# Automatisierung in der Verkabelung: Zeitersparnis in der Anlagenplanung

### Projektübersicht  
Automatische Extraktion von Equipment-Positionen und Kabeltrassen aus DXF-Layouts zur automatischen Wegfindung und optimierten Verkabelung.

### Projektaufgaben  
- Konzeption  
- Ausarbeitung  
- Rollout  

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## Ausgangslage (Vorher vs. Nachher)

**Vorher:**  
Die Platzierung von Kabeltrassen, Sensoren, Motoren und Verteilerschränken in großen Industrieanlagen erfolgte überwiegend manuell. Auch die Planung der Kabelwege, die Auswahl der Kabeltypen sowie die Stücklistenerstellung waren manuelle, zeitintensive Prozesse. Große Kabelzulagen und Änderungen führten zu Produktivitätsverlusten und erhöhten Kosten. Fehlerhafte Kabellängen beeinträchtigten die Inbetriebnahme erheblich.

**Nachher:**  
Die Platzierung der Elektronikkomponenten bleibt manuell, doch die Übergabe des 2D-Anlagenlayouts an das Kabeltool ermöglicht eine **vollautomatisierte**, konfigurierbare Verbindung aller Bauteile mit den Verteilerschränken entlang definierter Kabeltrassen. Kabellängen werden präzise ermittelt und Stücklisten automatisch erstellt. Dies führt zu Zeitersparnis, Kostensenkung und Qualitätssteigerung.

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## 1/4 Ausgangslage
Ziel war die Automatisierung der Verkabelung großer Industrieanlagen, um manuelle und fehleranfällige Prozesse zu eliminieren und stets den kürzesten Kabelweg zu ermitteln. Ein umfassendes Fehler-Management ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Layout- und Spezifikationsfehlern. So können mehrere Verkabelungsvarianten auch effizient miteinander verglichen werden.

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## 2/4 Idee & Konzeption

**Ziel:**  
Entwicklung eines Tools, das Kabellängen automatisch auf Basis von DXF-CAD-Zeichnungen ermittelt und dokumentiert. Die Verbindung von Sensoren, Aktoren und Unterverteilern wird algorithmisch über einen Graphen berechnet. Integration in bestehende CAD- und ERP-Prozesse steht im Fokus.

**Entscheidungsfindung:**  
- Analyse manueller Arbeitsschritte
- Erstellung von typischen Pilotlayouts aus vorhandenen Projekten
- Abwägung einer Eigenentwicklung gegenüber einer kommerziellen Lösung

**Konzeption:**  
- Anforderungen an Layout, Routinglogik und Ausgabeformate
- Schnittstellen zu CAD, Excel und ERP (Artikelnummern)
- Definition der Schnittstellen und Verwendung der Anwendung
- Konfigurierbares Regelwerk zur Betriebsmittelerkennung
- Technische Rahmenbedingungen: Python-Umgebung, Layerstrukturen und Attribute der Blöcke oder Elemente in der DXF Datei  

**Lösung:**  
Das Tool liest DXF-Dateien ein, berechnet Kabelwege automatisch und liefert Excel-Listen sowie DXF-Dateien mit Kabelwegen zur direkten Weiterverwendung. Alles erfolgt automatisiert ohne Benutzereingriff.

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## 3/4 Ausführung

### **Entwicklung:**  
- Spezifikation der Programmteilen für die automatisierte Verkabelung (Koordinatenextraktion, Routing und Ergebnis Erzeugung)
- Programmierung von Routinglogik und Betriebsmittelerkennung inklusive Unittests  
- Modulare Architektur mit klaren Schnittstellen zu Excel, CAD und ERP  
- Iterative Tests mit Pilotlayouts  

### **Einführung:**  
- Tool-Integration in die Konstruktionspraxis  
- Dokumentation und Anwendungsrichtlinien  
- Anpassung der CAD-DXF-Erstellungsprozesse  
- Einbindung der Excel-Outputs in Arbeitsvorbereitung und Bestellprozesse  

#### **Konzept zur automatisierten Kabelauswertung**

Die Analyse der Verkabelung erfolgt direkt aus einer DXF-Datei, welche zuvor durch die Abteilung Automation zur Beschreibung der Anlage erstellt wird. Die Herausforderung bestand in der zuverlässigen Erkennung der Betriebsmittel (Stecker, Klemmen, Sensoren) sowie deren logischer Verbindung über Linienzüge, unabhängig von Layerstrukturen oder Maßstäben. Zur Lösung wurde eine robuste Parsing-Logik entwickelt, die anhand definierter Symbole und Geometriebeziehungen die Verkabelung interpretiert und automatisch Kabellisten erzeugt.

#### **Schnittstellen zu Bestandsdaten und ERP**

Die durch das Tool erzeugten Listen enthalten nicht nur Start- und Zielpunkte, sondern verknüpfen diese auch mit ERP-relevanten Informationen wie Materialnummern, Steckertypen und Kabellängen. Eine direkte Anbindung an das ERP wurde vorbereitet, jedoch vorerst über eine strukturierte Excel-Schnittstelle realisiert. So können Daten manuell geprüft und sukzessive automatisiert übernommen werden. Die Integration in bestehende Excel-basierte Arbeitsprozesse ermöglichte eine schnelle Akzeptanz und niedrige Einstiegshürde.

#### **Standardisierung von Symbolen und Layern**

Damit das Tool zuverlässig funktioniert, mussten klare Standards für Layer-Namen, Symbole und deren Attribute definiert werden. Unterschiedliche Zeichnungsstile oder unterschiedliche Benennungs - Standards aus früheren Projekten führen zu fehlerhaften Auswertungen. Durch die Festlegung verbindlicher Konventionen sowie die Bereitstellung einer Symbolbibliothek konnte ein einheitlicher Datenbestand sichergestellt werden. Dies war Voraussetzung für eine skalierbare Nutzung.

#### **Automatisierung wiederkehrender Arbeitsschritte**

Die Auswertung erfolgt auf Knopfdruck ohne Zwischenschritte. Neben der Kabelliste werden automatisch Auszüge für die Arbeitsvorbereitung, Längenlisten für die Konfektionierung und Verbindungsübersichten für die Dokumentation erzeugt. Über konfigurierbare Vorlagen lassen sich kundenspezifische Layouts anpassen. Auch eine automatische Plausibilitätsprüfung (z.B. doppelte Nummern, offene Enden) ist integriert, um Fehlerquellen frühzeitig zu erkennen – ganz ohne manuelles Nacharbeiten.

#### **Fehlererkennung und Qualitätssicherung**

Ein zentraler Bestandteil des Tools ist die automatische Prüfung auf typische Fehlerquellen: unverbundene Leitungen, doppelt vergebene Kennzeichen oder falsche Layer. Diese werden bereits bei der Analyse der DXF-Datei erkannt und in einem Fehlerprotokoll ausgegeben. Dadurch wird verhindert, dass unvollständige oder inkonsistente Daten weiterverarbeitet werden. Über die zusätzliche Ausgabe der erkannten Fehler in dafür vorgesehenen Arbeitsblättern im Excel-Output kann eine manuelle Behandlung der Fehler im Eingangs-layout erfolgen.

# 4/4 Ergebnis
Der Zeitaufwand von der Konstruktion bis zur bestellbaren Baugruppe wurde deutlich reduziert. Viele fehleranfällige, manuelle Tätigkeiten im Layout entfallen – stattdessen übernehmen automatisierte Workflows wiederkehrende Aufgaben wie Wegfindung, Längenberechnung und Stücklistenerstellung. Das System ist damit nicht nur ein Werkzeug zur Auswertung, sondern ein zentrales Element in der Standardisierung elektrotechnischer Konstruktion. Es bildet die Basis für weitere Digitalisierungsschritte in der Produktentstehung und ermöglicht eine durchgängige Informationsverfügbarkeit bis hin zur Beschaffung und Inbetriebnahme.