehlerfrei und wirtschaftlich produziert werden kann.

Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Der Krones-Konzern plant, entwickelt und fertigt Maschinen und komplette Anlagen für die Bereiche Prozess, Abfüll- und Verpackungstechnik. Das Portfolio des Unternehmens wird durch Informationstechnologie, Fabrikplanung sowie zahlreiche Produkte der Tochtergesellschaften ergänzt; das Leistungsspektrum deckt weit mehr als den klassischen Maschinen- und Anlagenbau ab. Der Konzern versteht sich als ganzheitlicher Partner, der diese beiden Bereiche nutzbringend verbindet. Das Unternehmen verkauft rund 90 Prozent seiner Maschinen und Anlagen im Ausland. 2014 betrug der Gesamtumsatz 2,953 Milliarden Euro.

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Große Fertigungstiefe

Die Qualität der Produkte resultiert nicht nur aus dem Wissen in puncto Maschinenbau und Kundenanforderungen, sondern ebenfalls aus der großen Fertigungstiefe sowie den Prozessen und Wertschöpfungsketten. So werden beispielsweise alle erforderlichen Schaltanlagen selbst entwickelt und produziert. Johann Würzbauer, Leiter der unternehmensinternen Schaltschrank-Produktion, sagt: „Bei der Erstellung unserer Anlagen kommt der Fertigung der Schaltschränke eine kontinuierlich wachsende Bedeutung zu. Dies ergibt sich aus einem straffen Projektplan bei gleichzeitig zunehmender Anzahl an Anlagenfunktionen, die steuerungstechnisch abgebildet werden müssen. Wollen wir unseren hohen Qualitätsanspruch erfüllen, lassen sich diese Herausforderungen lediglich durch ein passendes Produktionskonzept in Kombination mit den richtigen Produkten bewältigen.“ Phoenix Contact stellt mit Clipx einen Teil des innovativen Fertigungsansatzes der Schaltschränke zur Verfügung. Zu Projektbeginn hatte Krones bereits richtungweisende Ideen für eine Linienproduktion der Schaltschränke umgesetzt. Dazu zählen zum Beispiel das automatische Bestücken der Montageplatten mit Kabelkanälen und das anschließende Anbringen der Komponenten auf den Platten, während sich diese – ähnlich wie in der Automobil-Endmontage – auf fahrerlosen Transportsystemen entlang einer Fertigungsstrecke bewegen. In die Linie werden vollständig konfektionierte Klemmenleisten als Baumodule geliefert. „Zielstellung war – basierend auf einer durchgängigen Fertigungskette – eine weitere Steigerung der Produktivität im Bereich der Schaltschrank-Produktion“, so Würzbauer. Bislang wurden die Klemmenleisten in mehreren Arbeitsschritten manuell zusammengestellt. Nach dem Ablängen der jeweiligen Tragschiene mussten die notwendigen Reihenklemmen aufgerastet werden. Danach konfektionierten und montierten die Mitarbeiter das Beschriftungsmaterial sowie die Stecker, Brücken und weitere Zubehörteile. Die Krones AG nutzt seit vielen Jahren Reihenklemmen mit Push-in-Anschlusstechnologie aus der Produktfamilie Clipline complete von Phoenix Contact – eine gute Voraussetzung für den Einsatz des Clipx-Konzepts. Bei diesem Ansatz wird die Schaltschrank-Produktion systematisch sowie unter Einbeziehung der Themenfelder IT-Integration, Lean Design, Lean Manufacturing und Process Automation auf Optimierungspotentiale untersucht. Für den Anwendungsfall bei Krones hat sich eine automatisierte Lösung für das Konfektionieren und Bestücken der Tragschienen mit Reihenklemmen als technisch und wirtschaftlich am besten geeignete Lösung erwiesen.

Hohe Flexibilität

Bei der von Phoenix Contact konzipierten Anlage handelt es sich um eine Kombination der im unternehmenseigenen Maschinenbau erarbeiteten Technologien Clipx-Cutter und Clipx-Loader. Die in einem Magazin gelagerten Tragschienen werden hier individuell und verbrauchsoptimiert in der erforderlichen Länge abgetrennt. In einer Zusatzeinrichtung lassen sich Reststücke manuell in die Anlage einbringen. Im nächsten Schritt werden die Tragschienen auf Basis einer ausgeklügelten Magazintechnik vollautomatisch mit einer Varianz von bis zu 50 verschiedenen Klemmentypen bestückt. Aufgrund einer patentierten Logistiklösung der Produkte kann der Mitarbeiter die Magazine hauptzeitparallel befüllen oder bei Bedarf komplett austauschen. Eine auf das Bedienpersonal zentrierte Rüstassistenz ermöglicht die anweisungsgeführte Integration weiterer Klemmentypen, ohne dass die Anlage programmiert oder aufwendig bedient werden muss. Die automatisierten Aufträge aus dem Engineering-Bereich und dem Auftrags-Pool des Fertigers werden mithilfe des Leitsystems Clipx-Control ohne Zwischenschritte von der Anlage ausgeführt, wobei die Mitarbeiter ständig über den Anlagenzustand informiert sind. Die Anlage prüft zudem, ob der jeweilige Auftrag produziert werden kann oder Engineering-Fehler vorliegen, sodass sie den Auftrag zur Korrektur zurückspielt.

Deutliche Qualitätserhöhung

In diesem Zusammenhang kommt der Durchgängigkeit der Daten von der verwendeten E-CAD-Software bis zur Fertigungssteuerung eine wesentliche Bedeutung zu. Damit ist ein zentraler Aspekt des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 in die Lösung eingeflossen: die Herstellung von Produkten in Losgröße Eins zu den Stückkosten einer Serienproduktion. Die Durchgängigkeit wird einerseits durch eine umfassende Produktbeschreibung des verarbeiteten Reihenklemmen-Spektrums sowie andererseits aufgrund des flexiblen Leitsystems der Anlage erreicht. Auf diese Weise entsteht eine Integrationsdichte, die zu einer erheblichen Reduzierung der Nacharbeiten und Fehlerquote führt. Denn es werden nicht nur Fehler bei der Montage vermieden, sondern durch die eingefügten Prüfungen und das Durchlaufen einer Lernkurve auch die Qualität der Engineering-Daten erhöht. Johann Würzbauer sagt: „Die Ergebnisse des Projekts gehen weit über die reine Automatisierung eines Prozessschritts hinaus und wirken sich auf angrenzende Bereiche ebenfalls positiv aus. Somit spielt die ClipX-Anlage eine zentrale Rolle bei der Abarbeitung des gestiegenen Auftragseingangs.“

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Einheitliche Sprache

Für Würzbauer ist mit Abschluss des Projekts noch nicht das Ende des Optimierungspotentials erreicht: „Der Wertschöpfungsanteil der in unseren Anlagen eingesetzten Elektronik und Software wird weiter zunehmen, was sich insbesondere im Hinblick auf alle Themen rund um Industrie 4.0 direkt auf die Schaltschrank-Produktion auswirken wird.“ Schließlich steht diese weiterhin im Spannungsfeld zwischen einer industriellen Produktion und den bestehenden Prozessabläufen und marktüblichen Lösungen. Krones und Phoenix Contact beschäftigen sich daher bereits mit Konzepten für weitere Teilprozesse im Bereich der Schaltschrank-Erstellung, von denen auch andere Schaltanlagen-Hersteller profitieren können. Beispielsweise geht es um die Vereinheitlichung von Produktdaten auf der Grundlage des Klassifizierungsstandards eCl@ss. Werden die identischen Produktbeschreibungen ferner in einer einheitlichen Beschreibungssprache – zum Beispiel AutomationML – genutzt, können selbst in einer heterogenen Systemlandschaft mit verschiedenen Anlagen und Werkzeugen die jeweils notwendigen Informationen zur richtigen Zeit und am richtigen Ort zur Verfügung gestellt werden.

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