Effizienz im Engineeringprozess

 21. Mai 2021
Ein Zusammenspiel von Systemen und Produkten

Zeit- und Kostendruck sind auch im Schaltanlagenbau treibende Faktoren, die den gesamten Prozess von der Planung bis zur Wartung bestimmen und die stetige Optimierung aller Arbeitsprozesse erfordern. Prozessschritte dabei in sich geschlossen zu betrachten, vergeudet Potential. Um Prozesse so effizient wie möglich zu gestalten, braucht es Systeme und Produkte, die von Planung und Projektierung über Realisierung bis hin zur Prüfung und Inbetriebnahme durchgängig gedacht sind.

Die technischen Anforderungen, die heute beim Konstruieren von Maschinen oder Gebäuden bestehen, sind seit Jahren auf einem hohen Niveau und werden mit zunehmend vernetzten Systemen und noch schwer absehbaren Entwicklungen auch zukünftig wachsen. Während die Anforderungen an Automatisierungs- und Schaltelemente von Maschinen und Anlagen selbst weiter steigen, bringen auch die Forderungen nach immer kürzer werdenden Lieferzeiten, sinkenden Kosten und der wachsende Mangel an Fachpersonal Herausforderungen für den Anlagenbau mit sich. Um mit diesen knapper werdenden Ressourcen trotzdem wettbewerbsfähig und wirtschaftlich zu bleiben, braucht es effiziente und durchdachte Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Hier sind auch Hersteller gefragt, Produkte und Systeme zu entwickeln, die auf die gesamte Prozesskette ausgelegt sind.

Das Wichtigste im Überblick:

  • Effizienz im Engineeringprozess spart Zeit und Kosten.
  • Datendurchgängigkeit: CAE-Daten von Produkten sollten in bestmöglicher Form vorliegen.
  • Bidirektionales Zusammenspiel: Systeme von Herstellern müssen passende Schnittstellen zu führenden Systemen bereitstellen.
  • Klemmenleistenbeschriftung: Möglichkeiten ausschöpfen und Zeit bei der Dokumentation sparen.
  • Installation: Reihenklemmen sollten besonders leicht im Handling sein.

Die technischen Anforderungen, die heute beim Konstruieren von Maschinen oder Gebäuden bestehen, sind seit Jahren auf einem hohen Niveau und werden mit zunehmend vernetzten Systemen und noch schwer absehbaren Entwicklungen auch zukünftig wachsen. Während die Anforderungen an Automatisierungs- und Schaltelemente von Maschinen und Anlagen selbst weiter steigen, bringen auch die Forderungen nach immer kürzer werdenden Lieferzeiten, sinkenden Kosten und der wachsende Mangel an Fachpersonal Herausforderungen für den Anlagenbau mit sich. Um mit diesen knapper werdenden Ressourcen trotzdem wettbewerbsfähig und wirtschaftlich zu bleiben, braucht es effiziente und durchdachte Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Hier sind auch Hersteller gefragt, Produkte und Systeme zu entwickeln, die auf die gesamte Prozesskette ausgelegt sind.

Wenn ich jetzt eine Schaltanlage dokumentieren möchte, brauche ich von [...] zwei Dutzend Herstellern auch alle Daten in der richtigen Form.

Frank Sellke, Business Development Manager bei WAGO

Der Kern des Prozesses: die Datendurchgängigkeit

Dass die Digitalisierung längst auch in der Konstruktion und im Engineering von Schaltanlagen angekommen ist, ist nichts Neues mehr. Zur Projektierung von Schaltplänen und -anlagen haben sich dabei CAE-Systeme, wie beispielsweise EPLAN oder WSCAD, durchgesetzt. „Mit den Lösungen dieser Anbieter müssen wir uns als Hersteller verzahnen können,“ so Frank Sellke, Business Development Manager bei WAGO. „Es kommen in Schaltanlagen, inklusive Antriebstechnik, durchaus zwei Dutzend Hersteller zum Tragen. Wenn ich jetzt eine Schaltanlage dokumentieren möchte, brauche ich von diesen zwei Dutzend Herstellern auch alle Daten in der richtigen Form. Schließlich sollen alle Komponenten und Geräte am Ende genauso viel realen Platz finden, wie sie virtuell angegeben haben. Deshalb müssen wir zusehen, dass wir für unsere Produkte die Daten in bestmöglicher Form bereitstellen.“

Die zur Verfügung gestellten Daten der Produkte sind dabei nicht nur für eine umfängliche Projektierung gefragt: Wer digital ein gutes Abbild des entstehenden Schaltschranks oder Verteilers hat, kann mit Hilfe von Simulationen bereits im Vorfeld virtuell testen, wie warm beispielsweise eine Anlage wird und ob weitere Klimatisierungsleistung gebraucht wird. Damit werden bereits am Anfang der Prozesskette mögliche Stolpersteine erkannt, deren frühzeitige Behebung im Laufe der weiteren Wertschöpfungskette Zeit und Ressourcen spart. „Da ist jeder Hersteller gefragt, neben Größe, Farbe und Gewicht noch viel mehr Daten zu seinen Produkten zu liefern, damit diese spezialisierten Tool-Elemente für die Simulation auch sauber und zuverlässig funktionieren,“ so Sellke weiter.

MM-22266_new_website_page_cover_story_wago0141_2000x1125_.jpg

Stellen Hersteller alle Artikeldaten für ihre Produkte bereit, können diese über CAE-Tools, wie EPLAN oder WSCAD, problemlos abgebildet und zur Planung genutzt werden.

Ein bidirektionales Zusammenspiel – führende Systeme und herstellerspezifische Tools

Das Zusammenspiel zwischen Herstellern und Systemanbietern beruht dabei nicht nur auf der Pflege und Bereitstellung der technischen Daten zu den Produkten. Auch herstellerspezifische Tools müssen ihre Daten automatisch mit führenden Systemen austauschen können, um Prozesse weiter zu optimieren. „Je besser das bidirektional funktioniert, desto mehr Sinn hat es dann auch,“ so Sellke. Ein Beispiel: Abschlussplatten für Reihenklemmen sind elektrisch erst einmal nicht relevant und werden daher im Stromlaufplan über gängige Tools nicht abgebildet. Sie sorgen aber dafür, dass berührbare Metallflächen, die elektrisch leitend sind, sicher abgedeckt werden – werden also trotzdem benötigt.

„Jetzt kann man im WAGO Konfigurator Smart Designer genau das machen: Man importiert die vordefinierte Klemmenleiste. Die Klemmen werden dann auf der Hutschiene nacheinander aufgereiht und einer Plausibilitätsprüfung unterzogen,“ erklärt Sellke ein wichtiges Feature des 3D-Onlinekonfigurator. Das Programm verfügt über Schnittstellen zu verschiedenen CAE-Tools und ermöglicht so die einfache Übernahme bestehender elektrotechnischer Planungsstände.

Fehlen da die genannten Abschlussplatten oder andere wichtige Zubehörteile, werden diese automatisch der Klemmenleiste hinzugefügt und vervollständigen diese. Um am Ende eine komplette Stückliste zu erhalten, muss dieses Ergebnis anschließend wieder über die verfügbaren Schnittstellen in das führende System zurückgespielt werden. Was zunächst wie ein zusätzlicher Prozessschritt aussieht, ist – bei einem guten Zusammenspiel beider Systeme – ein sinnvoller Designcheck, der für eine komplette Stückliste sorgt und einen möglichen Zeitverzug bei der Montage durch fehlende Zubehörteile zuvorkommt.

MM-22266_new_website_page_cover_story_wago0122_2000x1125_.jpg

Über den WAGO Konfigurator Smart Designer (links im Bild) lassen sich ganze Klemmenleisten projektieren oder über CAE-Tools importieren und dank Plausibilitätsprüfung auf Fehler und fehlende Komponenten prüfen.

Beschriftungsmöglichkeiten besser nutzen

Auch im Sinn einer effizienten „Staffelübergabe“ zwischen verschiedenen Prozessschritten macht der Einsatz herstellerspezifischer Tools durchaus Sinn. Wenn beispielsweise bereits bei der Konstruktion an die Beschriftung der Klemmenleisten gedacht und diese über passende Systeme und Schnittstellen an den Installateur weitergegeben wird, spart das einen zeitintensiven Zwischenschritt und Arbeitsabläufe können ohne Einschnitt reibungslos weiterlaufen. Der Blick auf die Systeme lohnt sich aber noch aus anderen Gründen. Bleiben wir beim Thema Beschriftung: Zum einen entfällt bei Tools die manuelle Übertragung von führenden CAE-Systemen in weitere Systeme (wie beispielsweise Excel), da die Tools der Hersteller häufig mit den passenden Schnittstellen ausgestattet sind. Zum anderen lohnt sich der Blick auf die erweiterten Möglichkeiten, die diese Tools bieten.

„Die Beschriftungsmöglichkeiten, die viele CAE Tools bieten, schöpfen nicht unbedingt alle Möglichkeiten aus, die es bereits gibt und dem Kunden einen Mehrwert bieten,“ so Sellke. Statt Klemmen nur einer Nummer zuzuordnen, ermöglicht zum Beispiel der Smart Designer von WAGO Beschriftungsstreifen mit bis zu drei Zeilen automatisiert zu erstellen, sodass deutlich mehr Informationen auf einem Streifen untergebracht werden können. Damit können Anwender vor Ort schneller sehen, wo welches Signal aufliegt und für welche Funktion die Klemmen vorgesehen ist. „Das könnte eine zusätzliche Dokumentation sogar weitestgehend überflüssig machen, da die Klemmenleistenbeschriftung eben genug Hinweise und Informationen gibt, um sich zurechtzufinden,“ fasst Sellke zusammen. „Das vereinfacht Verdrahtungsarbeiten und spart viel Zeit bei späteren Wartungen.“

Nutzerzentrierte Installation

Während die Bereitstellung der Daten und das vernünftige Zusammenspiel verschiedener Systeme und Tools ein derzeit viel beachtetes Thema ist, auch im Hinblick auf automatisierte und immer intelligentere Prozesse, arbeiten Hersteller wie WAGO gleichzeitig daran, die Handhabung und Gestaltung der Produkte selbst effizienter zu gestalten. Die Entwicklung der Reihenklemmenserie TOPJOB® S ist deshalb in den letzten Jahren verschiedenen Trends und Anforderungen des Marktes gefolgt. „Im Schaltschrankbau ist die Betätigung mit einem Werkzeug sehr verbreitet,“ so Sellke. „Wir erleben aber auch, dass viele Verdrahtungsarbeiten nach wie vor im Feld passieren, wo nicht immer sichergestellt ist, das richtige Werkzeug zur Hand zu haben. Deshalb sollen unsere Reihenklemmen auch unabhängig von genau einem passenden Werkzeug sein.“

Darum hat WAGO sein Reihenklemmenprogramm – das auch die Möglichkeit bietet, eindrähtige Leiter und solche mit Aderendhülse direkt zu stecken – zusätzlich mit einer Drücker- und einer Hebelbetätigungsvariante ausgestattet. „Mit der Hebelvariante haben wir damit sogar eine Klemme, bei der der Installateur vor Ort auf gar kein Werkzeug mehr angewiesen ist, und mit dem Hebel eine visuelle Markierung der von ihm zu tätigen Anschlüsse hat,“ so Sellke. „Das schließt Fehler aus und beschleunigt die Installation.“

Für die Verdrahtung in der Werkstatt oder vor Ort: Die Reihenklemmen TOPJOB® S von WAGO sind besonders leicht im Handling – dank Push-In Technik und einer Wahl aus komfortablen, intuitiven Betätigungsvarianten mit Hebel, Drücker oder Öffnung.

Fazit

Effizienzsteigerungen sind eine relevante Stellschraube, um im Schaltanlagenbau wirtschaftlich und wettbewerbsfähig arbeiten zu können. Das größte Optimierungspotential bietet dabei ein besser verzahntes Zusammenspiel aller an der Wertschöpfungskette Beteiligten. Nur wenn Prozesse sowie Produkte und Systeme von der Planung bis zur Installation und Wartung durchgedacht sind, ergibt sich ein effizienter Engineering Prozess. Die Datenbereitstellung und der bidirektionale Datenaustausch stehen dabei neben nutzerzentrierten Produkten und Tools an oberster Stelle. Der Gewinn: ein insgesamt schnellerer und Ressourcen schonender Gesamtprozess.

Leistung einfach pushen mit den Reihenklemmen TOPJOB® S

Ganz gleich, ob in Industrieanwendungen oder in der modernen Gebäudeinstallation – TOPJOB® S bietet mehr als nur eine sichere elektrische Verbindung. Das umfangreiche Programm an Durchgangs- und Funktionsklemmen für Leiterquerschnitte von 0,14 bis 25 mm² punktet mit diversen Vorteilen.