Hauptaufgabe des Engineerings im Schaltschrankbau war und ist auch heute noch die Erstellung von Schaltplänen. Was sich allerdings verändert hat, sind die Rahmenbedingungen, unter denen Schaltschrankbauer diese Aufgabe erledigen müssen: Einmal ist die Varianz der Schaltschränke mit der Vielfalt der Anwendungen immer größer geworden. Zudem setzt die Konkurrenz aus dem inner- und außereuropäischen Ausland die Schaltanlagenbauer hierzulande unter zunehmenden Kosten- und Zeitdruck. Hinzu kommt der auch in dieser Branche zu beklagende Fachkräftemangel. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickeln die ECAD-Anbieter ihre Tools immer weiter – hin zu mehr Effizienz, Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit.
Laut der Studie Schaltschrankbau in Deutschland, die die Ruhr-Universität Bochum im Auftrag von Phoenix Contact erstellt hat, setzen alle 50 zwischen April und Oktober 2023 interviewten Maschinen-, Anlagen- und Schaltschrankbauer ECAD-Software ein – vielfach sogar Tools gleich mehrerer Anbieter. 24 Prozent der Befragten gaben an, dass bei ihnen im Engineering Kapazitätsengpässe bestünden. Smarte Lösungen, die hier Abhilfe schaffen, sind also sehr gefragt. Denn: Zwar ist es laut Studie im deutschen Schaltschrankbau durchaus üblich, bei Engpässen in der Produktion zeitweise Mitarbeitende aus der Konstruktion dort einzusetzen. Ob dies aber umgekehrt so ohne Weiteres möglich ist, darf beim Fehlen entsprechender Qualifikation mit Fug und Recht bezweifelt werden.
Das A und O für die Brauchbarkeit einer ECAD-Lösung ist die Qualität der Datenbasis, auf der diese fußt. Hier sind die Software-Anbieter abhängig von den Geräte-, Komponenten- und Kabelherstellern, die die technischen Daten ihrer Produkte möglichst exakt und vollständig in die einschlägigen Daten-Backbones (z.B. Eplan Data Portal, WSCAD Universe, Zuken Component Cloud etc.) einpflegen. Dabei müssen nicht selten seitens der Konstrukteure Daten, Abmessungen und Bezeichnungen modifiziert werden. Positiv zu verzeichnen ist, dass mittlerweile zahlreiche Anbieter dazu übergegangen sind, komplette digitale Zwillinge ihrer Komponenten (z.B. von Reihenklemmen, Schaltgeräten usw.) in die Datenportale einzupflegen, was zur maßgeblichen Verbesserung der Datenqualität für das Engineering beiträgt. Auf diese Weise können ECAD-Lösungen zur entscheidenden Grundlage in der gesamten Wertschöpfungskette des Schaltschrankbaus werden.
Grundsätzliche statten Softwareanbieter heute ihre ECAD-Werkzeuge mit Automatisierung, 3D-Integration und stärkerer Anbindung an reale Produktionsdaten aus. Statt Einzelplatz-Schaltplanern rücken durchgängige Engineering-Prozesse, cloud-gestützte Zusammenarbeit und, neuerdings, KI-Assistenz in den Mittelpunkt — mit dem Ziel, Fehler früh zu finden, Varianten schneller zu konfigurieren und den Schaltschrankaufbau bis zur Fertigung weitgehend zu automatisieren. Technisch sichtbar wird das an zwei großen Strängen: erstens der Verschmelzung von 2D-Schaltplan, 3D-Schaltschrank-Layout und Kabelrouting, zweitens der Integration von Teile- und Lebenszyklusdaten in Echtzeit.
Die jüngste Entwicklung ist die Implementierung von künstlicher Intelligenz in ECAD-Lösungen. Dies geschieht mittels sogenannter Co-Piloten. Diese ‘Helfer’ unterstützen den Anwender vor allem dabei, zeitaufwändige Routinetätigkeiten deutlich schneller zu erledigen als bisher und dabei Fehler zu vermeiden. Die Co-Piloten erstellen beispielsweise Materiallisten oder Makros für unterschiedliche Anwendungen, führen Plausibilitätsprüfungen und Fehlerkorrekturen durch oder liefern Antworten auf technische Fragen. Versierte Konstrukteure können Tätigkeiten so an die künstliche Intelligenz delegieren und gewinnen an Tempo, nicht ganz so erfahrene Anwender finden sich schneller in Projekten zurecht. Auf diese Weise kann der Fachkräftemangel zumindest teilweise abgefedert werden.
Moderne ECAD-Software beschränkt sich aber heute nicht nur auf die Schaltplanerstellung, sondern schlägt auch den Bogen in die Schaltschrank-Produktion, damit auch diese zügiger und möglichst fehlerfrei bewerkstelligt werden kann. Alle namhaften Softwarehäuser bieten Lösungen wie etwa Module für den 3D-Schaltschrankaufbau, automatisiertes Routing, Verdrahtungsvisualisierung, mechanische Bearbeitung oder thermische Berechnungen. Inwiefern diese Möglichkeiten in der Fertigung tatsächlich genutzt werden, darauf wird ebenfalls in der o.g. Studie eingegangen. So sei die Ausleitung von Aufbauplänen, Betriebsmittelkennzeichnungen und Stücklisten weit verbreitet, bei der automatisierten Erzeugung von Bohr- und Fräsdaten für die mechanische Bearbeitung oder der Ermittlung von Leiterlängen, sei jedoch deutlich Luft nach oben. Gleiches gelte für die automatisierte Ableitung von Prüfplänen oder die Dokumentation während der Produktion, bei der sich häufig noch Änderungen am Schaltschranklayout ergeben. Laut der Studie Schaltschrankbau in Deutschland dominiere bei einem Großteil der Unternehmen immer noch die papierbasierte Dokumentation.
Apropos Dokumentation: Bei der Auslieferung der Schaltanlage an den Kunden sind auch heute noch Schaltschrankmappen aus Papier die Regel. Diese sind die nach einigen Jahren des Einsatzes häufig nur noch schlecht lesbar oder im ungünstigsten Fall gar nicht mehr auffindbar. Auch hier gibt es mittlerweile Alternativen in Form digitaler Schaltschrankmappen, die sich in Form eines QR-Codes im Innenraum der Anlage befinden. Der Inhalt dieser digitalen Mappe ist in einer Cloud hinterlegt und mit einem digitalen Endgerät jederzeit abrufbar. Änderungen während des Betriebs, beispielsweise im Schaltplan, können so stets aktuell dokumentiert werden. Davon profitieren alle Beteiligten: Der Konstrukteur des Schaltschranks auf der einen und der Servicetechniker sowie Betreiber auf der anderen Seite.
Jürgen Wirtz
Chefredakteur Schaltschrankbau-Magazin
