Kundenadaptierte Lösungen für den Schaltanlagenbau
Sowohl punktuelle als auch übergreifende Unterstützung
Im Schaltanlagenbau gibt es sicherlich Optimierungspotential, das sich nicht nur auf die Bereiche Digitalisierung und Datendurchgängigkeit erstreckt. Einzelne Prozessschritte lassen sich durchaus automatisieren. Im Rahmen des ClipX-Konzepts erarbeiten die Spezialisten von Phoenix Contact hier individuelle, auf die Kundenanforderungen adaptierte Lösungen.
Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KGDie Herstellung von Schaltanlagen erweist sich organisatorisch ebenso wie technisch als große Herausforderung. Der Grund dafür liegt im Zusammenspiel verschiedener Disziplinen und Unternehmensbereiche.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH
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Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHEingehende Analyse der beteiligten Prozesse
Um die jeweiligen Lösungen bestmöglich zu gestalten, gilt es zunächst die 'Hebellänge' der potentiellen Maßnahmen zu ermitteln. Das ClipX-Konzept beginnt folglich stets mit einer eingehenden Analyse der beteiligten Prozesse - in der kompletten Übersicht ebenso wie in einer punktuellen Prüfung einzelner Abläufe. Im Schaltanlagenbau zeigt sich häufig das folgende Bild: Über 50 Prozent der Gesamtkosten entfallen auf den Prozess, während die Materialkosten fälschlicherweise als die wesentlichen Kostentreiber eingestuft werden. Dieses für viele Anwender erstaunliche Ergebnis birgt erhebliches Potential, denn die Prozesskosten können von jedem fertigenden Unternehmen direkt beeinflusst werden. Zudem zahlt sich eine Investition in Prozessinnovationen meist schon kurzfristig aus, bleibt aber auch langfristig und nachhaltig bedeutsam. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass nicht nur die Entwicklung und Logistik in die Überlegungen zu integrieren sind. Dem Produktionsbereich kommt eine mindestens ebenso große Bedeutung zu. Als Beispiel seien die Teilaspekte der Erstellung eines Schaltschranks aufgeführt, die in aufsteigender Reihenfolge den größten Zeit- und Kostenanteil beanspruchen:
- • Montage der verschiedenen Komponenten
- • Beschriftung der einzelnen Geräte
- • Verdrahtung aller Komponenten
Die oftmals werkstattorientierte Verrichtung und der hohe manuelle Arbeitsanteil verstärken diesen Effekt. Die unterschiedlichen Prozesse sind häufig wenig automatisiert und ein wirklicher Materialfluss ist selten zu finden. Geringe Skaleneffekte erschweren den Wechsel von einer Industrie, die seit etwa vier Jahrzehnten hinsichtlich der Fertigungstechnik stagniert, hin zu einem modernen Produktionsbetrieb. Zwar werden in den Schaltanlagen immer wieder neue Produkte und Lösungen eingesetzt, die vor allem im Fertigungsumfeld vorherrschenden Abläufe sind jedoch weitgehend gleich geblieben. Das bedeutet allerdings nicht, dass sich der Ruf nach einer menschenleeren, durch automatisierte Produktionsstraßen geprägten Wertschöpfungskette als richtig erweist. Vielmehr geht es darum, eine intelligente und auf die jeweiligen kundenindividuellen Anforderungen abgestimmte Lösung zu entwickeln.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHIndividueller Automatisierungsgrad von diversen Faktoren abhängig
Eine eingehende Untersuchung der Prozesse kann durchaus ergeben, dass eine durchgängige Linienfertigung inklusive Werkerassistenz-System eine höhere Effizienz aufweist als die Automation von Teilabläufen, um Durchlaufzeiten und Kosten zu reduzieren. Die Abschätzung, welcher Automationsgrad für die einzelnen Prozesse zu wählen ist, hängt von einer Vielzahl verschiedener Faktoren ab:
- • Fehleranfälligkeit, also Anteil des Prozesses an den insgesamt auftretenden Fehlern
- • Wertschöpfungsanteil
- • Einsparpotential
- • technische Machbarkeit
- • Kosten für die Realisierung der unterschiedlichen Automationsstufen
- • mögliche Nebeneffekte
Meist sind es die Teilabläufe Bestückung, Kennzeichnung und Verdrahtung, die die größten Potentiale versprechen. Aufgrund der noch immer nur rudimentär vorhandenen Datenbasis offenbart sich die Verdrahtung als kaum automatisierter Prozess. Durch die automatische Konfektionierung von Drähten lässt sich bereits ein Teilschritt wirtschaftlich ausführen. Der eigentliche Verdrahtungsvorgang wird jedoch wesentlich von der verwendeten Anschlusstechnik bestimmt. Hier bietet sich die Push-in-Technologie von Phoenix Contact als Optimierungsansatz an, denn sie verschafft dem Anwender einen Zeitvorteil von bis zu 60 Prozent im Vergleich zu anderen Anschlussarten. Außerdem eignet sich die Push-in-Technologie bestens für die Nutzung in einem automatisierten Konzept. Ihr Einsatz rechnet sich somit schon bei der manuellen Verdrahtung und ist im Hinblick auf die Automation dieses Prozessschritts ebenso nachhaltig.
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Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHEinsparpotential bei aufwändiger Beschriftung
Die Montage der Komponenten im Schaltschrank stellt keinen komplizierten Prozess dar, bindet aber Personal und zieht oftmals Fehler nach sich. Abhängig von der Variantenzahl der verwendeten Geräte sowie der Menge der insgesamt zu installierenden Komponenten kann sich eine Automation hier folglich schnell lohnen. Mit dem System ClipX.Loader stellt Phoenix Contact eine entsprechende Anlage für den Schaltanlagenbau zur Verfügung. Der ClipX.Loader montiert bis zu 70 verschiedene Module - von der Reihenklemme über das Relais bis zum Überspannungsschutz - vollautomatisch auf der Tragschiene. Darüber hinaus kann sich eine intelligente Werkerführung als sinnvolle Alternative herausstellen, wenn Gerätemenge, Variantenzahl oder Investitionskosten nicht zu den Anforderungen passen. Große Einsparmöglichkeiten birgt auch der Beschriftungsprozess, da er besonders fehleranfällig und mit einem hohen Personaleinsatz verbunden ist. Das System ClipX.Terminalmarking ermöglicht daher eine durchgängig automatisierte und damit effiziente Beschriftung. Zu diesem Zweck wird ein ausgewähltes Reihenklemmen-Programm von Phoenix Contact schon vor der Auslieferung an den Kunden mit einem speziellen Markierungsmaterial versehen. Die entsprechend aufgewerteten Komponenten können dann entweder direkt vor der Installation auf der Tragschiene oder als fertig montierte Klemmenleiste 'im Block' gekennzeichnet werden. Als Beschriftungstechnologie wird ein Laser genutzt. Die eingesetzte Material-Technologie-Kombination erlaubt eine kontrastreiche, präzise und widerstandsfähige Markierung. Das ClipX.Terminalmarking-System ist als Stand-Alone-Lösung, die sich an die manuelle Montage der Komponenten anschließt, oder als Teilmodul einer automatisierten Linienfertigung erhältlich. Seine Integration in den Produktionsprozess ermöglicht die nahtlose automatisierte Erstellung von vollständig montierten und beschrifteten Klemmenleisten. Die auf dem offenen Datenformat AutomationML basierende Datenkette wird dabei durch das Konfigurationstool Clip Project von Phoenix Contact komplettiert.
Fazit
Insbesondere klein- und mittelständische Schaltanlagenbauer sind vom allgemeinen Trend der Verlagerung manueller Tätigkeiten betroffen. Abhilfe kann hier eine systematische Analyse der Prozesse und die anschließende Wahl der zu optimierenden Fertigungsschritte schaffen. Häufig wird in diesem Zusammenhang die Beschriftung der Komponenten als verbesserungswürdig identifiziert. Phoenix Contact stellt dafür sowie für weitere Teilabläufe Lösungen zur Verfügung, die dem Anwender eine skalierbare Verbesserung seiner Prozesse erlauben.
Wirtschaftliche Kennzeichnung von Reihenklemmen
Bei Phoenix Contact steht der Begriff ClipX für Prozessinnovationen rund um die Fertigung von Schaltanlagen. Dazu gehören beispielsweise das automatisierte Bestückungssystem ClipX.Loader sowie das Beschriftungskonzept ClipX.Terminalmarking, das auf einer neu entwickelten Technologiekombination aus Produkt und Prozess basiert. Zusammen mit abgestimmten Produkten erlaubt ClipX.Terminalmarking die einfache und wirtschaftliche Kennzeichnung von Reihenklemmen. Das System ist als Stand-Alone-Lösung, Teil einer Linienfertigung oder Integrationsvariante erhältlich und lässt sich an die individuellen Anforderungen des jeweiligen Umfelds anpassen.
Reduzierung der Verdrahtungszeit
In den Schaltschränken der meisten Anlagen ist die Reihenklemme zahlenmäßig am häufigsten vertreten. Sie sorgt für die sichere Übertragung von Strom und Spannung zwischen den angeschlossenen Leitern. Die hergestellte Verbindung muss über viele Jahre zuverlässig funktionieren. Neben der Verwendung hochwertiger Werkstoffe kommt daher der Anschlusstechnik der Klemme eine besondere Bedeutung zu. Das Reihenklemmensystem Clipline Complete stellt dem Anwender hier verschiedene untereinander kompatible Anschlusstechniken zur Verfügung, die sich ein einheitliches Zubehörprogramm teilen. Spielen wirtschaftliche Erwägungen eine große Rolle, bieten sich Klemmen mit Push-in-Technologie an. Die Anschlusstechnik arbeitet nach dem Druckfederprinzip. Der Leiter wird also direkt gesteckt, ohne dass die Klemmstelle zuvor geöffnet werden muss. Durch das besondere Design der Stahlfeder, die den Leiter gegen den Strombalken drückt, werden bis zu 50 Prozent geringere Steckkräfte für seine Montage benötigt.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbHEingehende Analyse der beteiligten Prozesse
Um die jeweiligen Lösungen bestmöglich zu gestalten, gilt es zunächst die 'Hebellänge' der potentiellen Maßnahmen zu ermitteln. Das ClipX-Konzept beginnt folglich stets mit einer eingehenden Analyse der beteiligten Prozesse - in der kompletten Übersicht ebenso wie in einer punktuellen Prüfung einzelner Abläufe. Im Schaltanlagenbau zeigt sich häufig das folgende Bild: Über 50 Prozent der Gesamtkosten entfallen auf den Prozess, während die Materialkosten fälschlicherweise als die wesentlichen Kostentreiber eingestuft werden. Dieses für viele Anwender erstaunliche Ergebnis birgt erhebliches Potential, denn die Prozesskosten können von jedem fertigenden Unternehmen direkt beeinflusst werden. Zudem zahlt sich eine Investition in Prozessinnovationen meist schon kurzfristig aus, bleibt aber auch langfristig und nachhaltig bedeutsam. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass nicht nur die Entwicklung und Logistik in die Überlegungen zu integrieren sind. Dem Produktionsbereich kommt eine mindestens ebenso große Bedeutung zu. Als Beispiel seien die Teilaspekte der Erstellung eines Schaltschranks aufgeführt, die in aufsteigender Reihenfolge den größten Zeit- und Kostenanteil beanspruchen:
- • Montage der verschiedenen Komponenten
- • Beschriftung der einzelnen Geräte
- • Verdrahtung aller Komponenten
Die oftmals werkstattorientierte Verrichtung und der hohe manuelle Arbeitsanteil verstärken diesen Effekt. Die unterschiedlichen Prozesse sind häufig wenig automatisiert und ein wirklicher Materialfluss ist selten zu finden. Geringe Skaleneffekte erschweren den Wechsel von einer Industrie, die seit etwa vier Jahrzehnten hinsichtlich der Fertigungstechnik stagniert, hin zu einem modernen Produktionsbetrieb. Zwar werden in den Schaltanlagen immer wieder neue Produkte und Lösungen eingesetzt, die vor allem im Fertigungsumfeld vorherrschenden Abläufe sind jedoch weitgehend gleich geblieben. Das bedeutet allerdings nicht, dass sich der Ruf nach einer menschenleeren, durch automatisierte Produktionsstraßen geprägten Wertschöpfungskette als richtig erweist. Vielmehr geht es darum, eine intelligente und auf die jeweiligen kundenindividuellen Anforderungen abgestimmte Lösung zu entwickeln.
Phoenix Contact Deutschland GmbH
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 6 2017 - 17.11.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
