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Methode und Technik für den Schaltschrankbau

Bis ein Schaltschrank fertig ist, haben verschiedene Unternehmensbereiche und Disziplinen ihr Wissen und ihre Arbeitsleistung kombiniert. Das ist oft eine organisatorische und technische Herausforderung. Mit seinem CLX-Konzept will Phoenix Contact Schaltschrankbauer sowohl bei einzelnen Aufgaben als auch der Entwicklung ihrer Fertigungsstrategie unterstützen.

Bild zeigt einen Schaltschrank der nach dem CLX-Konzept, der Phoenix Contact Deutschland GmbH, gefertigt wird

Bilder: Rittal GmbH & Co. KG

Die Komplexität des Schaltschrankbaus zeigt sich unter anderem daran, dass Entwicklung, Produktion und Logistik bestmöglich aufeinander abgestimmt sein müssen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich das CLX-Konzept von Phoenix Contact mit der vollständigen digitalen Produktbeschreibung und Datendurchgängigkeit entlang der Wertschöpfungskette im Schaltschrankbau. Das Unternehmen entwickelt zudem Fertigungslösungen (Bild), die auf individuelle Kundenanforderungen zugeschnitten sind. Dafür gilt es, verschiedene Ansätze für den Schaltschrankbau technisch und wirtschaftlich zu bewerten. Dafür müssen die Hebelwirkungen jedes Ansatzes innerhalb der Fertigungsorganisation bekannt sein. Die Grundlage liefern Prozessdaten, die es laufend zu erfassen und auszuwerten gilt.

Ein scharfer Blick

Im Schaltschrankbau entfallen die Hälfte der gesamten Kosten oft auf den Prozess, während die Materialkosten fälschlicherweise als Kostentreiber eingestuft werden (Bild 2). Hier liegt das Potenzial, da produzierende Unternehmen die Prozesskosten im Gegensatz zu den Materialkosten beeinflussen können. Zwar gilt es bei Verbesserungsvorhaben die Entwicklung und Logistik miteinzubeziehen, ihr Fokus sollte aber auf den einzelnen Aspekten der Schaltschrankfertigung liegen. Auf sie entfallen die höchsten Kosten- und Zeitanteile, gerade bei werkstattorientierten und durch manuelle Anteile gekennzeichneten Produktionen. Solche Prozesse sind meist arbeitsintensiv und werden häufig kaum durch Automation oder Materialflusssteuerung unterstützt. Geringe Skaleneffekte und fehlendes Interesse des Managements an diesem Bereich deuten darauf hin, dass die Produktionstechnik hier seit etwa vier Jahrzehnten in gewissem Maß stagniert. Denn obwohl die im Schaltschrank installierten Komponenten und Lösungen immer weiter entwickelt werden, hat sich bei dem Bau selbst nur wenig verändert. Das heißt nicht, dass eine menschenleere und durch automatisierte Fertigungsstraßen geprägte Wertschöpfungskette der richtige Ansatz sein muss. Es geht um die Entwicklung von intelligenten und auf Kundenanforderungen abgestimmte Lösungen. Wenn Durchlaufzeiten und Kosten gesenkt werden sollen, kann eine ergebnisoffene Analyse der Fertigung durchaus ergeben, dass eine durchgängige Linienfertigung inklusive Werkerassistenz effizienter als die Automation von Teilprozessen ist.

Kennzeichnen und verdrahten

Die Wahl des passenden Automationsgrades hängt von verschiedenen Faktoren ab:

  • Fehleranfälligkeit respektive Anteil des Prozesses an den insgesamt anfallenden Fehlern
  • Wertschöpfungsanteil
  • Sparpotenzial
  • Technische Machbarkeit
  • Kosten für die Umsetzung
  • Nebeneffekte.

In der Praxis verschlingt die Kennzeichnung und Verdrahtung den höchsten Zeit- und Kostenanteil auf dem Weg zum fertigen Schaltschrank. Auch kommt es in diesem Prozessschritt überproportional häufig zu Fehlern. Verbesserungen zahlen sich oft entsprechend hoch aus. Aufgrund der meist noch rudimentären Datenbasis zur Verdrahtung ist sie bislang kaum automatisiert. Durch die automatisierte Konfektionierung von Drähten wird zwar ein Teilschritt effizient unterstützt. Der Prozess des Verdrahtens selbst hängt wesentlich von der Anschlusstechnik ab. Schnell geht es zum Beispiel mit der Push-in-Technologie von Phoenix Contact, da die starren oder mit Aderendhülse bestückten Leiter werkzeuglos in den Leiterschacht gesteckt werden. Dieser Ansatz hat außerdem den Vorteil, sich vergleichsweise einfach automatisieren zu lassen.

 Phoenix Contact - Bild zeigt eine Grafik über die Herausforderung und der Ist-Situation bei der Einrichtung eines Schaltschranks

Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Reihenklemmen beschriften

Auch bei der Kennzeichnung im Schaltschrank liegt Potenzial, weil die Datengrundlage hier meist weit besser ist und es auf diesem Feld etablierte Basistechnologie gibt. Die Auswahl beschränkte sich hier bisher meist auf die Entscheidung für eine bestimmte Technik, nicht auf Gestaltung der Abläufe. Am Markt werden zahlreiche Lösungen für die Beschriftung angeboten, wobei es sich um entsprechende Geräte und die dazu passenden Produkte handelt. Ein großer Teil der Lösungen sieht schon eine Automation bei der Herstellung des beschrifteten Materials vor. Das Aufbringen der Kennzeichnung erfolgt fast immer manuell. Auch für diesen Arbeitsschritt hat Phoenix Contact eine Lösung im Portfolio: Das System CLX.Terminalmarking unterstützt automatisierte Beschriftung ebenfalls. Dazu werden ausgewählte Reihenklemmen aus dem Produktprogramm des Unternehmens bereits vor der Auslieferung mit einem speziellen Markierungsmaterial versehen. Diese Produkte lassen sich dann entweder direkt vor dem Aufrasten auf die Tragschiene oder als fertig montierte Klemmenleiste ‚im Block‘ kennzeichnen. Die Laserbeschriftungen lassen sich präzise positionieren, sind je nach Anwendungsbereich lange lesbar. Das System lässt sich als Stand-Alone-Lösung im Anschluss an die manuelle Montage der Komponenten installieren, als Teilmodul einer automatisierten Linienfertigung und als Integrationsmodul.

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