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통합 및 자동화된 케이블 어셈블리

Elektronik Schwab, 자동화 도구로서 EPLAN Platform을 활용

제어 캐비닛을 제조하기 위한 케이블 어셈블리는 ‘소규모 작업’이기 때문에 아주 작은 배치 사이즈로 수행됩니다. 독일 Krakow am See 지역에 위치한 Elektronik Schwab GmbH 사는 이 작업을 어떻게 자동화할 수 있을지, 그리고 자동화가 어떤 이점을 가져다 줄지에 대해 실전 테스트를 수행하였습니다. 그 결과, 자동으로 견적서를 생성하고 있으며, 조립, 절단, 박리, 압착, 주석 도금 및 직접 라벨링 등의 작업은 최첨단 기계가 도맡아 하고 있습니다. 뿐만 아니라 배선과 3D 제어 캐비닛 설계를 위한 모듈에서 EPLAN Platform을 통해 데이터 일관성이 높아졌습니다.

4차 산업 혁명에 가장 부합하는 제어 캐비닛 제조 및 케이블 어셈블리의 ‘핫스폿’을 찾고 계시다면, 그 여정이 독일의 메클렌부르크 호수 지역부터 시작할 가능성은 거의 없습니다. 하지만 생산 디지털화라는 원칙을 통해 핵심 산업 지역 밖에서 최첨단 제조 방식을 개발할 수 있습니다. 그리고 이는 독일 슈베린 동부에서 70km 정도 떨어진 Krakow am See에 기반으로 두고 있는 Elektronik-Schwab GmbH를 통해서도 알 수 있습니다. 1996년에 설립된 Elektronik-Schwab GmbH는 인쇄 회로 기판 제조업체로 시작해 점차 활동 영역을 넓혀 지금은 케이블 어셈블리와 제어 캐비닛 전문 제조업체로 성장하였습니다.

현재 68명의 직원을 고용하고 있는 Elektronik-Schwab GmbH는 두 사업 부문 모두에서 의료 기술, 자동차 산업, 풍력 기술 및 식품 장비 등 첨단 기술 산업군에 속한 고객사에게 제품과 서비스를 제공하고 있습니다.

제어 캐비닛 제조: 소규모 시리즈 제조 및 높은 기대

제어 캐비닛 제조 부서는 최근 생산 기지를 이전하였습니다. 영업 책임자인 Reiko Schmecht: “보통 소규모 시리즈로 제어 캐비닛을 제조합니다. 그리고 고객이 EPLAN 데이터를 우리에게 제공하거나, 아니면 우리가 EPLAN Pro Panel로 데이터를 준비합니다. 이를 통해 캐비닛 제조 품질 기준의 일관성이 향상됩니다.”

EPLAN Pro Panel을 사용하는 또 다른 이점은 3D 캐비닛 설계의 세부 제어 기능 덕분에 추후에 수정을 할 필요가 거의 없다는 것입니다. 왜냐하면 계획에 따라 제어 캐비닛이 정확하게 제조되기 때문입니다. 설계 및 제어 캐비닛 제조 책임자인 Christian Schwass: “고도로 정밀한 설계로 시간을 절약할 수 있게 되었고, 인력을 효율적으로 배치할 수 있게 되었습니다. 케이블에 라벨링이 되어 있기 때문에 인력들은 그저 배선에 대한 지침만 정확하게 따르면 됩니다. 드디어 비전문 인력들도 해당 작업을 할 수 있게 되었습니다. 그리고 전문 인력들은 더욱 중요도 높은 작업에 배치할 수 있게 되었습니다.

완전히 자동화된 와이어 세트 생산

제어 캐비닛 제조를 위한 와이어 세트는 최적으로 라벨링되고 100% 검증됩니다. Reiko Schmecht: “해당 사업 영역에 여러 외부 고객들을 보유하고 있으며, 최근 수 년 동안 자동화를 위해 막대한 투자를 진행했습니다.” 결과는 생산 기지를 걷다보면 분명하게 알 수 있습니다. Komax Zeta 시스템은 36개 케이블 유형과 6개 와이어 터미널 유형을 전환해가며 완전 자동으로 케이블을 조립합니다. 기타 시스템도 완전 자동으로 절단, 박리, 압착, 주석 도금 및 케이블 라벨링 등의 작업을 수행합니다.

수동 및 자동화 작업 간의 균형 잡힌 ‘혼합’

해당 서비스는 수요가 매우 높습니다. Schwab가 수많은 전문 영역을 다루고 있기 때문입니다. 미니어처 케이블을 횡단면이 0.02인 36 스트랜드 AWG까지 처리합니다. 이러한 케이블은 센서 애플리케이션에서 사용되며, 다른 와이어 세트와 마찬가지로 100% 검증됩니다. 납땜, 주석 도금 등 모든 영역의 작업을 수동으로 할 수 있는 작업장도 마련되어 있으며, 이곳에서 특수 교육을 받은 직원들이 이런 정밀한 작업을 수행합니다. Harting이 제공하는 특수 접점도 반자동 기계에서 높은 수준의 품질로 프레스됩니다.

결실을 맺은 투자

최근 몇 년 동안 Elektronik-Schwab은 케이블 어셈블리와 제어 캐비닛 배선을 자동화하기 위해 상당한 투자를 진행했고, 그 결과 새로운 기계의 기본 기능을 최대로 활용하고 있습니다. Reiko Schmecht: “기계를 최소 2교대로 작동시켜야 하며, 현재 스케쥴에 맞춰 운영하고 있습니다.” 이는 가격이 적절하고 올바른 통신 및 자동화 플랫폼을 사용할 수 있을 때 산업 내에서 외부 케이블 어셈블리의 자동화에 대한 수요가 어느 정도인지를 보여줍니다. 그리고 Elektronik-Schwab은 모든 프로세스에서 최대로 활용되는 EPLAN을 통해 올바른 플랫폼을 제공받고 있으며, 자동화를 통해 적절한 가격을 달성하고 있습니다.

문의 및 비용부터 기계까지 일관된 데이터

데이터 일관성은 문의 단계부터 확인할 수 있습니다. Reiko Schmecht: “회사 홈페이지에 가면 와이어 스트랜드 생산을 문의하기 위한 양식으로 Excel 리스트를 확인할 수 있습니다.” Schwab은 고객에게 Excel 리스트를 받으면, ERP 시스템이 제공하는 부품 가격과 수량, 생산 시간, 검사, 포장 및 발송 등을 고려해 견적을 자동으로 생성합니다. 주문이 발생하면, 프로젝트 데이터는 EPLAN 매크로로 변환됩니다. 완전 자동 기계와 반자동 기계가 이 매크로를 바로 사용할 수 있으며, 색상, 단면 및 라벨링 등 케이블에 관련된 모든 데이터가 포함됩니다. 그러면 Komax 기계가 매크로를 처리합니다.

케이블 어셈블리 4.0: 모든 기계를 위한 단일 네트워크

이런 워크플로를 통해 Schwab의 제어 캐비닛 배선 능력이 한층 더 향상되었습니다. Schwab은 높은 수익률로 프로젝트를 완료하는 동시에 외부 서비스 공급업체로서의 경쟁력도 갖추게 된 것입니다. 이는 모두 EPLAN Platform과 Wiring, EPLAN Pro Panel 모듈을 통합해 활용하고, EPLAN 솔루션을 ERP 시스템과 케이블 어셈블리 자동화 시스템에 연결한 덕분에 이룬 성과입니다.

EPLAN에 기반한 체계적 접근법이 주는 이점은 쉽게 숫자로 나타낼 수 있습니다. Reiko Schmecht: “배선에 드는 노력을 50~60%, 그리고 사전 조립까지 생각하면 최대 80% 정도 절감할 수 있었습니다.” 하지만 이는 고객이 데이터를 공개해주어야 가능한 일입니다. “아직 주저하는 고객들도 있습니다. 하지만 많은 고객들이 EPLAN 제품, 그중에서도 특히 Pro Panel을 사용할 계획을 가지고 있다고 합니다. 시스템 합리화로 활용할 수 있는 잠재력이 어마어마하기 때문에 고객들을 적극 지원할 생각입니다.”

Cable assembly for control cabinet manufacturing is "small-scale work" and performed in very small batch sizes. How this can be automated and what benefits automation brings have been put to a practical test by Elektronik Schwab GmbH in Krakow am See. Offers are now being generated automatically and a state-of-the-art machine park undertakes tasks such as assembly, cutting, stripping, crimping, tinning and direct labelling. Data consistency is provided by the EPLAN Platform, in particular the modules for wiring and 3D control cabinet design.

If you are you looking for "hotspots" in control cabinet manufacturing and cable assembly according to Industry 4.0 principles, the search is unlikely to begin in Germany’s Mecklenburg lake region. But a principle of digitised production is the ability to develop state-of-the-art manufacturing approaches beyond core industrial regions. This has been proven by Elektronik-Schwab GmbH in Krakow am See, some 70 km east of Schwerin. Founded in 1996, the company began manufacturing printed circuit boards for customers, then gradually expanded its activities and is now regarded as a specialist in cable assembly and control cabinet manufacturing.

In both business segments, the company, which currently employs 68 people, works for customers mostly from high-tech industries such as medical technology, the automotive industry, wind energy technology and food equipment.

Control cabinet manufacturing: Small series production and high expectations

The control cabinet manufacturing department recently moved into new production premises. Head of Sales Reiko Schmecht: “We usually manufacture smaller series of control cabinets for customers. Customers either provide us with EPLAN data or we prepare the data using EPLAN Pro Panel. This enables consistent standards of quality in the manufacturing of the cabinets”.

Another benefit of working with EPLAN Pro Panel is that the detailed control functions in 3D cabinet design avoid modifications being required later. A control cabinet is manufactured exactly according to plan. Christian Schwass, Head of Design and Control Cabinet Manufacturing: “Highly precise design saves us time and enables us to deploy our employees effectively. The labelled cables give fitters precise instructions on wiring so that for many tasks we can use non-specialist personnel. The specialist personnel are then available for other tasks".

Fully automated production of sets of wires

The sets of wires for control cabinet manufacture are optimally labelled and 100% tested. Reiko Schmecht: “We have many external customers in this business area and have invested heavily in automation in recent years”. The results clearly evident as you walk through the production hall. A Komax Zeta system assembles cables fully automatically, switching between 36 cable types and six types of wire terminals. Other systems undertake tasks – also fully automatically – such as cutting, stripping, crimping, tinning, and labelling of the cables.

Balanced "mix" of manual and automated tasks

This service is in demand, especially as Schwab offers numerous specialisms. For example, the processing of miniature cables down to 36-strand AWGs with a 0.02 cross-section. These cables are used in sensor applications and are 100% tested as are all other sets of wires. Manual workstations are also available in every area of activity, e.g. soldering and tinning, where specially trained employees perform the fine work. Special contacts, e.g. from the Harting portfolio, are also pressed at a consistently high standard of quality on semi-automatic machines.

Investments that pay off

In recent years Elektronik-Schwab has invested considerably in automated cable assembly and control cabinet wiring, and has been successful in fully utilising the basic capacity of the new machinery. Reiko Schmecht: “The machinery needs to operate at least in a two-shift cycle, and this is what they are doing”. This indicates the level of demand in the industry for automated external cable assembly – provided the price is right and an appropriate communication and automation platform is available. Automation ensures the right price, and the appropriate platform is provided by EPLAN, which is deeply rooted in procedures at Elektronik-Schwab.

Consistent data – from inquiry and costing through to the machine itself

Data consistency already begins at the inquiry stage. Reiko Schmecht: "Our homepage provides an Excel list which can be used as an enquiry form for wire-strand production”. Schwab automatically generates an offer from the Excel list, based on parts prices taken from an ERP system as well as on quantities, production time, testing, packaging and dispatch. When an order is placed, the project data is converted into an EPLAN macro which can be used directly by the fully and semi-automated machines and which contains all cable-related data such as colour, cross-sections and labelling. These macros are then processed by Komax machines.

Cable Assembly 4.0: One network for all machines

Such a workflow positions Schwab perfectly for wiring control cabinets. The company is then able to complete their own projects profitability, while also being competitive as an external service provider. This is all based on integrated utilisation of the EPLAN Platform and the Wiring and EPLAN Pro Panel modules, as well as their connection to an ERP system and – most importantly – to systems for automated cable assembly.

The advantages of such a systematic approach based on EPLAN data are easy to quantify. Reiko Schmecht: “Savings of 50 to 60% in wiring effort are realistic – even up to 80% when taking into account pre-assembly”. But this requires customers to be willing to disclose the necessary data: “There are still reservations. But many of our customers are planning to use EPLAN and especially Pro Panel. We are happy to support them because it offers enormous potential for rationalisation which they can tap into”.