Mit Lego lernen

Fertigungsautomation

Montage - Mit dem Projekt »Lernfabrik 4.0« fördert Baden-Württemberg gemeinsam mit lokalen Unternehmen die realitätsnahe Ausbildung an beruflichen Schulen. Den Löwenanteil in einem Teilprojekt in Reutlingen trägt dabei das Tübinger Unternehmen Zeltwanger Automation.

15. Oktober 2018
Bild: Zeltwanger Holding GmbH
Bild 1: Mit Lego lernen (Bild: Zeltwanger Holding GmbH)

Nicht nur Prozesse und Systeme werden in den Fabriken der Zukunft vernetzt – Industrie 4.0 steht vor allem für das vertiefte Zusammenwachsen von Maschinenbau und Elektrotechnik mit der Informationstechnologie. Das verlangt nach Aus- und Fortbildungsmöglichkeiten, die sich an neuesten Standards orientieren. Wer im Übermorgen erfolgreich produzieren möchte, braucht Mitarbeiter, die sich auskennen und bestens ausgebildet sind. 

Für die Einrichtung von insgesamt 16 Lernfabriken stellte das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau in Baden-Württemberg insgesamt 6,8 Millionen Euro bereit. Das Ziel: die Qualifizierung von Fachkräften in einer möglichst praxisnahen Lernumgebung mit intelligenten Maschinen und digital vernetzten Prozessen umzusetzen. Die Lernfabrik ist ein Labor, das im Aufbau und in der Ausstattung industriellen Automati-sierungslösungen gleicht.

Maschi-nenbau und Elektrotechnik werden dabei durch professionelle Produktionssteuerungssysteme verknüpft. So können die Grundlagen für anwendungsnahe Prozesse erlernt werden und das abstrakte Konzept von Industrie 4.0 wird für Fach- und Nachwuchskräfte fassbar. »Lernen für die Zukunft« – für die Schülerinnen und Schüler der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule in Reutlingen ist dieser Satz seit diesem Schuljahr gelebter Schulalltag.

Die Gewerbliche Schule für Metalltechnik, Elektrotechnik, Kraftfahrzeugtechnik und Mechatronik samt angeschlossenen Berufskollegs und technischem Gymnasium ist eine der Einrichtungen in Baden-Württemberg, die nach der Ausschreibung des damaligen Ministeriums für Finanzen und Wirtschaft im Jahr 2015 von einer Jury für eine finanzielle Förderung ausgewählt wurde. Nach zwei Jahren Vorbereitungszeit und Konstruktionsphase ist die Lernfabrik nun im Reutlinger Schuldienst. Hier werden künftig hochtechnologische Inhalte realitätsnah vermittelt – bei der Fertigung kleiner Lego-Autos. 

Alles für den Produktionsalltag

Vom Roboter-Teaching über das Handling des Qualitätsprüfungssystems bis hin zum fertigen Produkt – die Auszubildenden in Reutlingen lernen an der eigens für sie konstruierten Fertigungslinie alles, was sie für den Produktionsalltag 4.0 brauchen. »Digitalisierung ist überall das große Thema und die Lernfabrik vermittelt den Schülern alles, was man über Industrie 4.0 wissen muss«, sagt Stefan Kiem, Projektleiter der Lernfabrik an der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule. 

Beauftragung und Fertigung, Montage und Materialfluss, Qualitätsprüfung und Auftragsabwicklung – die Lernfabrik 4.0 besitzt alles, was typisch für eine industrielle Automatisierungslösung ist. Technologien, Ausstattung und Montage kommen von diversen lokalen Unternehmen. Den Löwenanteil trägt dabei das Tübinger Unternehmen Zeltwanger Auto-mation. Der Technologie- und Innovationsführer in den Bereichen Automation und Dichtheits- und Funktionsprüfung ist von der Planung über die Montage bis hin zur Inbetriebnahme an dem Projekt federführend beteiligt. 

Für die Ferdinand-von-Steinbeis-Schule hat Zeltwanger eine Anlage aus vier verketteten X-Cell-Produktionszellen auf höchstem technischem Niveau entwickelt. »Unsere Anlage enthält viele Komponenten unterschiedlicher Marktführer und bedient sämtliche Bereiche: Bildverarbeitung, Steuerungstechnik, Robotik, Antriebstechnik, Pneumatik, Mechanik und so weiter«, sagt Tobias Schall, Projektleiter der Steinbeis-Lernfabrik 4.0 bei Zeltwanger.

»So ermöglicht das mechatronische System den Schülern einen praxisnahen Einblick in unterschiedliche Automatisierungslösungen: pneumatisches und elektrisches Handling, Industrieroboter, Bildverarbeitung sowie der Werkzeugverwaltung über RFID.«Um die Grundfunktionalitäten der Lernfabrik 4.0 kennenlernen zu können, stehen für die Schülerinnen und Schüler zudem mehrere Einzelmodule zum Experimentieren bereit. Das Endprodukt der verketteten Produktion: ein kleines Lego-Auto, das ganz nach Industrie-4.0-Manier – ausgehend von der Kundenanforderung – entsprechend montiert wird.

»Über ein Web-Interface lässt sich die Farbe von Motorhaube, Chassis und Felge nach eigenem Geschmack am PC oder Smartphone konfigurieren. Nach der Bestellung erhält man eine Auftragsbestätigung per E-Mail und wenn die Montage abgeschlossen ist, wird man ebenfalls per E-Mail benachrichtigt«, so Schall. Über die Webseite der Anlage lassen sich mit dem Produkt-Konfigurator nicht nur Bestellvorgänge abwickeln. Hier erhält man auch Einblick in Prozess- und Maschinendaten, kann aktuelle Lagerbestände abrufen und Aufträge verwalten. 

Optimale Vorbereitung

Für Schall ist die Lernfabrik eine optimale Vorbereitung auf das Berufsleben. Die industrietaugliche Anlage sei sehr praxisnah und auf dem Stand der neuesten Technik. In der Lernfabrik werden die Grundlagen für anwendungsnahe Prozesse realitätsnah erlernt – und noch mehr: »Die Schülerinnen und Schüler lernen mit verschiedenen Schnittstellen umzugehen, zum Beispiel OPC UA, IO-Link, Profinet und Ethernet.

Darüber hinaus lernen sie Datenbankmodelle zu entwerfen und Webseiten im Responsive Webdesign zu programmieren«, so die Entwickler. In ihrer Lernfabrik 4.0 bekommen die Schülerinnen und Schüler der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule somit genau die Inhalte mit auf den Weg, die es in der Industrie-4.0-Arbeitswelt braucht – und starten bestens gerüstet ins Übermorgen. 

 

Erschienen in Ausgabe: 06/2018

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