Ausbildung Berufsschule simuliert kompletten Produktionsablauf

Ein Gastbeitrag von Gunthart Mau

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Die Werner-von-Siemens-Schule in Mannheim hat ein neues Labor für die Ausbildung: die Lernfabrik 4.0. Lesen Sie, was die Fabrik alles kann und wer daran ausgebildet wird.

Mit der Lernfabrik 4.0 lernen die Berufsschüler praxisnah die Abläufe in einer Smart Factory.
Mit der Lernfabrik 4.0 lernen die Berufsschüler praxisnah die Abläufe in einer Smart Factory.
(Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG )

Die Werner-von-Siemens-Schule in Mannheim zählt zu den Vorreitern der Automatisierungstechnik in der beruflichen Aus- und Weiterbildung. Das didaktische Konzept der Schule vermittelt Grundlagen dieses Fachgebiets und erste praktische Erfahrungen.

Dabei wird die Berufsschule auch von SEW-Eurodrive unterstützt. Als Gründungsmitglied des ZVEI-Fördervereins „New Automation“ startete das Unternehmen zwei Pilotprojekte. Ziel war es, neuste Technik für die Rhein-Neckar-Region bereitzustellen. Darunter: die Lernfabrik 4.0 an der Werner-von-Siemens-Schule.

Bereits seit 2015 nimmt die Schule Industrie 4.0-Themen praxisnah in ihre Lehrpläne auf. 2021 kam schließlich die Lernfabrik 4.0 hinzu. Mit ihr sollen praxisnahe Fertigungsprozesse simuliert werden. Entsprechend wurde die Fabrik nach neusten Industriemaßstäben gestaltet. So soll sie die interdisziplinäre Verknüpfung technischer und kaufmännischer Ausbildungsinhalte mit modernster digitaler Informationstechnik ermöglichen.

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Das kann die Lernfabrik 4.0

Ausgehend von der Kundenanfrage bis zur Auslieferung bildet die Lernfabrik einen Produktionsablauf ab, der auf die Losgröße 1 ausgerichtet ist. SEW-Eurodrive lieferte für die Lernfabrik 4.0 ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) aus dem Portfolio des Geschäftsfeldes Maxolution System Solutions.

Lukas Steibli, Vertriebsingenieur Didaktik bei SEW-Eurodrive, hat das Projekt Lernfabrik 4.0 federführend begleitet. Für ihn ein klarer Vorteil: „Das offene Konzept der mobilen Systeme von SEW-Eurodrive erlaubt auch in der Zukunft eine problemlose Weiterentwicklung der didaktischen Inhalte.“

Die Werner-von-Siemens-Schule entwickelte Industrie 4.0-Lehrsysteme für Schülerarbeitsplätze und unterrichtet relevante Lerninhalte der Automatisierungs-, Informations- und Montagetechnik sowie die erforderlichen Geschäftsprozesse in einem ganzheitlichen Zusammenhang. Die Teilsysteme der Lernfabrik werden in den Automatisierungslaboren vertieft. Hierbei vermitteln die Lehrkräfte unter anderem

  • die Entwicklung von Softwarebausteinen,
  • Modularisierung von Steuerungsprogrammen sowie
  • Kommunikation und Schnittstellen zur IT.

All diese Fachgebiete bilden den interdisziplinären Grundsatz von Industrie 4.0. Die Schüler arbeiten mit den Applikationsmodulen an kleineren und überschaubaren Systemen. Dort können sie die Zusammenhänge schneller und leichter erfassen. Im Unterricht vertiefen sie dann ihre Kompetenzen bezüglich einzelner Technologien. Durch dieses Vorgehen kann die Schule den Unterricht flexibel an den Technologiewandel anpassen.

Im Montagelabor montieren die Schülerinnen und Schüler Bauteile und Baugruppen zu komplexen Maschinen und Anlagen. In praktischen Übungen wird bei der Materialbereitstellung und an den Montagearbeitsplätzen „Pick-by-Light“ Technologie eingesetzt. Die Nachwuchskräfte überwachen Produktionsabläufe und nehmen statistische Daten auf, um den Prozess zu optimieren.

Im Ausbildungsberuf Mechatroniker sowie in der Fachschule Automatisierungstechnik/Mechatronik werden individualisierte Bauteile mit 3D-CAD-Software in Losgröße 1 konstruiert. Anschließend werden diese auf schuleigenen 3D-Druckern gefertigt und dem Montageprozess zugeführt. Auch der Einsatz kollaborierender Roboter wird in der Montagetechnik unterrichtet.

IT, ERP und MES

Industrie 4.0-Abläufe erfordern die Vernetzung von kaufmännischer Planung, Produktion und IT. In ihrem neu gestalteten Netzwerklabor vermittelt die Werner-von-Siemens-Schule IT-Kompetenzen, die für die Industrie 4.0 erforderlich sind. Die Schüler erlernen anhand von Versuchsaufbauten aktuelle Technologien, die den kompletten Weg der Daten vom Sensor bis in die Cloud nachvollziehbar machen.

Mit der Lernfabrik 4.0 werden Arbeitsaufträge aus dem MES (Manufacturing Execution System) abgerufen, statistische Daten automatisch erfasst und in einer zentralen Datenbank zur Verfügung gestellt. Zur praktischen Umsetzung besteht eine Kooperation zwischen der gewerblichen Werner-von-Siemens-Schule und der kaufmännischen Friedrich-List-Schule (FLS) in Mannheim. Denn der Übergang zum ERP-System liegt im Kompetenzbereich der FLS als SAP-Partnerschule. Durch den Einsatz von SAP ERP erleben die Schüler die praktische Umsetzung von Abläufen innerhalb eines Unternehmens. Die Vernetzung beider Schulen ermöglicht es

  • in Echtzeit auf real ermittelte Auftragsdaten der Produktion zuzugreifen,
  • sie zu analysieren sowie
  • die Produktion zu steuern.

Kooperation mit außerschulischen Partnern

Seit vielen Jahren ist die Werner-von-Siemens-Schule zudem Partner in der Fortbildung von Mitarbeitern regional ansässiger Unternehmen im Bereich Automatisierungstechnik. Für die Zukunft soll das noch ausgeweitet werden. Projektleiter Steibli verrät: „Ein weiteres Ziel dieser Kooperation ist es, landesweite Lehrerfortbildungen und Ausbildungsseminare auf Grundlage dieses Didaktikkonzepts zu realisieren.“ Die Resonanz auf die Lernfabrik 4.0 bei Schülern und Partnerunternehmen ist jedenfalls schon jetzt sehr positiv.

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* Gunthart Mau ist Referent Fachpresse bei der SEW-Eurodrive GmbH & Co KG in 76646 Bruchsal, Tel. +49 7251 750, sew@sew-eurodrive.de

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