Die fortschreitende Digitalisierung betrifft nahezu alle Bereiche der Gesellschaft – auch im Schaltschrankbau. Das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Digital Competence Center in Nordrhein-Westfalen entwickelt mit dem Mindener Schaltanlagenhersteller Westermann seit über einem Jahr eine Digitalisierungsstrategie und erste Pilotprojekte, die dem Mittelständler den Einstieg in genau diesen Bereich ermöglichen komplexes Themengebiet. Die Beteiligten haben nun eine vorläufige Bilanz gezogen.

Auch die mechanische Bearbeitung der Gehäuse und Montageplatten kann durch bessere Daten und einen höheren Automatisierungsgrad jetzt wirtschaftlicher erfolgen. (Bild: Fraunhofer-Institut)

Schaltanlagenbau Westermann fertigt seit 1983 Schaltschränke nach Kundenspezifikation. Da es sich um eine hochindividualisierte Branche handelt, gleicht kein Schaltschrank dem anderen, Losgröße 1 ist an der Tagesordnung. Heinz-Dieter Finke, Technischer Leiter bei Schaltanlagenbau Westermann, machte sich 2015 Gedanken über eine Digitalisierungsstrategie zur Sicherung der Zukunftsfähigkeit des Unternehmens: „Vor zwei Jahren haben mein Kollege Uwe Friedrichs und ich das Unternehmen vom Firmengründer Heinrich Westermann übernommen Über. Damals produzierten wir unsere Schaltschränke noch an zwei Standorten in Minden. Das bedeutete eine doppelte Lagerhaltung und die Bereitstellung von zwei Maschinenparks – eine sehr ressourcenintensive Firmenstruktur. Zu diesem Zeitpunkt kam die Anfrage des Digital Competence Center in Nordrhein-Westfalen genau richtig für uns. Die Notwendigkeit, sich dem Thema Digitalisierung zu stellen, leitet Finke aus anderen Gründen ab: „Wir arbeiten heute sicherlich profitabel, wissen aber auch, dass die Dinge in Zukunft ganz anders aussehen können. Einerseits gibt es entsprechende Marktkonkurrenten, nicht nur hier in der Region, sondern auch in Osteuropa, die einen gewissen Kostendruck ausüben. Wir möchten unsere Prozesse so anpassen, dass wir unseren Standort hier effizient halten und unsere Kunden bedienen können. Zudem herrscht in unserer Branche ein spürbarer Fachkräftemangel. Dieses Projekt zeigt uns Potenziale, wie wir diese abfedern können. ”@ Zwischenüberschrift: Das Team

„Bei der Umsetzung von Industrie 4.0 in einem Unternehmen geht es in den meisten Fällen nicht um die Einführung neuer Technologien, sondern um sozio-technische Prozesse, in denen Mensch, Technik und Tagesgeschäft zusammengeführt werden müssen geht es darum, Prozesse zu hinterfragen und gegebenenfalls zu verändern. Mit Westermann haben wir einen Partner gefunden, der bereit ist, seine Prozesse nachhaltig zu verbessern", sagt Robert Joppen, Projektleiter und Mitarbeiter am Fraunhofer IEM. Forschungspartner in der Entwicklung und Umsetzung einer Digitalisierungsstrategie waren das Fraunhofer-Institut für Mechatronisches Design IEM, die Universität Bielefeld und der Software Innovation Campus der Universität Paderborn. „Für viele mittelständische Unternehmen ist Industrie 4.0 noch zu weit von der eigenen Realität entfernt wissen, welche technischen Lösungen für sie sinnvoll sind, geschweige denn, mit welchen Schritten sie beginnen müssen.Außerdem ist der konkrete Nutzen der Lösungen nicht sofort ersichtlich, da viele die Grundlagen für die Digitalisierung müssen erst einmal erarbeitet werden“, sagt Joppen. Das Projekt Digitalisierung im Schaltschrankbau wurde zudem von einem Beratungskreis bestehend aus Vertretern von Eplan, Phoenix Contact, Rittal, Wago und Weidmüller begleitet. @ Zwischenüberschrift: Optimierungspotenzial des Filters

„Vor Projektstart konnten wir mit dem Begriff Industrie 4.0 nichts anfangen. Wir kamen dann schließlich zu dem Ergebnis, dass jedes kleine oder mittelständische Unternehmen individuell ableiten muss, welche Strategie für es sinnvoll ist“, erklärt Uwe Friedrichs, kaufmännischer Geschäftsführer bei Westermann. Um einen geeigneten Ansatz für die Einführung von Industrie-4.0-gerechten Maßnahmen zu finden, analysierten die Teilnehmer zunächst die Prozesskette des Schaltanlagenherstellers. „Eine besondere Herausforderung bei der Produktionsoptimierung war sicherlich die große Vielfalt an Schaltschrankvarianten, mit der sich nahezu jeder Schaltanlagenhersteller auseinandersetzen muss. Unser Ziel war es zu zeigen, welche Auswirkungen es hat, wenn wir von unseren Kunden frühzeitig ein detailliertes digitales Abbild eines Schaltschranks – den sogenannten digitalen Zwilling – erhalten oder selbst erstellen“, so Robert Joppen. Schnell wurde klar, dass es bei Westermann zahlreiche Medienbrüche in der Prozesskette gibt, die den Fluss der Wertschöpfungskette bremsen. Nach Auftragseingang wird zunächst mit der entsprechenden Software eine digitale Elektroplanung erstellt, die dann in Form eines Schaltplans auf Papier ausgedruckt wird. Um die Gerätekennung auszudrucken, werden bestimmte Parameter in eine Excel-Tabelle eingetragen und anschließend neu digitalisiert. Als Konsequenz entschieden sich die Projektbeteiligten für den Einsatz von Tablets in der Produktion. Ziel ist es, dass die Schaltpläne nicht mehr ausgedruckt werden müssen, sondern als digitale Montageanleitung am Arbeitsplatz zur Verfügung gestellt werden. Das hat viele Vorteile. Am offensichtlichsten ist, dass die Mitarbeiter bei der Verkabelung unterstützt werden. Die Verkabelung macht bekanntlich zwischen 40 und 60 Prozent der Fertigungszeit eines Schaltschranks aus. Dieser Arbeitsschritt hat daher das größte Optimierungspotenzial, sowohl in Bezug auf Zeit als auch Fehlerminimierung. Stehen die Daten auch in Zukunft durchgängig in guter Qualität zur Verfügung, können sie zahlreiche weitere Schritte wie die digitale Rückverfolgbarkeit von Bestellungen unterstützen. Uwe Friedrichs: „Wir wollen alle Mitarbeiter mitnehmen. Es ist uns wichtig, die Veränderungen gemeinsam anzugehen und das interne Feedback zu berücksichtigen. ”@ Zwischenüberschrift: Nützliche Nebenwirkungen

Geschäftsführer Heinz-Dieter Finke nennt weitere Vorteile: „Durch die Erstellung eines digitalen Zwillings – inklusive der elektronischen Daten zu den verwendeten Bauteilen, 3D-Zeichnungen etc. – entstehen sozusagen als Abfallprodukt Informationen, die wir an unterschiedlichen Stellen nutzen können Punkte in der Schaltschrankfertigung." Dadurch, dass beispielsweise die Verlegung mit Hilfe einer Verdrahtungssoftware frühzeitig virtuell erfolgt, kann die Kabelkonfektionierung bei Westermann entsprechend arbeiten. Die mechanische Bearbeitung von Gehäuse und Montageplatten, die ebenfalls durch ein entsprechendes Bearbeitungszentrum automatisiert wurde, lässt sich nun wirtschaftlicher als bisher durchführen. @ Zwischenüberschrift: Schritt für Schritt zur Industrie 4.0

Dass die Digitalisierung eigentlich ein evolutionärer Prozess ist, macht auch das Thema Datenkonsistenz deutlich. Nochmals Uwe Friedrichs: „Wenn man bedenkt, dass zahlreiche Zulieferer zehntausende Produkte im Portfolio haben und die Industrie 4.0-konforme elektronische Erfassung eines einzelnen Produktes in einer Datenbank einen Manntag benötigt, wird deutlich, wie viel Aufwand es ist.“ Auch Robert Joppen spricht in diesem Thema von einem eher langfristigen Prozess: „Ein Schaltanlagenbauer kann heute nur noch einen kleinen Teil seiner Aufträge mit der mittlerweile etablierten Tablet-Lösung abwickeln und muss für den Rest den gedruckten Schaltplan verwenden. In drei, vier Jahren wird dies jedoch aufgrund der verbesserten Datenlage deutlich besser aussehen. „Und was ist das Fazit aus Anwendersicht? „Wir haben in dieser einjährigen Projektarbeit sicherlich noch nicht alles realisieren können. Allerdings haben wir uns eine sehr lange To-Do-Liste erstellt, die wir nun Schritt für Schritt abarbeiten und in die Tat umsetzen können. Wichtig war uns auch der Kontakt zu führenden Forschungseinrichtungen und Unternehmen, die am Digitalisierungsprozess beteiligt sind. Diesen Dialog werden wir auch in Zukunft pflegen“, resümiert Finke. (jwz)

Schaltanlagenbau Westermann fertigt seit 1983 Schaltschränke nach Kundenspezifikation. Da es sich um eine hochindividualisierte Branche handelt, gleicht kein Schaltschrank dem anderen, Losgröße 1 ist an der Tagesordnung. Heinz-Dieter Finke, Technischer Leiter bei Schaltanlagenbau Westermann, machte sich 2015 Gedanken über eine Digitalisierungsstrategie zur Sicherung der Zukunftsfähigkeit des Unternehmens: „Vor zwei Jahren haben mein Kollege Uwe Friedrichs und ich das Unternehmen vom Firmengründer Heinrich Westermann übernommen Über. Damals produzierten wir unsere Schaltschränke noch an zwei Standorten in Minden. Das bedeutete eine doppelte Lagerhaltung und die Bereitstellung von zwei Maschinenparks – eine sehr ressourcenintensive Firmenstruktur. Zu diesem Zeitpunkt kam die Anfrage des Digital Competence Center in Nordrhein-Westfalen genau richtig für uns. Die Notwendigkeit, sich dem Thema Digitalisierung zu stellen, leitet Finke aus anderen Gründen ab: „Wir arbeiten heute sicherlich profitabel, wissen aber auch, dass die Dinge in Zukunft ganz anders aussehen können. Einerseits gibt es entsprechende Marktkonkurrenten, nicht nur hier in der Region, sondern auch in Osteuropa, die einen gewissen Kostendruck ausüben. Wir wollen unseren Prozess

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