Echte Produktionsherausforderung: “Dreißig Prozent unserer Arbeitszeit entfielen auf das manuelle Umsetzen von Teilen zwischen den Testbereichen. Wenn unsere Mitarbeiter nach der Mittagspause müde waren, produzierten sie tendenziell mehr Fehler. Wir wollten wissen, ob wir durch Automatisierung die Kosten senken und diese Probleme künftig vermeiden könnten.” – Werksleiter eines kleinen bis mittelständischen Herstellers von elektrischen Bauteilen.

Automatisierung Automatisierung bezeichnet den Einsatz von Technologie, Steuerungssystemen wie SPS und CNC sowie Maschinen zur Ausführung von Arbeitsgängen oder Tätigkeiten mit minimalem menschlichen Eingriff. In der Fertigung revolutioniert Automatisierung die Montage, Prüfung, das Schweißen und die Verpackung von Produkten, indem manuelle, repetitive Aufgaben durch schnelle, zuverlässige und konsistente Abläufe ersetzt werden. Dieser Leitfaden enthält Definitionen von Automatisierung, Automatisierungsarten, praktische Beispiele, Vorteile und geeignete Anwendungsbereiche. Darüber hinaus beschreibt dieses Dokument detailliert die in der Niederspannungs-Elektroindustrie eingesetzten Automatisierungsanlagen.

Dieser Leitfaden behandelt:

• Was ist Automatisierung? (Einfache Erklärung & technische Definition)
• 4 Arten der industriellen Automatisierung
• Wichtigste Vorteile für Hersteller (Qualität, Geschwindigkeit, Kosten, Sicherheit)
• Automatisierungsbeispiele und -anwendungen aus der Praxis
• Spezielle Automatisierungsausrüstung (Montagelinien, Prüfstände, Schweißzellen)
• Wann sollte Ihre Fabrik über Automatisierung nachdenken?
• Wie Benlong Automation Unternehmen bei der Automatisierung der Produktion elektrischer Bauteile unterstützt
• Häufig gestellte Fragen zur Automatisierung (Fähigkeiten, Werkzeuge, Auswirkungen auf die Arbeit)

1. Was ist Automatisierung?

Automatisierung bedeutet vereinfacht gesagt, Maschinen, Computer oder Roboter für wiederkehrende Aufgaben einzusetzen. Beispielsweise nimmt eine Maschine einen Silberkontakt auf, setzt ihn auf einen Kupferanschluss, verschweißt ihn und prüft anschließend die Qualität, ohne dass ein Mensch das Produkt berührt. Dadurch wird ein manueller Prozess in einen automatisierten, wiederholbaren und schnelleren Vorgang umgewandelt. Das kann so einfach sein wie eine einzelne Maschine (z. B. ein automatischer Schraubendreher) oder eine ganze Produktionslinie (z. B. eine MCB-Montagelinie, die 2.000 Leitungsschutzschalter pro Schicht herstellt).

Die technische Automatisierung nutzt Sensoren, Aktoren, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Software, um vordefinierte oder auf Echtzeit-Feedback basierende Aufgaben auszuführen. Zu den Zielen gehören höhere Produktivität, größere Konsistenz, geringere Arbeitskosten und verbesserte Arbeitssicherheit.

2. Die 4 Arten der industriellen Automatisierung

Es gibt vier Hauptkategorien der Automatisierung, abhängig von Produktionsvolumen und Produktvielfalt. Ingenieure klassifizieren die Automatisierung anhand der Art der Produkte und des zu produzierenden Volumens.

• Feste (harte) AutomatisierungEntwickelt für die Massenproduktion eines einzelnen Produkts (z. B. eine automatische MCB-Linie mit einer Produktion von über einer Million Einheiten pro Tag). Die Einrichtungskosten sind hoch, die Stückkosten jedoch sehr niedrig.
• Programmierbare AutomatisierungKann für die Serienfertigung verschiedener Produkte umkonfiguriert werden (z. B. ein Prüfstand, der 1-polige und 4-polige Leistungsschalter durch Laden eines neuen Rezepts kalibriert). Die Umrüstzeit ist moderat (Minuten bis Stunden).
• Flexible (weiche) AutomatisierungEine Erweiterung der programmierbaren Automatisierung ermöglicht schnelle Produktwechsel (typischerweise unter fünf Minuten) zwischen verschiedenen Produktvarianten. Eine IoT-basierte Produktionslinie für intelligente Leitungsschutzschalter (MCB), die viele verschiedene Modelle verarbeitet, ist ein gutes Beispiel – ideal für die Fertigung von Serien mit hoher Produktvielfalt und mittleren Stückzahlen.
• Integrierte AutomatisierungVerbindet automatisierte Systeme (Montage, Schweißen, Prüfung, Verpackung) zu einer vollständig synchronisierten Fertigungslinie mit zentralisierter Datenverwaltung (MES). Üblich in großen Fabriken, die jährlich Millionen von Leistungsschaltern produzieren.

3. Wichtigste Vorteile der Automatisierung für die Hersteller

• Gleichbleibende Qualität: Automatisierte Schweißroboter erreichen Kontaktzugkräfte von >200 N mit einem CPK (Prozessfähigkeitsindex) von mindestens 1,33. Manuelles Schweißen weist eine viel höhere Variabilität auf, wodurch die Fehlerraten von 1‐3% auf unter 0,1% reduziert werden.
• Höherer Durchsatz: Automatische MCB-Montagemaschinen produzieren alle 2-3,5 Sekunden einen Leitungsschutzschalter, im Vergleich zu 15-20 Sekunden bei der manuellen Montage.
• Niedrigere Betriebskosten: Trotz anfänglicher Kapitalinvestitionen amortisieren sich die Investitionen in der Regel innerhalb von 6 bis 14 Monaten aufgrund geringerer Arbeitskosten, weniger Ausschuss und weniger Gewährleistungsansprüche.
• Verbesserte Sicherheit: Durch Automatisierung werden die Bediener von gefährlichen Arbeiten wie Hochspannungsprüfungen und der Exposition gegenüber Schweißspritzern befreit.
• Datenrückverfolgbarkeit: Automatisierte Prüfstände erfassen jede Messung (Auslösezeit, Kontaktwiderstand, Isolationswert) und laden die Daten in das Manufacturing Execution System (MES) hoch, wodurch eine durchgängige Rückverfolgbarkeit gewährleistet wird – eine Voraussetzung für die IEC/UL-Zertifizierung.

4. Praxisbeispiele für Automatisierung in der Elektrofertigung

Beispiele für Automatisierung in Fabrikhallen sind die Produktion von Niederspannungs-Elektrokomponenten (Miniatur-Leistungsschalter, Kompaktleistungsschalter, Schütze, Überspannungsschutzgeräte).

• Automatisches SilberkontaktschweißenEine servogesteuerte Schweißmaschine erzeugt durch servogesteuerte Energiezufuhr gleichmäßige Schweißverbindungen zwischen Silberspitzen und Kupferanschlüssen. Sie kann außerdem die Schweißnahtfestigkeit mittels Zugversuchen messen und fehlerhafte Teile schnell aussortieren.
• MCB-ThermokalibrierbankDieser automatisierte Prüfstand legt den Nennlaststrom des 135% an, misst die Auslösezeit, justiert die Bimetallschraube mittels eines Schrittmotors und zeichnet alle Ergebnisse auf, bis die Auslösezeit in einen Bereich von 45–55 Sekunden fällt. Alle Daten werden protokolliert.
• Robotergestützte Montage von BogenrutschenEin sechsachsiger Roboter entnimmt Bogenplatten von einem Tisch, setzt sie in das Gehäuse ein und überprüft mithilfe von Bildverarbeitung die korrekte Stapelung. Die Zykluszeit beträgt 1,5 Sekunden pro Pol.
• Funktionsprüfung von intelligenten Leistungsschaltern im laufenden BetriebEin IoT-Teststand simuliert Kommunikationsprotokolle (Wi-Fi, Zigbee, RS485) und testet die Fernsteuerung und die Überprüfung von Energiezählern.

5. Spezielle Automatisierungsausrüstung, die in Elektrofabriken eingesetzt wird

Hier sind die tatsächlichen Maschinentypen, die Hersteller einsetzen:

Gerätekategorie Beispiel Zweck Montage MCB-Mehrpol-Automatische Montagemaschine Montiert verschiedene Mengen und Ausführungen von Leistungsschaltern aus Einzelteilen (einschließlich Nieten und Lasermarkierung). Prüfung MCCB Halbautomatischer Hochspannungsprüfstand Führt Spannungsfestigkeits- (Hi-Pot) und Isolationswiderstandsprüfungen an MCCBs durch. Schweißen Kupfer- und Silberschweißgerät (mit Roboterunterstützung) Ermöglicht das Widerstandsschweißen von Silberkontakten an Kupferklemmen. Kalibrierung MCB Langzeit-Thermokalibrierstand Validiert und stellt die Überlastauslösung bei 100% oder 135% Nennstrom ein. Materialhandhabung Robotergestütztes automatisches Zuführsystem für Spritzgießmaschine Be- und Entladen von Bauteilen in der Spritzgießphase.

6. Wann benötigt Ihre Fabrik Automatisierung?

Sie sollten Automatisierung ernsthaft in Betracht ziehen, wenn Sie eine dieser Fragen mit “Ja” beantworten:

• Hohes VolumenProduzieren Sie mehr als 500.000 Einheiten eines ähnlichen Produkts pro Jahr?
• QualitätsproblemeLiegt Ihre Fehlerrate über 1% aufgrund menschlichen Versagens (z. B. uneinheitliches Schweißen oder Kalibrierung)?
• Wiederkehrende AufgabenFühren die Bediener die gleichen drei Schritte (Laden, Drücken, Entladen) wiederholt alle paar Sekunden aus, was zu erhöhter Ermüdung oder einem erhöhten Verletzungsrisiko führt?
• RückverfolgbarkeitsanforderungBenötigen Ihre Kunden (z. B. ABB, Schneider, Siemens) 100%-Testdaten pro Produkt?
• ArbeitskräftemangelHaben Sie Schwierigkeiten, qualifizierte Techniker für die manuelle Montage/Prüfung zu gewinnen und zu halten?
• UmschaltfrequenzWechseln Sie die Produktmodelle mehr als zweimal pro Schicht, und dauert der aktuelle Umstellungsprozess länger als 30 Minuten?

Wenn Sie eines der oben genannten Kriterien erfüllen, wird sich der Kauf einer automatisierten Lösung – selbst einer einzelnen Arbeitszelle oder eines halbautomatisierten Arbeitsplatzes – innerhalb eines Jahres finanziell auszahlen.

7. Wie Benlong Automation Unternehmen bei der Automatisierung der Produktion elektrischer Bauteile unterstützt.

Benlong Automation ist ein nationales Hightech-Unternehmen, das sich auf intelligente digitale Fertigungssysteme für Niederspannungsprodukte (Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter, Leistungsschalter, Vakuum-Leistungsschalter, Relais, Schütze usw.) spezialisiert hat. Seit unserer Gründung im Jahr 2008 haben wir weltweit über 1.200 Automatisierungslösungen realisiert.

• Vollautomatische Montagelinien mit einer Zykluszeit von 2-3,5 Sekunden, Sichtprüfung und schnellem Produktwechsel.
• Umfassende Prüfstände für thermische und magnetische Kalibrierung, Hochspannungsprüfung, Kontaktwiderstandsprüfung und Dauerfestigkeitsprüfung (typischerweise gemäß IEC 60947-2 oder 60898).
• Präzisionsschweißmaschinen für Silberkontakte, Bimetallstreifen, Kupferlitzen und PCBA-Löten.
• Intelligente IoT-Produktionslinien mit MES-Konnektivität, Ferndiagnose und vollständiger Datenrückverfolgbarkeit.

Wir fertigen unsere Produkte gemäß IEC- und UL-Normen. Alle Produkte werden mit einer einjährigen Garantie und einer Schulung vor Ort geliefert. Fernwartung ist kostenlos. Zusätzlich führen wir bis zu zwei kostenlose Machbarkeitsstudien für jedes uns zugesandte Produkt durch. Wir bearbeiten das Produkt – entweder durch Schweißen oder Kalibrierungsprüfung – und stellen Ihnen nach Abschluss einen CPK-Bericht zur Verfügung.

8. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist Automatisierung in einfachen Worten?

Die Automatisierung eines Prozesses bedeutet, wiederkehrende Aufgaben ohne menschliches Eingreifen mithilfe von Maschinen, Computern oder Robotern auszuführen. Ein Beispiel hierfür ist eine Maschine, die einen Silberkontakt auswählt, ihn auf einem Anschluss positioniert, verschweißt und auf Qualität prüft – jeder Schritt erfolgt ohne menschliches Eingreifen. Dies ermöglicht eine schnellere Verarbeitung, eine gleichmäßigere Ausbeute und eine geringere Abhängigkeit von individuellem Fachwissen.

Welche vier Arten der Automatisierung gibt es?

Es gibt vier Haupttypen: fest (große Serienfertigung eines einzelnen Produkts), programmierbar (Chargenfertigung, reprogrammierbar), flexibel (schneller Produktwechsel) und integriert (gesamte Produktionslinie mit zentraler Steuerung). Jeder Typ eignet sich für spezifische Anforderungen an Produktionsmenge und Produktvielfalt.

Was ist ein Beispiel für Automatisierung?

Ein hervorragendes Beispiel aus der Niederspannungs-Elektrofertigung ist die automatische Prüflinie für Leitungsschutzschalter (MCB). Sie lädt automatisch die Leistungsschalter, prüft sie auf Sofortauslösung (B/C/D-Kennlinien), thermische Kalibrierung, Durchschlagsfestigkeit und Kontaktwiderstand und sortiert sie anschließend in Gut/Schlecht-Behälter – ein vollautomatischer Prozess ohne manuelle Eingriffe.

Was sind die 5 besten Automatisierungstools?

Zu den wichtigsten Werkzeugen für industrielle Prozesse gehören SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen), HMIs (Mensch-Maschine-Schnittstellen), SCADA-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition), Roboterarme (Gelenk- oder kartesische Roboter) und servogesteuerte Aktuatoren. Weitere Werkzeuge können Bildverarbeitungssysteme, Widerstandsschweißsteuerungen oder Prüfgeräte sein.

Welche Fähigkeiten sind für die Automatisierung erforderlich?

Zu den Kernkompetenzen gehören: SPS-Programmierung mit Kontaktplanlogik, Kenntnisse über Sensoren und Aktoren, grundlegende Robotik, Datenkommunikationsprotokolle (Modbus & Ethernet/IP), Verständnis Ihres spezifischen Fertigungsprozesses (Schweißen, Kalibrierung usw.) sowie alle Aspekte der vorbeugenden Instandhaltung und der Korrekturmaßnahmen.

Wie lautet eine andere Bezeichnung für Automatisierung?

Synonyme sind unter anderem Industrieautomation, Prozessautomation, Produktionsautomation und Fertigungsautomation. Die Begriffe Mechatronik und Steuerungssysteme sind verwandt, aber nicht in allen Kontexten exakt synonym.

Welche Arbeitsplätze können durch Automatisierung ersetzt werden?

Wiederkehrende, manuelle Tätigkeiten wie Schweißen, manuelle Prüfung und Inspektion, einfache Montagearbeiten (z. B. Schrauben, Nieten), Materialtransport und Verpackung werden in der Regel durch Automatisierung ersetzt. Qualifizierte Ingenieure, Instandhaltungstechniker und Prozessdesigner werden nicht ersetzt; vielmehr werden sie befähigt, sich von der Ausführung der Aufgaben auf die Optimierung des Systems zu konzentrieren.

Automatisierung Automatisierung ist die strategische Methode, die Produktion grundlegend zu verändern, indem langsame, unbeständige Handarbeit durch automatisierte, schnelle, hochgradig wiederholbare und datengesteuerte Prozesse ersetzt wird. Das Verständnis der vier Automatisierungsarten hilft Ihnen, die richtige Methode basierend auf Ihrem Produktionsvolumen und Ihrer Produktvielfalt zu identifizieren. Die Vorteile – geringere Fehlerraten, höherer Durchsatz, reduzierte Kosten und erhöhte Sicherheit – sind umfassend belegt und dokumentiert. Für die Herstellung von Niederspannungs-Elektrokomponenten sind bestimmte Arten von automatisierten Anlagen (Montagelinien, Prüfstände, Schweißzellen) von Anbietern wie Benlong Automation erhältlich. Bewerten Sie Ihre Produktionsherausforderungen anhand der sechs Fragen zur Automatisierung. Wenn Sie eine Frage mit “Ja” beantwortet haben, sollten Sie im nächsten Schritt eine erste Machbarkeitsstudie anfordern. Automatisierung dient nicht dazu, Menschen zu ersetzen, sondern ihnen bessere Werkzeuge an die Hand zu geben.