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Schneller in der Elektrokonstruktion

By 13. Juni 2024Fachartikel

Fachartikel im Magazin etz – elektrotechnik & automation (06-2024)
Text: Thomas Walker

Schneller in der Elektrokonstruktion

Schnelle und robuste Abläufe sollen Ingenieure dazu befähigen, ihre Planungsarbeit zuverlässig und in kürzerer Zeit zu erledigen. Doch was können und müssen wir tatsächlich tun, um der zunehmenden Komplexität und dem permanenten Zeit und Kostendruck entgegenzuwirken und die Qualität unserer Arbeit auf ein möglichst gleichbleibend hohes Niveau zu stellen? Der Artikel zeigt auf, wie eine moderne und integrative ECAD-Software Erstaunliches ermöglicht und der Elektrokonstruktion neue Freiräume schafft.

Wer die Säge schärft, sägt den Ast schneller durch. Wer unter Zeitdruck viele Äste durchsägen muss, neigt dazu, die Zeit für das Schärfen der Säge zu sparen und braucht am Ende länger. Oft haben wir den Hang, den einfachen Weg zu gehen und fangen am falschen Ende an. Heißt konkret: Bei zunehmendem Zeitdruck gehen wir seltener zur Kaffeeküche und kommen immer später nach Hause. Dabei fördern gerade Ruhepausen, das persönliche Gespräch sowie der direkte Kontakt zu anderen Menschen die Kreativität und Schaffenskraft. Man tauscht sich aus, wird frei im Kopf und entwickelt neue Ideen. Diese Freiräume sollten wir uns erhalten. Deshalb lautet die Frage: Wo laufen Vorgänge zu umständlich ab, wo können einzelne Schritte oder eventuell ganze Vorgänge einfach übersprungen und weggelassen werden? Wo gibt es viel individuelle Einzelkommunikation zur Abstimmung, die mal so oder so oder wenn es dumm läuft, gar nicht stattfindet? Unser erster Ansatz hat also mit Erkenntnis zu tun: Es geht darum, Alternativen zu finden, Ideen zu durchdenken, auszuprobieren und letztlich eine gefundene Lösung umzusetzen. Man muss etwas Zeit investieren, um anschließend viel Zeit zu sparen. Betrachten wir hierzu drei unterschiedliche Beispiele aus der Praxis.

Mit weniger Klicks zum Ziel

Bisher standen bei Softwareherstellern immer der Funktionsumfang und die Leistungsfähigkeit ihrer Software im Vordergrund. Denn das ist es, was Kunden in erster Linie suchen und bezahlen. Ein neuer Ansatz und zudem Teil einer „grün“ gedachten IT betrachtet nun seit Kurzem auch die Anzahl benötigter Klicks, die ein Anwender ausführen muss, bis er zum gewünschten Ergebnis kommt. Denn das heißt Zeit und Ressourcen sparen. Beispiel: Ein Elektrokonstrukteur platziert im Stromlaufplan eine neue Komponente, nehmen wir einen Hauptschalter. Traditionell müht er sich dazu durch mehr oder weniger aufwendig verschachtelte Menübäume hindurch, öffnet neue Fenster, sucht in lokalen Datenbanken oder online die Komponente, kopiert und platziert sie auf der Planseite.

Das Produktmanagement und die Softwareentwickler von WSCAD haben hier neu gedacht und seit der Version ELECTRIX die Funktion „Search & Click“ implementiert. Über das immer vorhandene Suchfeld in der Menüleiste gibt man einfach einen Suchbegriff für die Komponente ein (Bild 1). Der textsensitive Suchdialog zeigt eine nach Kategorien strukturierte Trefferliste an. Ein Doppelklick genügt – und schon kann man die gefundene Komponente auf der Planseite ablegen, inklusive aller zugehörigen Artikeldaten. Der Zeichnungsbereich wird dazu nie verlassen. Benötigte dieser Vorgang üblicherweise an die 20 Schritte, ist er jetzt mit zwei Klicks erledigt. Das entspricht einem Zehntel der Zeit und je nach Such- und Öffnungszeiten für neue Fenster vermutlich noch viel weniger. Gesparte Zeit, in der ein Konstrukteur in seinen Gedankengängen nicht unterbrochen und abgelenkt wird und gesparte Zeit, in der er weiterarbeiten oder etwas anderes tun kann. Natürlich lassen sich auf diese Weise auch vordefi nierte Teilschaltungen in Form von Makros finden und platzieren – was noch einmal Zeit spart und zudem ein einheitliches Layout der Pläne sichert.

Bild 1

Über das immer vorhandene Suchfeld der Funktion „Search & Click“ in der Menüleiste gibt man einfach einen Suchbegriff für die Komponente ein

Erzeugte Daten weiter nutzen

Das nächste Beispiel zeigt die Effizienz einer E-CAD-Software und die Nutzung der erzeugten Daten in nachfolgenden Prozessschritten. Wer mithilfe der Software von WSCAD Schrankaufbauten plant, kann zunächst auf eine Reihe nützlicher Funktionen zurückgreifen. So zum Beispiel die bereits erwähnte „Search & Click“-Funktion zum schnellen Finden und Platzieren von Schränken und Komponenten. Oder die automatische Ausrichtung und Längenanpassung beim Setzen von Hutschienen und Kabelkanälen.

Verbindungen werden auf Knopfdruck geroutet und dann folgen zwei wichtige Funktionen zur Fehlerprüfung: Der Füllgrad der Kabelkanäle wird angezeigt, eine Überfüllung kann durch größere Kanäle oder Umplatzierung der Komponenten und Neurouten geprüft und vermieden werden. In der 3D-Darstellung werden Mindestabstände und Kollisionen zwischen Komponenten im Schrank und in der Schranktür auf Grundlage tatsächlicher Bauteilgrößen geprüft und angezeigt. Passt alles, stehen die erzeugten Daten sofort für Kabelbeschriftung, Adern- und Labeldruck oder für die Herstellung von Drähten und Kabelbündeln auf NC-Maschinen namhafter Hersteller bereit. Für die Bearbeitung von Schranktüren und Montageplatten werden NC-Datensätze direkt an das jeweilige Bearbeitungszentrum übergeben. Bohren, Fräsen und Gewindeschneiden werden so vollautomatisch erledigt. Schnellere Durchlaufzeiten bei gleichbleibend hoher Qualität sind das Ergebnis, der Zwischenschritt über eine zusätzliche M-CAD-Software entfällt gänzlich (Bild 2).

Bild 2

Die Nutzung der erzeugten Daten in nachfolgenden Prozessschritten

Kürzere Abläufe implementieren

Das dritte Beispiel zeigt, wie Prozesse neu gedacht und dann mehr oder weniger automatisch ablaufen – so umgesetzt vom Schaltanlagenhersteller Bruckmann Steuerungstechnik GmbH (BSG). Das Unternehmen in Nordrhein-Westfalen plant und fertigt seit 1995 Automatisierungslösungen für die kunststoffproduzierende Industrie. Die Elektrotechnik umfasst unter anderem das Setzen elektrischer Messstellen in Verfahrensplänen, die Entwicklung von Stromlaufplänen mit Material, Kabel und Verteilerlisten, den Aufbau der Schaltschränke sowie Klemmkästen und schließlich die Nutzung der erzeugten Daten für die Fertigung der Schaltanlagen im eigenen Haus. BSG setzt dazu die E-CAD-Software von WSCAD ein (lesen Sie dazu auch den WSCAD Anwenderbericht).

Schon früh hat BSG in der Elektrokonstruktion auf Wiederverwendung und Automatisierung gesetzt. In einem ersten Schritt wird zunächst mithilfe des ERP-Systems das Angebot erstellt. Nach Auftragserteilung werden alle Positionen über den von BSG selbst geschriebenen und ständig weiterentwickelten Konfigurator „ONEtool“ an die WSCAD Software für die komplette elektrotechnische Konstruktion übergeben. Während andere E-CAD-Lieferanten der BSG hauseigene Lösungen verkaufen wollten, lieferte WSCAD mit dem Project Wizard genau die Schnittstelle, mit der BSG seinen selbstentwickelten Konfigurator an das vorhandene ERP-System andocken und mit der E-CAD-Software verbinden konnte.

Hinter den Artikelnummern aus dem ERPSystem sind in ONEtool verschiedene Funktionen hinterlegt, technische Detaildaten werden während der Konfiguration erfasst und über den Project Wizard an die WSCAD-Software übergeben. Der Project Wizard setzt nach vorgegebenen Regeln Makros und Makrovarianten zu Schaltplänen und Schrankaufbauten zusammen (Bild 3). Auch die komplette Dokumentation inklusive der Fertigungsdaten für den anschließenden Schrankbau werden automatisch erstellt. Die in WSCAD erzeugte Stückliste geht zurück ins ERP-System und löst dort den Bestellprozess aus. Einmal durchdacht und in sogenannten Sets gespeichert, passiert alles gemäß den betriebseigenen Vorgaben automatisch – ohne dass jemand bei BSG noch viel darüber nachdenken muss. Bei direkt aus dem ERP-System übernommenen Projekten liegt die Projektierungszeit laut BSG um 80 % bis 90 % niedriger. Aber auch in vom Standard abweichenden Projekten beträgt die Zeitersparnis gegenüber der herkömmlichen Entwicklung noch immer gute 20 % bis 30 %. Und noch ein Vorteil geht mit dem Generieren der elektrotechnischen Unterlagen einher: Die Pläne und Dokumentation haben immer dieselbe Qualität, sind gleich aufgebaut und strukturiert. Eine enorme Erleichterung für Kunden der BSG bei Service und Instandhaltung.

Dies sind drei von vielen Beispielen, wie sich mithilfe einer geeigneten E-CAD-Software Zeit sparen lässt, die Wettbewerbsfähigkeit steigern und zudem höchste Qualitätsstandards erreicht werden. Weitere Beispiele sind in den Anwenderberichten auf der Webseite von WSCAD zu finden.

Bild 3

Der Project Wizard setzt nach vorgegebenen Regeln Makros und Makrovarianten zu Schaltplänen und Schrankaufbauten zusammen

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WSCAD Anwenderbericht

Bruckmann Steuerungstechnik: Automatisierte Elektrokonstruktion inklusive Fertigungsdaten

Zeitdruck, Fachkräftemangel und immer kürzere Entwicklungszyklen zwingen den Maschinen- und Anlagenbau zu immer strafferen Rationalisierungs- und Automatisierungsmaßnahmen. Unter Druck und mitten drin stehen die Schaltanlagenhersteller – einer von ihnen, die Bruckmann Steuerungstechnik GmbH in Nordrhein-Westfalen, zeigt, wie viel Potenzial in einer automatisierten Elektrokonstruktion steckt.

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