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Artikel und Hintergründe zum Thema

Elektrokonstruktion

Birgit Hagelschuer | Lukas Dehling,

Engineering trifft digitalen Zwilling

Besser planen mit dem digitalen Zwilling: Das ist der Grundsatz, nach dem der Technologie-Dienstleister Alexander Bürkle für das Engineering und die Montage von Schaltanlagen strebt. Voraussetzung dafür ist eine Software-Plattform, die interdisziplinäres Engineering ermöglicht.

© Bild: Computer&AUTOMATION, Quellen: Fotolia/zapp2photo; Alexander Bürkle

Die Kennzeichnung der Kabel erfolgt bei Alexander Bürkle automatisiert und aus Eplan heraus.

© Alexander Bürkle

Das Unternehmen Alexander Bürkle beschäftigt rund 800 Mitarbeiter an 22 Standorten im Süden Deutschlands und ist im Elektrogroßhandel sowie als Technologie-Dienstleister in den Bereichen Gebäudetechnik sowie in der Industrie tätig – und will Anwender dort auf dem Weg in die digitalisierte Zukunft begleiten. Für den Zielmarkt Industrie hat Alexander Bürkle ein ganzes Portfolio von Services für ‚smart industries‘ erarbeitet. Die Basis für diese Dienstleistungen ist der Schaltanlagenbau, den Alexander ­Bürkle für die Gebäudetechnik (Elektroverteiler) und auch für die Industrie an­bietet. Zunächst arbeitete diese Abteilung Schaltanlagenbau quasi als ‚verlängerte Werkbank‘ für Kunden. Dann wurde das Geschäftsfeld zielgerichtet um (teil)automatisierte Anlagen für die Kabel­konfektionierung, die Kennzeichnung und die Metallbearbeitung erweitert und  um intelligente Services wie zum Beispiel die Schaltschrank-Optimierung ­ausgebaut. Das Ergebnis: Immer mehr Unternehmen nutzten auch das Engineering-Know-how von Alexander Bürkle, und der Schaltschrankbau wuchs konti­nuierlich.

Vor gut anderthalb Jahren entschlossen sich die Verantwortlichen, die Engineering-Dienstleistungen in diesem Bereich konsequent auszubauen und den Anwendern Wege in die Industrie 4.0 aufzuzeigen – mit einem neuen Konzept für die Planung von elektrischen Anlagen. Den Anfang machte die Gebäudetechnik. Fabian Camek, Leiter Konstruktion: „Wir haben die ECAD-Software ausgetauscht und auf Eplan migriert, das sehr gute Möglichkeiten für eine durchgängige Datennutzung bietet – vom ersten Konzept über die Detailplanung bis zum Anlagenbetrieb.“ 

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Ein reales Beispiel aus der Schaltschrankfertigung (links im Bild) und eine ­Darstellung des ‚digitalen Zwillings‘. Im Bild: Ansicht aus ‚Eplan Pro Panel‘ (rechts).

© Alexander Bürkle

Die Tools im Einsatz

Typisches Produkt von Alexander Bürkle - eine reale Montageplatte (links) - und sein digitaler Zwilling (rechts).

© Alexander Bürkle

Konkret kommen nun die Eplan-Tools ‚Cogineer‘ und ‚Preplanning‘ zum Einsatz – mit folgendem Vorteil: Während der Planer – häufig vor Ort beim Kunden – den Verteiler konfiguriert und per ‚Drag und Drop‘ die Komponenten auswählt und zuordnet, übernimmt das ECAD-System schon im Hintergrund die Konstruktionsarbeit. Die grundlegende Planungsarbeit wird also automatisiert erledigt – bis ins Detail: Selbst die Beschriftung der Kabel und Adern – die später ebenfalls automatisch erstellt wird – steht dann bereits fest, ebenso der 3D-Aufbau des Schaltschranks.

Im zweiten Schritt hat Alexander Bürkle diese Prinzipien auf den Schaltschrankbau für Industrieanwender wie beispielsweise Werkzeugmaschinenhersteller übertragen. Auch hier nimmt der Engineering-Anteil weiter zu, und eine wichtige Voraussetzung dafür schafft die durchgängige Planung und Elektrokonstruktion auf der ‚Eplan Plattform‘, die mit ‚EEC One‘ (künftig mit ‚Eplan Cogineer‘) beginnt. Die (Vor)Planung erfolgt mit dem Tool ‚ Preplanning‘, der dreidimensionale Schaltschrank-Aufbau mit ‚Pro Panel‘ und die Planung der hydraulischen und pneumatischen Steuerungen mit ‚Eplan Fluid‘. 

Die Voraussetzungen

Eine wichtige Voraussetzung für die automatisierte Schaltschrank-Planung und -Montage musste allerdings im Vorfeld geschaffen werden: Sämtliche Bauteile, die für die Montage der Gebäudeverteiler und – im zweiten Schritt – der Schaltschränke für die Industrie, benötigt werden, sind mit allen Kenndaten und Abmessungen in Eplan hinterlegt. Drei Kollegen in der Elektrokonstruktion erfassen neue Artikel nach einheitlichen Richtlinien, die in einem ‚Style Guide‘ hinterlegt sind, und pflegen diese in die Artikeldatenbank von Alexander Bürkle ein. Das ist ein Arbeitsaufwand, der sich aus Sicht sowohl von Alexander Bürkle als auch der Kunden auszahlt. Fabian Camek: „Für uns beschleunigt das die Schaltschrank-Konstruktion ganz erheblich, weil die Artikel nach der Optionstechnik ausgewählt werden. Wir stellen die Daten auf Wunsch aber auch den Kunden zur Verfügung und es gibt kaum jemanden, der diesen Service nicht zu schätzen weiß.“ 

Fabian Camek, Leiter Elektrokonstruktion Alexander Bürkle (re.): „Viele Einzelaufgaben, wie etwa das Kennzeichnen von Betriebsmitteln, erfolgen automatisch.“

© Alexander Bürkle

Auch im Industriebereich ist die Artikeldatenaufbereitung nach den Standards des ‚Style Guide‘ ein Projekt, das auch losgelöst von der Schaltschrank-Planung erbracht wird. Die Nachfrage nach diesen Daten ist groß. Der Grund: Für die Maschinenbauer und deren Kunden sind diese Daten der ‚digitale Zwilling‘, das heißt das virtuelle Abbild der Maschine oder Anlage, das über deren gesamte Lebensdauer an deren aktuellen Stand angepasst wird. Fabian Camek: „Weil digitale und reale Anlagen dauerhaft miteinander verbunden sind, entwickeln sie ein Objektgedächtnis. Wer die digitalen Daten nutzt und pflegt, spart Zeit und Geld, weil er zum Beispiel die Inbetriebnahme und die Instandhaltung besser planen kann und im Servicefall stets alle benötigten Informationen zur Hand hat. Auch bei der Modernisierung oder beim Umbau einer Maschine sind diese Daten sehr wertvoll.“ Daneben gibt es weitere Vorteile dank der durchgängigen Elektrokonstruktion: So konstruiert Alexander Bürkle jetzt organisch, ausgehend von den Funktionen und nach Modulen und Feldern strukturiert. Der Konstrukteur fängt also nicht mit der Auswahl einer Schaltschrank-Größe an, sondern die Größe ergibt sich von selbst aus den Funktionen, Bauteilen und Modulen. Dabei bedienen sich die Elektrokonstrukteure – sofern nicht anders gewünscht – aus dem Rittal-Programm. Darüber hinaus, so Fabian Camek, führt der verbesserte Workflow dazu, dass die Konstruktionen auf Anhieb fehlerfrei sind. Und: „Viele Einzelaufgaben, wie zum Beispiel die Auswahl der Befüllung der Kabelkanäle oder das Kennzeichnen von Betriebsmitteln, erfolgen automatisch. Die Datennutzung geht bei uns sogar bis zur seefesten Verpackung: Die Abmessungen der Seekiste entstehen aus Eplan heraus, ebenso die Ermittlung des Transportgewichtes für den Spediteur.“ 

Einsatz für den Terminal Server

Nochmals verbessert wird die Datendurchgängigkeit und Transparenz durch den Terminal Server. Dabei handelt es sich um einen Server oder ein Netzwerk-Gerät, mit dem Verbindungen zu mehreren Client-Systemen hergestellt werden können. Die Eplan-Software wurde auf diese Technologie hin angepasst, die eine zentrale In-frastruktur ermöglicht. Gewünschte Daten, wie zum Beispiel 3D-Ansichten von Schaltschränken oder Stromlaufpläne, werden ortsunabhängig beispielsweise auf einem Laptop oder Tablet bereitgestellt. Fabian Camek: „Wir sind die ersten weltweit, die dieses Tool einsetzen und haben darüber auch die Elektrokonstrukteure in der Niederlassung Frankfurt angebunden. Dort planen und bauen wir die Schaltschränke für den US-amerikanischen Markt nach UL/ANSI und können dank des Terminal-Servers an beiden Standorten auf einen gemeinsamen Datenpool zugreifen.“

Angesichts dieser Vorteile und der gro-ßen Nachfrage nach den erweiterten En-gineering-Dienstleistungen sieht Alexander Bürkle sich auf einem guten Weg. Zu den Zielen für die nähere Zukunft gehört es, dass die Anwender auf einer von Alexander Bürkle bereitgestellten Eplan-Plattform ihre Projekte konfigurieren und die (weitgehend automatisiert erstellte) Planung mit sämtlichen Stücklisten, 3D-Ansichten und Stromlaufplan erhalten. Der Vorteil dieser neuen Art der Arbeitsteilung ist enorm: Alexander Bürkle rechnet mit einer Verkürzung des Zeitaufwandes für die Elektroplanung um rund 75 %. Zugleich wird diese neue Konstruktionsmethodik die Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauer verändern. Fabian Camek: „Wir entwickeln uns damit vom Schaltschrankbauer und Engineering-Dienstleister zum Systemhaus.“

Autorin:
Birgit Hagelschuer ist zuständig für die Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei Eplan Software & Service.

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