Erst standardisieren, dann digitalisieren

Die Digitalisierung spielt in all ihren Facetten eine bedeutende Rolle in der industriellen Fertigung und verändert diese grundlegend. Auch der Schaltschrankbau ist hier keine Ausnahme. Geprägt von überwiegend manuellen Prozessen, einer individuellen Planung der Projekte und Stückzahlen in Losgröße 1, bieten sich durch die digitale Transformation der Fertigung neue Potenziale für die Steigerung der Effizienz und der Qualität sowie zur Senkung von Kosten. Grundsätzliche Themen wie der Fachkräftemangel verstärken den Bedarf nach einer optimierten Fertigung zusätzlich. Die Voraussetzungen für das Digitalisieren der Fertigung sind dabei sehr gut. Denn im Engineering wird bei der Erstellung von Schaltplänen ohnehin mit CAE-Systemen wie Eplan gearbeitet, die Datenbasis ist in der Regel vorhanden. Für das Gelingen einer erfolgreichen Umsetzung der Digitalisierung im Schaltschrankbau ist jedoch die vorherige Standardisierung von Prozessen maßgeblich.

Sind die analogen Prozesse von nicht wertschöpfenden Tätigkeiten geprägt und werden diese 'blind' digitalisiert, bleibt eine Optimierung der Fertigungsprozesse aus oder sie werden im schlimmsten Fall ineffizienter. Daher kann 'Die Digitalisierung der Fertigung' nie das eigentliche Ziel einer Optimierung sein, sondern lediglich ein Werkzeug für eben diese. Methoden aus dem Lean-Management können hier helfen, analoge Prozesse zu standardisieren und Verschwendung zu reduzieren und somit fit für eine effiziente digitale Schaltschrankfertigung zu machen.

Phoenix Contact bietet hier erprobte Methoden, die dem Schaltschrankbau den Weg zu einer effizienten digitalen Fertigung ebnen können. Der komplexe, von vielen Einzelschritten und oft handwerklich geprägte Prozess bis zum fertigen Schaltschrank lässt sich so systematisch analysieren und nachhaltig optimieren.

Die Wertstromanalyse als Grundlage zur Prozessoptimierung

Die Wertstromanalyse durchleuchtet Informations- und Materialflüsse im Schaltschrankbau von der Planung bis zur Auslieferung des Schaltschrankes und macht Verschwendungen im Prozess durch Visualisierung sichtbar. So entsteht eine fundierte Grundlage für die Erarbeitung einer Optimierungsstrategie im Schaltschrankbau. Diese beinhaltet die Projektziele sowie die Erfolgskennzahlen zur systematischen Überprüfung der Ziele. Außerdem werden der Projektzeitraum und die weiteren Methoden zur Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen festgelegt. Besonders wichtig: Wer ist an den Prozessschritten beteiligt? Die Einbeziehung der am Prozess beteiligten Mitarbeiter ist sowohl für die tiefergehende Analyse der zu optimierenden Prozesse als auch für die Erarbeitung der Optimierungsmaßnahmen selbst von großem Wert. Nicht zuletzt steigert dieses Vorgehen die Akzeptanz und Bereitschaft, die Veränderungen umzusetzen und auch dauerhaft zu leben.

Je nach Ergebnis der Wertstromanalyse und Festlegung der Optimierungsstrategie kommen dann weitere Methoden aus dem Lean-Management zur Standardisierung von Prozessen und Beseitigung von Verschwendung zum Einsatz.

Die 5S-Methode

Suchaufwände wie beispielweise die Suche nach der richtigen Abisolierzange oder dem passenden Schraubendreher zum Anschließen der Leiter sind typische Situationen beim Verdrahten eines Schaltschranks. Oftmals befinden sich deutlich mehr Werkzeuge und Hilfsmittel im Zugriff, als für diesen Prozessschritt erforderlich wären. Die 5S-Methode hilft bei der Fokussierung auf das Wesentliche, um Verschwendungen wie Platzmangel oder die beispielhaft beschriebenen Suchaufwände im Schaltschrankbau zu reduzieren. Ziel ist es, dauerhaft für Ordnung, Sauberkeit und Effizienz am Arbeitsplatz zu sorgen und diese zu erhalten.

Die 5S stehen dabei für:

• Sortieren: Das Entfernen nicht benötigter Dinge aus dem Arbeitsbereich.

• Systematisieren: Arbeitsmittel haben ihren festen Platz.

• Säubern: Die Arbeitsumgebung wird regelmäßig gereinigt.

• Standardisieren: Standards für Ordnung und Sauberkeit werden festgelegt und dokumentiert.

• Selbstdisziplin: Die Regeln werden dauerhaft eingehalten.

Insbesondere der Punkt Selbstdisziplin ist besonders schwer umzusetzen. Für eine dauerhaft erfolgreiche Implementierung in Produktion und Büros sollten daher alle Mitarbeiter nach der 5S-Methode geschult werden.

„Kein Pilotprojekt gewinnt einen Marktanteil"

Dr. Henning Dransfeld, Industry Principal für die Automobilbranche bei Infor, spricht über Hindernisse bei der KI-Skalierung, die Rolle von ERP-Systemen und darüber, warum agentische KI mehr als nur ein Modewort ist.

Philip Bittermann

Fabrikplanung

Das Kommissionieren der benötigen Bauteile für den Schaltschrank findet an einem Ende der Halle statt, die Montage der Bauteile im Schaltschrank am anderen Ende, dazwischen steht die Druckerstation für die benötigten Betriebsmittel-Kennzeichnung und Klemmenmarkierungen. Dieses Beispiel für ein Fertigungslayout ist möglicherweise historisch gewachsen oder baulich bedingt. Tendenziell bedeutet es vor allem eines: Verschwendung durch Transport von Material beziehungsweise Wege der Mitarbeiternden, die bei einem optimierten Fertigungslayout reduziert werden können.

Im Lauf der Zeit entsteht oft eine gewisse Betriebsblindheit, bei der diese Probleme kaum sichtbar werden. Durch eine objektive Betrachtung von Aaußen lassen sich Arbeitsplätze, die Maschinenanordnung und auch die Materialflüsse optimieren sowie Wege und Wartezeiten reduzieren. Dies gilt für bestehende Fertigungsstätten ebenso wie für eine neue Fertigungshalle, bei der es im besonderen Maße Sinn macht, sich über die strukturierte Planung der Fertigung Gedanken zu machen.

Arbeitsplatzgestaltung mit Cardboard-Engineering

Die Fertigung ist oft handwerklich geprägt. Viele Arbeitsschritte sind speziell und finden sich so in keinem anderen Bereich wieder. Herkömmliche Arbeitsmittel von der Stange sind nur teilweise geeignet. Individuell gestaltete Arbeitsplätze sind eine gute Lösung, um in Hinblick auf Effizienz, Ergonomie und Mitarbeitereinbindung bei Veränderungen die Fertigung weiter zu optimieren. Phoenix Contact bietet mit Workshops zur Arbeitsplatzgestaltung die Möglichkeit, mit einfachen Hilfsmitteln wie Karton oder Styropor Arbeitsplätze durch die eigenen Mitarbeitenden als Prototyp entwickeln zu lassen. Mit diesen Prototypen lassen sich Arbeitsabläufe in realer Umgebung simulieren und kontinuierlich optimieren, bis eine Lösung gefunden ist, die den Ansprüchen hinsichtlich Ergonomie und Effizienz gerecht wird. Diese Lösung wird dann in einem Rohrsystem aus Metall umgesetzt und standardisiert.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, diese Arbeitsplätze bei veränderten Rahmenbedingungen anzupassen und so in der Fertigung flexibel zu bleiben. Die Akzeptanz für die neuen Arbeitsplatzsysteme ist in diesem Fall besonders groß, da die Entwicklung durch die eigenen Mitarbeitenden erfolgt und auch fortlaufend weiterentwickelt wird. Durch den kostengünstigen Einsatz von Karton und Papprohr bei der Entwicklung lassen sich zudem teure Fehlinvestitionen von der Stange vermeiden.

Digitalisierung folgt auf Standardisierung

Die Fertigung wurde nach Lean-Prinzipien optimiert, und in den analogen Prozessen sind Verschwendungen reduziert sowie Standards etabliert. Digitale Helfer können nun ihre volle Wirkung entfalten. Hier bietet Phoenix Contact verschiedene Anwendungen, die den Mitarbeitenden die richtigen Informationen zur richtigen Zeit am entsprechenden Arbeitsplatz bereitstellen.

Mit der Engineering-Software Clipx Engineer ist es für die Mitarbeitenden im Engineering möglich, über eine einfach zu installierende Schnittstelle, zum Beispiel aus Eplan heraus, Daten für die Fertigung zu erzeugen. Auch andere gängige Systeme ermöglichen über eine Exportfunktion den Datenaustausch in den Clipx Engineer. Die Software übernimmt alle Bauteile und Komponenten und ergänzt auf Wunsch minimal erforderliches Zubehör an Phoenix-Contact-Artikeln. So kann diese zeitraubende Tätigkeit automatisiert und sichergestellt werden, dass beispielsweise eine Klemmenleiste korrekt beschrieben ist. Neben vielen weiteren nützlichen Funktionen stellt der Clipx Engineer auch die Brücke zur Bereitstellung von Fertigungsdaten dar.

Über die Werkerassistenz-Software Clipx Engineer assemble werden alle relevanten Informationen aus dem Clipx Engineer an einen Arbeitsplatz zur Bestückung von Tragschienen bereitgestellt. Dieser Arbeitsplatz kann vorab in einem Workshop gestaltet oder aus den Arbeitsplatzsystemen der Clipx Basic line konfiguriert worden sein. Die bereitgestellten Informationen werden als Arbeitsanweisung über einen Bildschirm zur Verfügung gestellt und unterstützen bei der Bestückung einer Tragschiene mit Komponenten, Zubehör und Markierungsschildern. Wird zudem ein Pick-by-Light-System angeschlossen, welches die Bauteile für den nächsten Arbeitsschritt anzeigt, entfällt das aufwendige Sichten und Interpretieren der Fertigungsunterlagen.

Im Prozessschritt Leitervorbereitung kann ebenfalls ein Arbeitsplatz in Kombination mit dem Werkerassistenzsystem Clipx Wire assist die Mitarbeitenden entlasten und die Drahtsatzerstellung beschleunigen. Nach vorherigem Drahtrouting lässt sich durch eine einfache Datenübernahme aus den gängigen CAE-Programmen ein Drahtsatz teilautomatisiert erstellen.

Die Software bindet dabei Werkzeugautomaten zum Ablängen, der Leiterendbehandlung und Drucksysteme von Phoenix Contact ein und führt den jeweiligen Mitarbeiter Schritt für Schritt durch den Prozess der Leitervorbehandlung bis zum fertigen Drahtsatz. Grundsätzlich ermöglichen die Werkerassistenzsysteme auch den Einsatz von fachfremden Mitarbeitenden, die die Fachkräfte zusätzlich entlasten, sodass diese sich auf wertschöpfende Tätigkeiten wie Verdrahtung oder Prüfung von Schaltschränken konzentrieren können.