Auch wenn die Visionen von Industrie 4.0 sicher noch viele Jahre benötigen, bis sie flächendeckend in der produzierenden Industrie umgesetzt sind – einige der Ideen könnten schon bald Realität werden. So legt etwa Rittal bei seiner aktuellen Entwicklungsarbeit das Hauptaugenmerk darauf, den Engineering-Prozess in seiner Gesamtheit zu optimieren. Dazu sind ein ganzheitliches Produktdatenmodell und eine durchgängige Datenhaltung von der Planung über die Fertigung bis hin zur Inbetriebnahme Grundvoraussetzung. Gut, dass diese Kompetenzen sozusagen im eigenen Haus vorhanden sind. Denn mit dem CAE-Software-Hersteller Eplan, dem CAD-Haus Cideon und dem Maschinenbauer Kiesling hat Rittal drei starke \’Geschwister\‘ innerhalb der Friedhelm Loh Group. Im Firmenverbund arbeiten sie gemeinsam daran, die Wertschöpfung im Schaltschrankbau fit für Industrie 4.0 zu machen und somit nachhaltig zu stärken. Rittal übernimmt dabei u.a. die Produktdatenhaltung und -bereitstellung – ein Thema, dem innerhalb von Industrie 4.0 eine entscheidende Bedeutung zukommt.
Virtuelles Engineering braucht Daten
Grundvoraussetzung für das interdisziplinäre Engineering der Zukunft und die Realisierung von Industrie 4.0 im Steuerungs- und Schaltanlagenbau ist die Datendurchgängigkeit bei allen Prozessen im Verlauf der Produktentstehung. Für einen Schaltschrankbauer gibt es nicht nur die elektrotechnische Sicht, wie sie der Elektroplaner hat. Am gesamten Prozess, der mit dem Bau einer Schaltanlage verbunden ist, sind auch andere Abteilungen beteiligt. Das sind zum Beispiel die mechanische Konstruktion und Fertigung inklusive der Metallbearbeitung und Montage. Auch hier müssen Daten, wie NC-Bearbeitungsprogramme, Informationen zur Drahtkonfektionierung, Montageinformationen oder Stücklisten, zur Verfügung stehen. Genauso wichtig ist die Anbindung an die betriebswirtschaftlichen Prozesse innerhalb des Unternehmens. Bereiche wie Einkauf, Kalkulation, Auftragsvorbereitung und Logistik benötigen ebenfalls Daten, die wiederum mit den anderen Prozessen eng verknüpft sind.
Systemübergreifender Datenaustausch
Die systemkompatible und durchgängige Bereitstellung kaufmännischer und technischer Produktdaten von Komponentenherstellern wie Rittal ist eine Kernaufgabe im Verbund. Sie werden über das Eplan Data Portal (siehe auch S. 93ff.) direkt in der CAE-Anwendung bereitgestellt und systemübergreifend beispielsweise in Richtung ERP synchronisiert. Engineering, Materialbeschaffung, Materialdisposition und -logistik werden unterstützt. Das ist eine wichtige Voraussetzung, um die nachfolgenden Prozesse in Fertigung, Montage, Test und Vorinbetriebnahme von Applikationen mit den entscheidungsrelevanten Informationen zu versehen. Wie effizient sich allerdings mit Daten durchgängige Prozesse – von der virtuellen Produktentwicklung über die Kalkulation und den Einkauf bis zur Produktion – gestalten lassen, hängt wesentlich von deren Qualität ab. Rittal hat in jüngster Vergangenheit die Datenqualität sowie den Datenumfang für seinen Schaltschrank-Systembaukasten deutlich erweitert. Anwender können im Eplan Data Portal mittlerweile auf rund 2.600 neue und aktualisierte Datensätze von Rittal-Serienartikeln zugreifen. Außerdem sind aktuell nahezu 100% der Schaltschrankdaten in der RiCAD 3D-Bauteilebibliothek von Rittal verfügbar. Das Datenspektrum reicht dabei von der Schaltschrank-, Klimatisierungs- und Stromverteilungstechnik bis zu IT-Infrastruktur und Systemzubehör. Je mehr Informationen an einem Artikel hinterlegt sind, um so effizienter kann der Planungsprozess im Engineering erfolgen und Daten auch bis in die Fertigung und die kaufmännischen Prozesse übernommen werden. Die Artikeldaten enthalten daher bis zu 200 Merkmale wie kaufmännische Informationen, Logik-Informationen, 2D- und 3D-Grafikmakros, Schaltplanmakros und Fertigungsinformationen. Im Eplan Data Portal, das in Summe über insgesamt 480.000 Datenmodelle von namhaften Geräteherstellern verfügt, helfen zudem innovative Funktionen, wie z.B. ein neu integrierter 3D-Viewer. Damit lassen sich Bauteile schnell sichten und bewerten.
Daten von der Planung bis zur automatisierten Verdrahtung
Das Rittal-Schwesterunternehmen Kiesling Maschinentechnik brachte nach fünfjähriger Entwicklungszeit Ende vorigen Jahres das weltweit erste robotergestützte Verdrahtungszentrum Averex auf den Markt. Die neuartige Automatisierungslösung für den Maschinen- sowie Steuerungs- und Schaltanlagenbau ersetzt das bislang zeitaufwändige manuelle Verdrahten von Montageplatten durch vollautomatisch erzeugte, norm- und sicherheitsgerechte Verbindungen zwischen Betriebsmitteln. Stehen Komponentendaten für das Engineering schnell und komplett zur Verfügung, kann die automatische Verdrahtung damit bereits ab Losgröße 1 rentabel sein. Averex wurde speziell für die Verdrahtung von Schaltschrank-Montageplatten entwickelt. Es schneidet Adern auf die richtige Länge, isoliert sie ab, vercrimpt sie mit Adernhülsen, führt Drähte durch die Kabelkanäle und befestigt sie an den Bauteilen wie Klemmen, Schütze und Motorschutzschalter. Gegenüber einem durchschnittlichem Verdrahtungsvorgang per Hand, der in der Regel rund 180s dauert, erledigt der Averex die gleiche Aufgabe in rund 40s – und das höchst zuverlässig dank Laserabtastung der Bauteile zur Registrierung und Berücksichtigung von Montagetoleranzen. Ausgehend von einer Anzahl von 300 Drähten reduzieren sich die Arbeitsstunden pro Schaltschrank um bis zu 15h gegenüber manueller Tätigkeit. Das technische Highlight ist der patentierte, um 270° drehbare Bearbeitungskopf mit Kabelführungs-, Schneid-, Abisolierungs- und Crimpeinheit sowie drehmomentgesteuerter Verschraubung und einem Werkzeugwechsler mit Platz für sechs Werkzeuge. Zusätzlich zu Schraubanschlüssen sind auch Klemmenanschlüsse über die Push-In-Technik möglich. Ein automatischer Drahtwechsel mit Platz für bis zu 16 verschiedenen Drähten sowie eine automatische Drahtbeschriftung erhöhen weiter den Automatisierungsgrad. Die aus Eplan bereitgestellten Verdrahtungsdaten sowie die Informationen aus dem 3D-Modell zu Bauteilen und ihrer Position auf der Montageplatte werden über eine eigens entwickelte Maschinenschnittstelle an den Averex übergeben. Auf Basis dieser Informationen verifiziert und prüft der Roboter zunächst den manuell erfolgten Aufbau der Montageplatte und nimmt dann die Verdrahtung der Komponenten selbstständig und vollautomatisch vor. Ein Drahtwechsel bei Farb- oder Querschnittwechseln ist inklusive.
